- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій метрологія, технологічні вимірювання та прилади
- •До виконання лабораторних робіт
- •Київ нухт 2010
- •Лабораторна робота № 1-т-р вимірювання тиску. Перетворювачі надлишкового тиску sitrans р серії z та zd
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Теоретичні відомості
- •3.1. Тиск. Основні поняття. Одиниці вимірювання тиску
- •3.2. Класифікація манометрів по виду вимірюваного тиску
- •3.3. Принцип дії вимірювального перетворювача надлишкового
- •3.3.1. Загальна теорія та конструкція тензометричних перетворювачів.
- •3.3.2. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •3.3.3. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •Основні технічні та метрологічні характеристики Sitrans p zd та z:
- •3.3.4. Цифровий реєстратор Sirec ds.
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 2-т-дм деформаційні манометри
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальна теорія деформаційних та вагопоршневих манометрів
- •3.1. Деформаційні манометри
- •3.3. Диференціально-трансформаторні вимірювачі тиску.
- •3.4. Електроконтактний манометр типу екм
- •3.5. Пневмоелектричні перетворювачі.
- •3.6. Вагопоршневі манометри .
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •5.2. Перевірення трубчастого манометра з дтп у комплекті з рм1.
- •5.3. Перевірення електроконтактного мановакуумметра екмв.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 3 –т- ds вимірювання різниці тисків. Перетворювач диференціального тиску sitrans р ds III
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості.
- •3.1.Класифікація манометрів за принципом дії.
- •3.2. Рідинні манометри та дифманометри
- •3.3. Електропневматичний перетворювач та електричні манометри опору
- •3.4. Перетворювач Sitrans p ds III
- •3.5. Загальна методика вимірювання тиску
- •Властивості ланцюгу передачі тиску.
- •4. Методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання перевірення.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 4 - t – tf2 термометри опору. Перетворювач “ sitrans tf2 ”
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні теоретичні відомості про термометри опору
- •3.2. Теоретичні відомості про перетворювач Sitrans tf2
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5 - t – то 2/3 дослідження підключення термометрів опору до вторинних приладів за схемами в два та три проводи
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія мостових схем
- •3.2. Нормувальні перетворювачі для термометрів опору
- •3.3. Двоканальний мікропроцесорний вимірювач трм 200 Призначення:
- •Основні функціональні характеристики:
- •Технічні характеристики:
- •4. Опис лабораторної установки та перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •Контактні термоелектричні перетворювачі (термопари)
- •3.2. Компенсаційний метод вимірювання терс термопари.
- •3.3.Термоелектричний перетворювач “Ni - Cr/Ni ” з вимірювальним перетворювачем “sitrans tk/tk – h”
- •3.4.Манометричні термометри (мт)
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 7 -т – л - д логометр та автоматичний реєструвальний прилад диск-250
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.3Агальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія приладів магнітоелектричної системи
- •3.2. Будова та робота мілівольтметра
- •3.3. Будова та робота промислового логометра
- •3.4. Принцип дії та склад приладу реєстрації вимірювань диск-250
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 8- р - lu ультразвукові рівнеміри “probe lu” та “Multi Ranger 100 “
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні поняття про ультразвук та його випромінювання
- •3.2 Загальна структурна схема ультразвукових рівнемірів (ехолотів)
- •3.3. Ультразвуковий рівнемір MultiRanger 100 з сенсором xrs – 10.
- •3.4. Ультразвуковий рівнемір Sitrans Probe lu
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Радіохвильові методи вимірювання рівня
- •3.2.Радарний рівнемір sitrans lr 200
- •Особливі ознаки lr 200:
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5.Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Ємнісний метод вимірювання рівня.
- •3.1. Ємнісний рівнемір Sitrans lc 300
- •3.3. Електричні сигналізатори рівня
- •4. Завдання та методика до виконання роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Контрольні питання.
- •Лабораторна робота № 11 – p/г – гп
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Основні поняття про густину речовини і методи її вимірювання
- •3.2. Гідростатичний принцип вимірювання густини та рівня речовин
- •3.2.1 Гідростатичні рівнеміри та густиноміри.
- •3.2.2. П’єзометричні рівнеміри та густиноміри.
- •3.3. Перетворювач пнемо-електричний пте-4
- •Принцип роботи.
- •3.4. Перетворювачі тиску типу kpt-c.
- •Конструкція і робота крт-с
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Лабораторна робота № 12 - в - fм магніто-індукційний витратомір sitrans fm mag 6000
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні відомості про вимірювання витрати та кількості речовини
- •3.2. Загальна теорія магніто-індукційного методу вимірювання витрати
- •3.3. Призначення, склад та структурна схема Sitrans fm mag 6000.
- •Основні функції та технічні характеристики.
- •3.4. Принцип дії водоміра схвк-1,5
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •Опис лабораторної установки та перелік приладів
- •6. Порядок проведення перевірення mag 6000
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 13 - b - c принципи вимірювання витрати та маси сипких матеріалів і визначення класу точності зв
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1.Принципи та методи вимірювання витрати і маси сипких матеріалів.
- •3.2. За принципом дії вимірювальні перетворювачі маси
- •3.3.Принцип дії магнітопружного ваговимірювального пристрою.
- •3.3.1. Структурна схема магнітопружного пристрою
- •3.3.3. Вторинний пристрій та робота його складових.
- •3.4. Загальна методика проведення метрологічної атестації зв
- •4. Опис лабораторної установки
- •5. Методика метрологічної атестації засобів вимірювання (пристрою для вимірювання ваги).
- •5.1. Умови проведення атестації
- •5.2. Операції та засоби атестації.
- •5.3. Перевірення працездатності пристрою
- •5.4. Визначення основної похибки в нормальних умовах
- •5.5. Обробка результатів вимірювань
- •5.6. Висновок
- •6. Оформлення графіків
- •Лабораторна робота № 14- b - р витратоміри змінного та постійного перепаду тиску (ротаметр f va Trogflux)
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості про витратоміри змінного та постійного перепаду тиску
- •3.1. Метод змінного перепаду тиску.
- •3.3. Комбіновані дросельні перетворювачі.
- •3.4. Призначення та конструкція витратоміра Sitrans f va Trogflux
- •3.5. Призначення та конструкція витратоміра рм1
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Основні теоретичні відомості
- •3.2. Витратомір – густиномір Sitrans fc Massflo фірми «Siemens»
- •3.3. Вимірювальний мікропроцесорний перетворювач mass 6000 витратоміра Sitrans fc Massflo
- •4. Перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Опис лабораторної установки
- •6. Порядок проведення перевірення mass 6000 по водоміру схвк—1,5
- •7. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Вологість та методи її вимірювання.
- •3.2. Ввимірювання вологості твердих та сипких матеріалів
- •3.4.Психрометричний метод вимірювання вологості в газових середовищах
- •3.4.1. Структурна схема первинного вимірювального
- •3.4.2. Електрична схема вторинного приладу автоматичного психрометра
- •3.4.3. Структурна схема та основні технічні характеристики вимірювача-регулятора «овен мпр51 щ4»
- •4. Перелік приладів і обладнання та їх технічна характеристика
- •5. Опис установки
- •6. Порядок виконання роботи
- •7. Обробка результатів вимірювання
- •Лабораторна робота № 17 – а. Аналізатори складу рідин та газів. Промисловий рН-метр pH -101п
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальна теорія
- •3.1. Класифікація та коротка характеристика аналізаторів складу рідин
- •3.2. Класифікація та коротка характеристика газоаналізаторів
- •3.3. Потенціометричний метод аналізу складу рідин.
- •3.4. Промисловий рН-метр фірми «Діліс»
- •Бвс виконує функції:
- •Бувс виконує функції:
- •3.5. Промисловий газоаналізатор «окси-5м»
- •4. Методика виконання лабораторної роботи та прилади
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Література
6. Обробка результатів вимірювань
6.1. Прямокутники записів результатів розрахунків похибок в табл. 1 та табл. 2 розбити на дві частини, провівши діагональ від правого верхнього кута до нижнього лівого. Результати розрахунків похибок прямої гілки ХП, де стоїть мітка «▼», записувати у верхніх частинах прямокутників, а для зворотного ходу – у нижній (мітка«▲»). По отриманим даним визначити варіацію,абсолютну, відносну та приведену похибки дифманометра по діапазону вимірювання для обох випадків.
6.2.Побудувати графіки: а) реальної статичної характеристики перетворен-ня; б) залежності відносних та приведених похибок по діапазону вимірювання.
6.3. Зробити висновки по роботі.
Контрольні питання.
1. Що таке дифманометр?
2. В чому полягає принцип дії диференціальних рідинних манометрів?
3. Які знаєте типи рідинних манометрів?
Виведіть рівняння рідинного U-подібного манометра.
Що таке манометр опору та де використовується?
Що являє собою ПВП приладу Sitrans P DS III?
Поясніть структурну схему приладу Sitrans P DS III.
Лабораторна робота № 4 - t – tf2 термометри опору. Перетворювач “ sitrans tf2 ”
1. Мета роботи
1.1. Вивчити принцип роботи та будову компактного вимірювального перетворювача Sitrans TF2 з термометром опору Pt 100 та з цифровою індикацією і уніфікованим вихідним сигналом фірми “Siemens”.
1.2. Засвоїти методику повірки вказаних приладів, визначити їх основні метрологічні характеристики.
2. Завдання на виконання роботи
2.1. Познайомитись з лабораторним стендом.
2.2. Вивчити загальну теорію термоперетворювачів опору, їх види.
2.3. Вивчити конструкцію та структурну схему вимірювального
перетворювача TF2 фірми “Siemens” з термометром опору Pt100.
2.4. Зняти реальні статичні характеристики перетворення Sitrans TF2 по
його цифровому виходу та по двопроводовій схемі передачі вимірювальної
інформації з уніфікованим вихідним сигналом по стуму.
2.5. По статичним характеристикам перетворення визначити абсолютну,
відносну та приведену похибки та побудувати графіки: а) реальної статичної ХП перетворювачів; б) залежності відносних та приведених похибок по діапазону вимірювання.
3.Загальні теоретичні відомості
3.1. Загальні теоретичні відомості про термометри опору
Вимірювання температури термометрами опору відноситься до контактних методів і грунтується на властивості провідників (металів) та напівпровідників змінювати свій електричний опір R в залежності від зміни їхньої температури (t). Резистори, які виготовлені із металу або напівпровідників (термістори) і які змінюють свій опір в залежності від їхньої температури називаються терморезисторами. В якості перетворювачів температури може використовуватись будь-який терморезистор або термістор, але в якості засобів вимірювання температури, тобто, засобів з нормованими метрологічними характеристиками (НМХ), використовують термометри опору (ТО). Термометрами опору називають терморезистори з НМХ.
Властивість терморезисторів змінювати свій опір від температури характеризується температурним коефіцієнтом опору (ТКО), який визначається як відношення приросту опору dR терморезистора до приросту температури, що привела до цієї зміни при нагрівання, та до опору провідника R. В загальному вигляді ТКО при малих приростах температури dt визначається залежністю:
= (dR / dt)ּ(1/ R) (1)
Для провідників (металів) - ТКО додатний і їхній опір зростає з
зростанням температури, а перетворювачі, які виготовлені із металевого дроту називають (в загальному) терморезисторами. У напівпровідників навпаки – ТКО від’ємний і їхній опір електричному струму падає із ростом температури, а перетворювачі, що виготовлені із напівпровідникових матеріалів, називають термісторами.
В більшості провідникових і напівпровідникових тіл залежність активного опору R від температури можна узагальнити формулою:
R = C ּ ekT, (2)
де С та k – коефіцієнти, значення яких залежить від матеріалу, з якого
виготовлений терморезистор; крім цього, С залежить від геометричних розмірів терморезистора, а коефіцієнт k для напівпровідників - залежить і від темпе-
ратури; е – основа натуральних логарифмів; Т – абсолютна температура, К.
На практиці, як правило, температуру вимірюють за шкалою Цельсія t(°C) і, використовуючи співвідношення: T(К)= t(°C) + 273.15, приведена залежність (2) активного опору від температури t(°C) приймає вигляд:
R = C ּ ek(273.15 + t) = C ּ e273.15k ּ ekt. (3)
Значення виразу: C ּ e273.15k = R0 – приймається за початковий опір тіла при
температурі 0С і відповідно: R = R0ּ ekt. (4)
Так як для провідникових термометрів коефіцієнт k не залежить від
температури, то формулу (4) можна переписати в іншому вигляді, розклавши її
в ряд Маклорена в залежності від температури:
R = R0ּ ekt = f(0) + f(0) +f(0) +f(0) +…=
= R0(1+ t + t + t+…) = R0 (1+ ּt + ּt2 + γּt+…), (5)
де f(0) та f(0), f(0), f(0),... – значення функції (3) в нулі та частинні похідні.
ТО виготовляють із чистих металів (міді, платини, нікелю, вольфраму або заліза) і вони відповідають наступним вимогам: ■ мають монотонну без гістерезису характеристику перетворення R = f(t); ■ мають високий питомий електричний опір, а метал ТО не вступає до взаємодії з вимірюваним середовищем; ■ мають достатньо великий і незмінний в часі ТКО α, який прийнято визначати для ТО в інтервалі температур від 0 до 100 °C по залежності: α=(R100-R0)/(R0*100), де R0 та R100 - опір ТО при 0°C та при 100 °C відповідно, Ом. Для більшості чистих металів 4*10(1/С).
Найбільше поширені провідникові ТО, які виготовляють із чистих мідного дроту (використовуються для вимірювання температури від –50 до +180С)
або із платинового – для температур від -260 до +650С.
ТО являє собою дріт певної довжини і діаметром 0,07мм, який намоту-ється на стержень із ізоляційного матеріалу (наприклад, слюди) безіндук-тивним методом, тобто, біфілярно (в два проводи, одночасна подвійно-зуст-річна намотка) і який є чутливим елементом.Чутливий елемент ТО розмі-щують (рис.1) в корпус (кожух) із нержавіючої сталі, який має різьбове з’єднан-ня для його кріплення до металевих стінок технологічного обладнання та голов-ку, в якій розміщують клеми під’єднання зовнішніх проводів. Для вимірювання температури в системах вентиляції і в приміщеннях, виготовляють спеціальні ТО, кожух яких перфорується, для швидкого доступу повітря до ТО.
Залежність опору R=f(t) ТОвід температури називається характеристикою градуювання. Для мідних ТО ця залежність має вигляд із двох членів формули (4):
Rм = R0м ּ (1+t), (6), де= 4,26ּ10-31/С.
Для платинових ТО залежність опору від температури визначається трьома
членами формули (4) для температур 0С:
Rn = R0n ּ (1+ּt+ּt2), (7)
де = +3,968ּ10-3 1/С; = -5,847ּ10-7 1/С.
При вимірюванні температур < 0С – характеристика градуювання ТСП описується виразом із 4-х членів формули (4).
ТО мають при виготовленні нормоване (стандартизоване) значення R0 при
0С і зображуються як ТСМ для мідного дроту та ТСП – для платинового.
ТО із міді виготовляються із нормованим значенням опору R0м на 10, 50, та
100 Ом і їм присвоєні умовні позначення: 10М, 50М, 100М. Платинові ТО теж
мають нормовані значення R0n при температурі 0С і, по аналогії з мідними, в залежності від R0n мають позначення: 1П, 5П, 10П, 50П, 100П, 500П.
Всі типи ТО виготовляються як взаємозамінні і для цього їхні типи, основні
параметри та розміри регламентуються відповідним стандартом. Основними параметрами для забезпечення взаємозамінності ТО є допуски на відхилення їхнього опору при температурі 0С (R0) від номінального значення, що
відповідає приведеним вище значенням для кожного ряду, та допуски на
коефіцієнт W100, який визначається відношенням: R100/R0, тобто, відношенням опору ТО при температурі 100С до його опору при 0С і який залежить від чистоти дроту, із якого виготовлений ТО. Наприклад, для ТСМ 50 коефіцієнт W100 = 1,426; а для ТСП 50 – W100 = 1.391.
Платинові ТО випускаються першого класу (використовуються як зразкові і еталонні, наприклад, допустиме відхилення опору R0n такого ТО від номінального значення не повинно перевищувати 0,05%, а відношення опорів R100/R0 повинно дорівнювати 1,3910,0007) та другого класу (використовуються як технічні), а мідні випускаються тільки 2-го та 3-го класів і використовуються як технічні термометри з абсолютними похибками
від 0.3... 0.5С до 1...2 С.
В якості вимірювальних приладів, які використовуються у комплекті з ТО,
використовуються врівноважені і неврівноважені мости, логометри та
сучасні вимірювальні перетворювачі з уніфікованим вихідним сигналом.
Луцьке НВО "Електротермометрія" випускає мідні термометри серії ТСМ (50М), платинові - серії ТСП (50П) різних модифікацій на різні межі вимірювань та різних конструктивних особливостей. Виготовляються мідні та платинові термометри типів ТСМУ-0288(0289) та ТСПУ-0288(0289) з нормувальними перетворювачами з вихідним уніфікованим сигналом по струму 4...20 мА, а також мідні та платинові типів ТСМУ-0388 і ТСПУ–0388 з гальванічною розв’язкою між джерелом живлення та виходом і мають десятирозрядний послідовний інтерфейсний вихід. ТО поставляються з комплектом монтажних частин під трубний та кабельний монтажі. Діаметр захисної гільзи всіх ТО може становити 8 і 10 мм.
НВФ «АГАТ-1» (м. Харків) випускає ТО серії ДТ1 КВАНТ із уніфікованими вихідними сигналами, які випускаються у звичайному чи вибухозахищеному, пило- і водо захищеному та вібростійкому виконаннях і які використовуються також на об’єктах ядерної енергетики. Довжина заг-либної в об’єкт частини ТО може становити: 80; 100; 120; 160; 200; 250; 320; 400; 500 і більше мм (обумовлюється замовленням). У разі потреби вітчизняні ТО теж можуть виготовлятись з цифровою індикацією (позначення - ДТЦ1) за місцем (по аналогії з TF2) або з виносним блоком цифрової індикації.
Межі основної допустимої похибки ТО можуть становити 0,25; 0,4; 0,5; 0,6 або 1%. Середнє напрацювання ТО на відмову – до 150 000год. Кліматичне виконання (по замовленню) дозволяє застосовувати їх за умови
зміни температури навколишнього середовища в межах від -40С до +125С.