- •1.Организация государственной и ведомственной метрологической службы.
- •2.Структура и задачи метрологии
- •3.Основные понятия и определения метрологии
- •4.Системы физических величин.Си,сгс. Принцип построения си.
- •5.Постулаты метрологии. Классификация и методы измерений
- •6.Погрешности измерений.Классификация и методы измерений
- •7.Систематические погрешности
- •8.Причины появления, методы обнаружения и устранения систематическихпогрешносте
- •9.Случайные погрешности.Математическоеописание.Числовые параметры законов распределения
- •10.Грубые погрешности.Способы определения.
- •11.Погрешности однократных косвенных измерений
- •12.Принципы суммирования погрешностей
- •13.Средства измерений.Классификация, назначение, структурные схемы
- •Структурные схемы измерительных устройств
- •14.Метрологические характеристики си
- •15.Нормирование метрологическиххарактеристик.Надежность си
- •16.Испытание си. Государственные, контрольные, приемно-сдаточные испытан
- •17.Си давления. Единицы измерения. Виды давлений. Гидростатический манометр.
- •18.Деформационные манометры
- •19.Измерение разности давлений и требование к установке манометров.
- •20.Измерения температуры. Теоретические основы. Классификация сит, мтш.
- •21.Манометрические термометры.
- •22.Термопреобразователи сопротивления. Статическая характеристика. Материалы. Погрешности.
- •24. Мосты и логометры. 2-х и 3-х проводные схемы.
- •25. Термоэлектрические преобразователи. Материалы, характеристики. Измерительный потенциометр. Схема и расчёт.
- •26. Динамические характеристики контактных термометров.
- •27. Си высоких температур. Пирометрия. Виды пирометров.
- •28. Расход. Виды расходов. Единицы измерения. Требования предоставляемые к расходомерам.
- •29.Расходомеры переменного перепада давления. Приемущества и недостатки. Виды сужающих устройств. Статическая характеристика.
- •30.Расходомеры с осредняющими трубками. Расходомеры переменного уровня.
- •31. Расходомеры постоянного перепада давления. Ротаметры.
- •32. Тахометрические расходомеры. Аксиальные и тангенциальные. Одноструйные и многоструйные. С овальными шестернями.
- •49.Реостатные пип
- •50.Тензорезистивные пип
- •51.Пьезорезистивные пип
- •Терморезистивные пип
- •Магниторезистивные пип
- •52.Термоанемометры.
- •53.Фотоэлектрические преобразователи
- •54.Индуктивные пип
- •55.Емкостные преобразователи
- •56.Системы передачи информации.
- •57.Пневматическая система передачи информации
- •58.Электрические системы передачи измерительной информации
- •60.Пип с преобразователями «перемещение – ток»
- •62.Сельсинная система передачи информации
- •63.Канал передачи информации
- •Блок- схема канала передачи информации
- •64.Средства измерений плотности жидкостей и газов
- •65.Ареометры.Уравнения статической характеристики на примере поплавкового плотномера.Плотномеры с частично и полностью погружёнными поплавками.
- •66. Гидростатические плотномеры.Статическаяхарактеристика.Плотномеры с сильфонами.Барботажныйплотномер.Статическаяхарактеристика.Виброционныйплотномер.Статическая характеристика.
- •67.Аэростатический плотномер.Уравнение статической характеристики.Схемы.
- •68.Тепловой плотномер.Схема.Принципработы.Статическаяхарактеристика.Метрологические характеристики.
- •69.Газодинамические плотномеры.Статическиехарактеристики.Схемы.
- •70.Измерение вязкости.Определение.Классификация.Единицыизмерения.Вискозиметр истечения капилярноготипа.ЗаконПуазейля.Автоматический вискозиметр.
- •71.Вискозиметры с падающим телом.ЗаконСтокса.Автоматическийвискозиметр.Ротационные вискозиметры.
- •72.Измерение влажности газов.Определения.Психометрическийметод.Статическаяхарактеристика.Аспирационныйпсихометр.
- •73.Конденсационный психометр.Схема.Работа.Характеристики.
- •74.Сорбционные,диэлькометрические,кулонометрические и ик-гигрометры.
- •75.Методы измерения влажности твёрдых и сыпучих тел. Определения. Прямые и косвенные методы.Экстракционные,химические,электрометрические,диэлькометрические.Физические методы измерения влажности.
- •76.Измерение концентраций.Определения.Классификация.Вывод уравнения сигнала анализатора.
- •77.Термокондуктометрический газоанализатор.Уровнение теплопроводности измерительной ячейки.Автоматический газовый мост.Вывод уравнения анализатора.
- •78.Магнитный газоанализатор.Основыные физические соотношения.Принципизмерения.Термомагнитный автоматический анализатор кислорода.
- •79.Диффузионный газоанализатор.Принципизмерения.Коэффициентдиффузии.Схема автоматического мембранного анализатора.Уравнение сигнала анализатора.Взаимная диффузия в газах.
- •Мембранный газоанализатор
- •80.Сорбционный газоанализатор.Дилатометрические,электрические (кварцевые,диэлькометрические,кондуктометрические) газоанализаторы.Физикаявлений.Взаимная диффузия в газах.
- •80.Сорбционный газоанализатор. Дилатометрические, электрические,(кварцевые, диэлькометрические, кондуктометрические) газоанализаторы. Физика явлений. Современные схемы.
- •81. Газовая и жидкостная хроматография. Принцип измерения концентраций. Структурная схема хромотографа. Статическая характеристика.
- •8 3. Колорометрический газовый анализатор.Схема.Принцип измерения концентрации.
- •84. Турбидиметрический газоанализатор.Схема.Уравнение интенсивности рассеянного излучения.
- •85.Нефелометр. Закон отражения. Схема автоматического прибора.
- •86. Ионизационные анализаторы. Уравнение сигнала анализатора.Уф и ик-анализаторы.
- •1 Источник α или β излучения,
- •Уф и ик анализаторы.
- •87. Оптико-аккустические газоанализаторы. Схема.
- •88.Измерение концентраций жидкостей .Определения. Закон Кольрауша.
- •89.Измерительные кондуктометрические ячейки. Измерительные схемы. Потенциометрические анализаторы. Виды потенциалов. Измерительные ячейки. Ионоселективные электроды.
- •90. Иис. Классификация по функциональному назначению и по характеру взаимодействия с объектом исследования.
- •91. Структурная схема измерительной иис.
- •92. Системы автоматического контроля (сак).Задачи сак. Структурная схема.
- •С труктурная схема сак
- •93. Системы технической диагностики –стд. Цели, задачи. Структурная схема. Классификация.
- •С труктурная схема стд
- •95. Интерфейсы ис. Структурная схема одноуровневой иис. Классификация интерфейсов.
- •С труктурная схема одноуровневой иис
- •1 Семестр
- •1. Организация государственной и ведомственной метрологической службы.
- •2 Семестр
25. Термоэлектрические преобразователи. Материалы, характеристики. Измерительный потенциометр. Схема и расчёт.
П ринцип действия основан на термоэлектрическом эффекте, открытом в 1821 г. Зеебеком. Термоэлектрический преобразователь представляет собой цепь, состоящую из двух или нескольких соединенных между собой разнородных проводников (термоэлектродов) А и В. Места соединений термоэлектродов называют спаями. Если температуры спаев t и t0 не равны, то в замкнутой цепи будет протекать электрический ток. При размыкании такой цепи на ее концах может быть измерена термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС).
Возникновение термо-ЭДС объясняется тем, что разные металлы имеют различную концентрацию свободных электронов вследствие различной работы выхода электронов. Поэтому при соприкосновении двух разнородных металлов часть электронов перемещается из одного металла в другой. При этом образуется электрическое поле, препятствующее перемещению и характеризующееся контактной разностью потенциалов.
Термоэлектрод, от которого в спае с меньшей температурой ток идет к другому термоэлектроду, принято считать положительным А, а другой – отрицательным В.
Термо-ЭДС определяется по формуле:
Где и - контактные разности потенциалов при температурах t и t0.
Спай, погружаемый в объект измерения температуры, называют рабочим или горячий спаем, а спай вне объекта называют свободным или холодным спаем.
В явном виде статическая характеристика ТЭП для конкретно используемых термоэлектродных материалов пока не может быть получена аналитически с достаточной точностью. Поэтому эта зависимость для различных используемых ТЭП устанавливается экспериментально. Причем генерируемая термоЭДС зависит только от химического состава термоэлектродов и температуры спаев и не зависит от геометрических размеров термоэлектродов и размера спаев.
Требования к материалам термоэлектродов и устройство ТЭП. Несмотря на то, что любые два проводника создают в паре между собой термоЭДС, для создания ТЭП используется ограниченное число термоэлектродов.
К материалам термоэлектродов предъявляется ряд требований:
однозначная и по возможности близкая к линейной зависимость термоЭДС от температуры;
жаростойкость и механическая прочность с целью измерения высоких температур; химическая инертность;
термоэлектрическая однородность материала проводника по длине, что позволяет восстанавливать рабочий спай без переградуировки, а также менять глубину его погружения;
технологичность изготовления с целью получения взаимозаменяемых по термоэлектрическим свойствам материалов и дешевизна
стабильность и воспроизводимость термоэлектрических свойств, что позволяет создать стандартные градуировки.
В настоящее время в основном применяются пять стандартных градуировок ТЭП: ХК, ХА, ТПП, ТПР, ВР.
Для предохранения от механических повреждений и вредного влияния объекта измерения термоэлектроды преобразователя помещают в защитную арматуру. Конструкция аналогична конструкции защитной арматуры термометров сопротивлений.
Характеристики термопар
Тип термо-пары |
Материал термоэлектродов |
ТермоЭДС, мВ при 100 °С |
Диапазон рабочих температур, °С |
Погрешность невоспр. 0С |
|||
положительного |
отрицательного |
||||||
ТХК(L) |
Хромель (89% Ni + 9,8% Сr+1%Fe+ 0.2Mn) |
Копель (55% Сu + 45% Ni) |
6,9±0,3 |
– 200 +600 |
±(2,2–5,8) |
||
ТХА(К) |
Хромель |
Алюмель (94% Ni + 5,5% Al, Si, Mn,Co) |
4,1±0,15 |
– 200 +1200 |
±(4,0–9,7) |
||
ТПП(S) |
Платинородий (90% Pt + 10% Rh) |
Платина (Pt) |
0,64±0,03 |
0 +1300 |
±(1,2–3,6) |
||
ТПР(В) |
Платинородий (70% Pt + 30% Rh) |
Платинородий (94% Pt + 6%Rh) |
0,43 При t=300 |
300 +1600 |
±(3,2–5,2) |
||
ТВР |
Вольфрам-рений (95% W + 5% Re) |
Вольфрам-рений (80% W + 20% Re) |
1,33 |
0 +2200 |
±(5,4–9,7) |
||
ТМК(Т) |
Медь (Сu) |
Константан (55% Сu+45% Ni,Mn, Fe) |
40-60 (0-400) |
-200 +350 |
|
И змерение термоЭДС Потенциометры. Принцип действия потенциометра основан на уравновешивании (компенсации) неизвестной ЭДС известным падением напряжения, создаваемым током от дополнительного источника. Преимуществом компенсационного метода измерения термоЭДС является отсутствие тока в цепи в момент измерения. Это исключает необходимость учета значений сопротивления внешней цепи и изменения сопротивления этой цепи от температуры.
Наибольшее распространение получили потенциометры с постоянной силой рабочего тока.
Для контроля постоянства рабочего тока Ip предусмотрен дополнительный контур III – контур нормального элемента. Нормальный элемент представляет собой образцовую меру ЭДС, равную Енэ= 1,0186 В и сохраняющую это значение при кратковременных и малых нагрузках в течение длительного времени.
При установке ключа в положение К (контроль) проводят корректировку рабочего тока. Для этого помощью реостата Rб изменяют ток в в контуре 1 до тех пор, пока стрелка нуль-индикатора не установится на 0. При этом:
Енэ=Rк·Iр
Далее переключают ключ в положение И (измерение) и перемещают движок реохорда до установления стрелки нуль-индикатора на нуле. При этом:
При равномерной намотке реохорда сопротивления его участков пропорциональны соответствующим длинам, и тогда:
Таким образом, измерение термоЭДС сводится к измерению длины lаб участка реохорда, которая проградуирована в единицах напряжения. Потенциометры, работающие по указанной схеме, имеют класс точности от 0,02 до 0,005. Используются в научных и лабораторных исследованиях.