Описание установки:
Лабораторный стенд состоит из металлической электронагревательной плиты с разными режимами температуры, сосуда для измерения жидкости, четырех средств измерения, измерителя, переключателя.
Электроплита прикреплена с помощью винтов к металлическому основанию стенда. Крышка сосуда закреплена на нем при помощи вспомогательного груза. Сосуд закреплен на нагревательном элементе. В крышке имеются 4 отверстия для датчиков температуры. 3 датчика температуры подключены к измерителю. 2 термопары подсоединены к одному входу измерителя. Переключение между ними происходит при помощи тумблера. На металлической плите закреплены защитные экраны. Измеритель вмонтирован на внутренней стенке металлической пластины – изоляции. Режим представления данных на индикаторе установлен в режим автоматического переключения.
С целью обеспечения одинаковых условий для всех средств измерения в период проведения работы необходимо соблюдать несколько требований. В частности, это наличие перерыва в нагреве. Это нужно для того, чтобы уменьшить влияние температурного градиента от электрической плиты и температура в сосуде за это время смогла бы выровняться. Для этого, после каждого периода нагрева следует выключать электрическую плиту (установка режима «0») на 3 минуты и только после этого проводить замер температуры. Также с целью обеспечения одинаковых условий по времени проводить измерения следует как можно быстрее.
Порядок выполнения работы:
1. Внимательно осмотреть стенд на предмет неполадок. Если таковые имеются, обратиться к преподавателю.
2. Включите нагреватель и измеритель в сеть.
3. Повернуть ручку нагревателя в режим нагревателя «0». Снять показания со всех средств измерения.
4. Повернуть ручку нагревателя в режим «2» на 7 минут. После это перевести ее в режим «0» на 3 минуты. Снять показания со всех средств измерения.
5. Повторить процедуру из пункта 4 еще 4-5 раз.
6. Повернуть ручку нагревателя в режим «0».
7. По окончании работы выключить нагреватель и измеритель из сети.
Обработка результатов:
Обработка результатов предполагает определение абсолютной и относительной погрешности, дисперсии и среднеквадратического отклонения для каждого рабочего средства измерения.
Для этого необходимо:
1. Все показания оформить в виде таблицы.
2. Посчитать математическое ожидание абсолютной и относительной погрешности для каждого рабочего термометра.
3. Рассчитать дисперсию и среднеквадратичное отклонение для каждого рабочего средства измерения по формулам:
для дисперсии:
где ei – это i-ая абсолютная погрешность,
E – математическое ожидание абсолютной погрешности,
n – количество опытов.
Для среднеквадратического отклонения:
4. По результатам этих расчетов определить рейтинг измерительных средств – в отчете расположить рабочие средства измерения по точности в порядке убывания и объяснить это расположение.
Указания мер безопасности:
К работе допускаются только те учащиеся, которые ознакомлены с устройством и принципом действия стенда.
Необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
– не производить исправления в электросистемах, находящихся под напряжением;
– не оставлять систему, находящуюся под напряжением, без присмотра;
– не снимать и перевешивать предупреждающие и запрещающие плакаты;
– не касаться руками сосуда во время работы стенда.
Контрольные вопросы:
1. Какие бывают виды термометров? В чем их отличие?
-
Как устроена термопара? На каком принципе она работает?
3. В чем заключается отличие термометра сопротивления от термистора?
Литература:
1. Харт, Х. Введение в измерительную технику / Ханс Харт; перевод с нем. М. М. Гельмана. – М.: Мир, 1999.– 391 с.
2. Температурные измерения. Справочник / О. А. Геращенко, А. Н. Гордов, А. К. Еремина и др.; отв. ред. О. А. Геращенко; АН УССР. Ин-т проблем энергосбережения. – Киев: Наукова думка, 1989. – 704 с.
3. Геращенко, С.А. Тепловые и температурные измерения. Справочное руководство. / С. А. Геращенко, В. Г. Федоров. – Киев: Наукова думка – 1965. – 304 с.
4. Рогельберг, И. Л. Сплавы для термопар. Справочное издание / И. Л. Рогельберг, В. М. Бейлин. – М.: Металлургия 1983. – 360 с.