7.4. Порядок выполнения работы
Перед началом работы следует ознакомиться с Инструкцией по настройке аппаратуры и работе на установке. Там же содержатся необходимые для работы справочные данные.
Вначале следует подготовить термостат, залив в него воду, нагретую до температуры 50–60 С. Уровень воды должен быть таким, чтобы при опускании каретки шторка перекрывала луч оптопары одновременно с касанием термопарой поверхности воды.
Убедиться, что установка соединена с электронной аппаратурой согласно структурной схеме, приведенной на рис.5 . Включить приборы – усилитель, запоминающий осциллограф и блок питания оптопары.
Настроить аппаратуру и рабочий режим на установке согласно Инструкции. Меняя коэффициент усиления, установить размах сигнала на выходе усилителя до 4–5 В.
Настроить чувствительность осциллографа так, чтобы размах амплитуд сигналов по каналам А и Б на экране осциллографа занимал не менее 1/2 высоты экрана.
Задать начало запоминания сигналов с опережением, чтобы сохранить в памяти некоторый отрезок предыстории процесса.
Добиться устойчивого запуска осциллографа по переднему фронту сигнала от датчика оптопары.
Измерить температуру окружающего воздуха с помощью термометра.
После запуска осциллографа на экране появляются два графика, соответствующие каналам А и Б (см. рис.6 ).
Рис.6. Форма сигналов на экране осциллографа
Момент времени o соответствует началу погружения термопары в воду, этот момент совпадает со скачком сигнала по каналу Б .
Слева от o график идет практически горизонтально, причем сигнал uв соответствует температуре окружающего воздуха. Справа от o наблюдается быстрый рост сигнала.
Настройка интервала дискретизации по горизонтальной оси (параметр время/точка) должна быть такой, чтобы по каналу А на экране осциллографа находился график переходного процесса с выходом на асимптотическое значение, соответствующее температуре воды. По каналу Б данные должны содержать весь скачок напряжения от датчика оптопары.
Cчитываниt данных с экрана осциллографа выполняется с помощью маркера, который можно перемещать по графикам А и Б . При этом в нижней части экрана слева выдается координата X графика (время), а справа – координата Y графика (величина сигнала).
Для определения времени перекрытия луча шторкой с графика Б необходимо снять две точки по координате X, соответствующие скачкам напряжения с датчика оптопары.
С графика А необходимо последовательно снять координаты следующих точек:
а) точку на участке предыстории процесса, непосредственно перед моментом начала погружения термопары в жидкость, по которой можно оценить значение u в , соответствующее температуре воздуха;
б) пять точек на экспоненциальном участке переходного процесса;
в) точку на асимптотическом участке процесса, по которой можно оценить значение u ж , соответствующее температуре жидкости.
Провести 3 опыта при одинаковых условиях, воспроизводя скорость входа термопары в жидкость и поддерживая температуру жидкости постоянной. Во всех опытах данные с графиков А снимать в одни и те же моменты времени.
Подходящие моменты времени выбрать при съеме данных в первом опыте и зафиксировать их в протоколе. Во втором и третьем опытах перемещать маркер по графику А к зафиксированным значениям времени.
В результате для каждого зафиксированного момента времени получится статистическая выборка из трех значений, измеренных в разных опытах. По этой выборке необходимо рассчитать средние значения и среднеквадратические отклонения (СКО) для каждого из выбранных моментов времени.