- •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
3.2. За принципом дії вимірювальні перетворювачі маси
(ваги), що використовуються в системах дозування, поділяють на:
■важільні, в яких сила тяжіння матеріалу врівноважується системою важелів;
■пружинні, в яких зрівноважування досягається вимірювачем сили у вигляді пружини;
■електромеханічні, принцип дії яких грунтується на перетворенні сили тяжіння тіла або матеріалу в пропорційний електричний сигнал.
Найбільш поширеними вагами електромеханічної групи є:
■електротензометричні ваги, в яких в якості чутливих елементів є дротяні,
фольгові або напівпровідникові тензорезистори;
■магнітопружні ваги, в яких в якості чутливих елементів використовуються магнітопружні первинні перетворювачі.
3.3.Принцип дії магнітопружного ваговимірювального пристрою.
В якості ПВП в пристрої використовується магнітопружний перетворювач,
який виготовлений із феромагнітного матеріалу. Магнітопружним матеріалам, які використовуються у вимірювальній техніці, властивий магнітострикційний ефет, який поділяють на прямий та зворотний. Суть прямого – лінійні розміри тіла змінюються в напрямі магнітного поля в залежності від його напружен-ності, тобто, в матеріалі має місце деформація при наявності в ньому магніт-ного поля (ефект Джоуля). Ефек використовується, наприклад, в ультразвуко-вих магнітострикційних випромінювачах вібраційних віскозиметрів. Суть зворотного магнітострикційного ефекту – механічні напруження в тілі змінюють його магнітний стан, тобто, якщо на п’єзомагнетик діяти зовнішнім механічним навантаженням (розтягуючою або стискаючою силою Px), то змінюється його магнітна проникність μ (ефект магнітопружності або ефект Вілларі). Зміна магнітної проникності в свою чергу змінює магнітний потік через котушку, що намотана на осердя із п’єзомагнетика і змінює реативний опір котушки змінному струму. Матеріали, яким властивий магнітострикційний ефект ще називають п’єзомагнітними, а їх властивості - анізотропними
П’єзомагнітні властивості залежать від температури і вони зникають при підвищенні температури п’єзомагнетика до температури, яка називається точ-кою Кюрі. Трьом металам чітко властиві п’єзомагнітні властивості: залізо (точка Кюрі 768°С), нікель (358°С) та кобальт (1131°С). В чистому вигляді виготовляють магнітострикційні перетворювачі тільки із нікелю. Найбільш вживані наступні феромагнітні сплави: ■ залізо-нікелевий (65%Ni) – пермалой, який має найбільшу чутливість до деформацій; ■ залізо-алюмінієві (альфери); ■ залізо-кобальтові (пермендюри та їх різновид – ремендюри); ■ Ю-12.
Конструктивно магнітопружний ПВП виконують в вигляді осердя тієї чи іншої форми із суцільного феромагнітного матеріалу, або у вигляді набору із тонких ізольованих пластин (шихтовані датчики). Загальний вигляд перетворювача показаний на рис.4. Осердя, що деформується, виготовляють із двома подовжніми отворами, в які розміщують котушку індиктивності Lx (такі перетворювачі називаються дросельними). Індуктивність Lx котушки з феромагнітним осердям визначається за формулою:
Lx = W2 / Zμ,
де W – кількість витків котушки;
Zμ – магнітний опір магнітопроводу, який в свою чергу
дорівнює:
Zμ =Rм2 + Xм 2 ,
де Rм = L / μμ0S – так названий активний магнітний
опір магнітопроводу; L та S – довжина та площа
поперечного перерізу робочої (де знаходиться котушка)
Рх частини осердя; μ та μ0 – магнітна проникність матеріалу
осердя та повітря; Xм – реактивний опір котушки.
Рис 3. Таким чином, зміна магнітної проникності μ =f(Px) під дією механічної сили Px приводить до зміни магнітного опору осердя Rм і відповідним чином до зміни повного опору Z(x) котушки індуктивності. Залежність відносної магнітної проникності Δμ/μ від засилля Рх має вигляд, приведений на рис 3. Живлення перетворювачів здійснюють, як правило напругою змінного струму частотою в межах 1÷2 кГц. Використовуються дві схеми ввімкнення магнітопружних ПВП: трансформаторна та дросельна.
При трансформаторній схемі ввімкнення (рис.5,а), на феромагнітному осерді розміщуються дві обмотки, одна із яких є обмоткою живлення (Uвх), а друга - вимірювальною(Uвих). Вони забезпечують перетворення вхідної фізич-ної величини (механічного або акустичного тиску, вібрацій) у вихідний сигнал завдяки зміні магнітної проникності феромагнітного матеріалу осердя 2,
Рис.4.Дросельний та рис. 5. пресдукторний магнітопружні перетворювачі
виготовленого шихтованим із нікелю чи сплавів нікелю та заліза, зумовленої дією механічної сили Q.
Осердя 2 прямокутної форми має чотири симетрично розміщені отвори, в яких намотані обмотки 1 та 3. Площини обмоток взаємно перпендикулярні. До обмотки 1 підводиться стабільна напруга змінного струму. За повної симетрії осердя з обмотками та ізотропності (із-за відсутності зусилля Q) матеріалу осердя, індуктивного зв’язку між обмотками не має, так як магнітний потік обмотки 1 не перетинає обмотку 3 (рис.5,б), тому вихідна напруга на її виході дорівнює нулю. Якщо на осердя 2 діє зусилля Q, то порушується ізотропність його матеріалу. Останній стає анізотропним, тобто, під дією пружних напружень змінюються магнітні властивості матеріалу осердя. Це приводить до зміни напруженості магнітного потоку обмотки 1 і частина цього потоку перетинає вихідну обмотку 3 (рис. 5,в), в якій наводиться напруга, яка пропорційна зусиллю Q, що діє на осердя.
При дросельній схемі (рис.6) ввімкнення індуктивність Lx магнітопружного ПВП та опір Rн навантаження з’єднуються із джерелом живлення послідовно, а величину Rн вибирають із урахуванням такого струму в утвореному ланцюгу, який не допускає насиченості осердя. Падіння напруги на опорі Rн і є корисним сигналом.
Точність вимірювання за допомогою магнітопружних ПВП обмежується похибками: пружного магнітного гістерезису, зміною температури матеріалу перетворювача та похибкою нелінійності. Найбільш суттєвою є похибка нелінійності, яку практично повністю усувають зусиллям Рп початкового навантаження (рис.3) магнітопружний ПВП та диференціальною схемою його ввімкнення у схему вимірювання зусилля (рис.6).