Метрология негіздері, ақпараттың жүйелер АСУ ТП сияқты жылу физикалық өлшеулер

Термопарлар арнайы емес және дәнекерлеу қолданылған металдар үшін 1000°С градусқа дейінгі температураны өлшей алады. Термопардың бұл түрі үлкен термоЭҚК дамытуда арзан және мүмкіндігі молырақ болады.

Еркін дәнекер температурасыанықталған дәлдік температурасына дейін ттөзуге тиісті. Жоғарғы дәлдікке жету үшін лабораториялық жағдайда мысалыға судыңүштік нүктесі қолданылады.

 

 

Эксперименталды құрылғы туралы мәлімет

МК – мыс-констант дәнекері

КК - констант-констант дәнекері

ХКп – хромель-капель дәнекері; КпМ – копель-мыс дәнекері; ХМ – хромель-мыс дәнекері; Н1 – ыстық дәнекержылытқышы; Н2 – суық дәнекер жылытқышы

РН1;РН2 Н1 және Н2-ге сәйкес кернеу реттегіштері;

U1, V2 PH1 және PH2-ге сәйкес  вольтметрлер

П1 – салқын МК термобуын ажыратын қосқыш

П2 – салқын жәнекерлі  ХКп термобуын ажыратын қосқыш;

ПП1 - өрістік термоЭҚК ажыратын қосқышы, МК – термобуында;

ПП2 - өрістік термоЭҚК ажыратын қосқышы, ХКп – термобуында

СЕТЬ – РН1 және РН2 қосқыштарының тумблері; t_хс - суық дәнекер температурасы; t_гс - ыстық дәнекер температурасы; t_окр - термо ЭҚК; e - термоЭҚК түзетуі; С – стрелкалы прибордың түзетуін көрсеткіші.

 

Құрылғы МК және ХКп термобуларынан тұрады, олар Н1 және Н2 жылытқыштарына сәйкес орналастырылған ыстық және суық дәнекерлерден тұрады . МК – термобуы МК және КК-дан жастына қосылған, ХКп термобуы үш салқындәнекерден тұрады. Олардың бірі ХМ*ге тұрақты қосылған, ал қалған екеуі КпМ мен ХММ-ға П2 ажыратып қосқышы арқылы жалғанған.

Жылытқыштар май құйылған балкі трінде болады, олар РН1 және РН2 реттелетін кернеу көзіне қосылған. Жылытқышқа берілетін кернеу 1 , 2 вольтметррлері арқылы басқарылады. РН1 мен РН2 қосылуы СЕТЬ тумблерін  жасайды. термоЭҚК-де МК-термобуы Р4833 приборымен  өлшенеді: Осы приборлардың әрқайсысына ПП1 және ПП2 өрістік термоЭҚК ажыратып қосқышы орнатылған. Май құйылған банкі температурасын сынапты термометрмен өлшейді.

Жұмыстың орындалу тәртібі

1. «Электрқозғаушы күші және кернеуін өлшеу» жұмыс режиміндеегі Р4833 универсалды приборын даярлау.
2. Инженерден эсперименталдық құрылғыны қосуа рқсат алу

 

1-тапсырма.МК-термобуы суық дәнекер температурасындағы термоЭҚК түзетулерін анықтау

1) Суық дәнекерлі жылытқышқа (Н2) 20В кернеу береміз. Температураның өсуін өлшеу кезінде әрбір 3°С сайын t_хс темпертурасын өлшейміз.

2)ТермоЭҚК-нің түзетулерін  анықтау үшін өлшеуді қайталаймыз.  Алынған мәндерді 1-кестеге жазамыз.

3) е_мк = f(t_хс);      е_кк = f(t_хс).тәуелділік графигін тұрғызу.

 

2-тапсырма.МК-термобуыныңсуық дәнекер температурасындағы термоЭҚК түзетулер есебінен градировкалау.

1) Ыстық дәнекерлі  жылытқышқа (Н1) 60В кернеу береміз,  салқын дәнекердің температурасын  сақтай отырып өлшеулер жүргізу  (t_хс = const, Н2=20В). Температураның өсуін өлшеу кезінде әрбір 5°С сайын Е_мк, Е_кк және t_гс өлшейміз.

2) t_гс –ның 5 мәні үшін өлшеуді қайталамыз. Өлшеу кезінде Н2 жылытқышының кернеуін 4-15В аралығында өзгертіп отырамыз. Алынан мәліметтерді 2-кестеге жазу.

3) ТермоЭҚК-ның шынайы  мәнін 2-тапсырманың графигінен  анықтаймыз (Е_мк – е_мк) және(Е_кк – е_кк) 2-ші таблицадан.

4) МК-термобудының градирлі графигін тұрызу: ; ; для 5- мәнінің графигі   tхс = const

 

3-тапсырма.ХКп-термобуының  МК-термобуы суық дәнекер температурасындағы  термоЭҚК түзетулер есебінен  градировкалау.

1)Суық дәнекерлі жылытқышқа (Н2) 20В кернеуін береміз. Температураның өсуін өлшеу кезінде әрбір 5°С сайын е_КпМ –ді стрелкалы милливольтметрмен өлшейміз және t_гс = t_окр болғандағы t_хс мен е_ХМ өлшейміз.Алынған мәліметті 3-кестеге жазамыз.

2)Теорияда көрсетілген  аналогты прибордың С түзетуін Rv = 1 кОм ± 10%, және Ri термобуы = 0,01 ± 0,001 Ом  жағдайында есептеу е_КпМ + С және е_ХМ + С мәндерін 3-кестеге жазу.

3) е_КпМ + С = f(t_хс) және е_ХМ + С = f(t_хс) тәуелділік графигін салу.

 

4-Тапсырма.ХКп-термобуының градировкасын  t_хс түзетуі есебінен табу.

 

1. Ыстық дәнекерлі жылытқышқа Н1 60В кернеу береміз, температураның өзгеруін өлшеу кезінде әрбір 5°С сайын е_КпМ –ді _, е_ХМ –ді, t_гс –ны өлшейміз. Өлшеуді 5-рет қайталаймыз. Н2 жылытқышындағы кереуді 4-15В арасындағы өзгертіп отырамыз.
2. Теорияда көрсетілген аналогты прибордың С түзетуін Rv = 1 кОм ± 10%, және Ri термобуы = 0,01 ± 0,001 Ом  жағдайында есептеу е_КпМ + С және е_ХМ + С мәндерін 4-кестеге жазу.
3. ТермоЭҚК-нің мәнін е_КпМ + С түзетуімен анықталған мәнін 4-кестеден алынан мән бойынша анықтау, және ЭҚК-нің шынайы мәнін . (Е_КпМ + С) – (е_КпМ + С) және (Е_ХМ + С) – (е_ХМ + С) бойынша анықтау.
4. КпМ –термобуының градирленген графигін тұрғызу. (Е_КпМ + С) – (е_КпМ + С) = f(t_гс) және (Е_ХМ + С) – (е_ХМ + С) = f(t_гс). Үшін 5-мәнін анықтау, t_хс = const.

 

 

Кернеумен вольтметрді тура өлшеу арқылы түзетуді табу.

Түзету шамасын анықтау  үшін бос ұштың температурасын ескеру керек. Бос ұштардың температурасы  тұрақты және аз болса онда түзетулер  шамасы аз және анықталған болады.

Мысалы: Кернеу көзінің  ішкі кедергісі R_i = 60 ± 10 Ом. Вольтметрдің кл. 0,5 диапазонның жоғарғы шегінің көрсеткіші 15В. Волтметрдің кедергісі R_i = 5 кОм және оның кателігі ±0,5%. Вольтметрдің көрсеткіші 12,35В. Прибор көрсетуіне тиіс түзетуді табу керек.

Вольтметрдің көрсеткіші кернеу құлауына қатысты:

                                           

 кедергісі шартты шегінің  салыстырсалы қателігі, процентпен:

e% % %

Бұл қателікті ескермеуге болмайды. Түзету қателіктің кері таңбалы мәніне тең болады.

                                С% = - e% = + 1,2%

Немесе

                            C_v =

Табылған қателіктің мәні түзету қателігінің мәнімен  анықталады. Оның кедергісі мен шектік мәні 10/60×100% = 17%.тең. Вольтметрдің ішкі кедергісінің дәл шамасын білмегендіктен қателікті ескермеуге болады.

Осыдан:: DU = ± 0,17 × 0,146 ± 0,03 В

Және вольтметр көрсеткішінің  түзетуін дөңгелегін алуға болады: С_v= +0,15В

Сол себептен: U_x = 12,35 + 0,15 = 12,5

Ал қателікті қалдығы есебінен U_y = 12,5 ± 0,03 (В)

 

Негізгі әдебиет: (86-186 бет)

Әдістемелік нұсқау: №3 лекциядан  қарау

Сонымен қатар [1-13] 56-288 бет [14-18] 10-15 бет 31-55 бет

 

 

 

№5 Лабораториялық жұмыс

Термотүрлендіргіш кедергі  және логометр көмегімен температураны өлшеу

Жұмыстың мақсаты: қателік  көзін анықтап, жұмыс істеу принципін  меңгеру құрал-жабдықтар: термотүрлендіргіш  кедергі, логометр (Ш-69000 түрінде), Р4833 универсалды  приборы, жылу шығарушы (лампа Р=758т), ЛАТР, вольтметр, қорек көзі (ВИП-010), жылытқыш )трансформатор майы құйылған)

 

 

Кіріспе

Кедергі термометрі: (КТ) -260-тан 750°С-ге дейінгі аралықта температуралы өлшеуде кеңінен қолданылаы. Кедергі термометрінің жұмысы температураны өлшеу кезінде термометр кедергісін анықтауға қажетті ортаға түсіреді.

Кедергі термометрінің  сезімталдық элементіні ұзындығы бірнеше  сантиметр болатынын ескеру керек.

Термометр кедергісін жасау үшін таза металдар және жартылай өткізгіштер  қолданылады.

Жартылай ткізгішті  термометр кедергісі 12-400°С температураны өлшеу үшін қолданылады. Термометр кедергісін дәл өлшеу үшін лабораториялық жағдайда потенциометр және көпір қолданылады. Термометр кедергісінөндірістік жағдайда өлшеу үшінлогометр комплектісі, автоматты теңестірілген көпірлер және автоматты комплекциаланған приборлар қолданылады.

Мыстан жасалған электрлік  кедергінің мәні былай есептеледі:

R_t = R₀ (1 + at)

Мұндағы a-мысты температуралық коэффициенті

Термометрдегі практиканың  әлектрлік кедергісінің мәні О мах  температурасынд былай есептелінеді:

R_t = R₀[ 1 + Аt + Вt² + С(t - w₀)t³];      -200 < t < 0°С;

R_t = R₀[ 1 + Аt + Вt²  ] ;     0°С <  t < 750°С

Тұрақты коэффициенттің мәні:

Термометр кедергісі 0°С температураға сәйкес келуші градировка кедергісінің мәні төменде көрсетілген:

Платиналық: R₀  =  10,00 Ом,  гр.20

 R₀  =  46,50 Ом,  гр.21

  R₀  =  100,00 Ом,  гр.22

Мысты : R₀  =  53,00 Ом,  гр.23

   R₀  =  100,00 Ом,  гр.24

Платиналық кедергі  термометріне осы жұмыс үшін 20-22 топтары қоданылмайды.

Логометрді тағайындау

Ш-69000 типті қалтқылы логометр приборы әдеттегі жоғарғы механикалық қоршалған магнитэлектрлік жүйе. 1,5 класына арналған ткмператураны өлшегіш прибор және оның жұмысы қоршағанортаның 5-50°С дейінгі салыстырмалы ылғалдығы 80%-ға есептелінген.

Сыртын қосқыш сызығының кедергісі 5 неммесе 15 Ом-ға тең

 

 

 

Логометрдің құрылымы мен  жұмысы

Логометр магнитэлектрлі жүйе құралы. Ол екі керн рамкасының бұрыш ығысуларынан тұрады.

1) сурет. Кедергі термометрінің  қосу сұлбасы а) үш өткізгішті  сұлба б) екі өткізгішті сұлба

Логометр жазық профильді  корпусты орнатылған және жылытылған монтаж үшін арналғанжәне ол механикалық арретирмен жабдықталған.

Өлшеу құрылғының сұлбасы  теңестірілмеген тұрақты ток  көпірінен алынған. Ол өлшегіш ab диаоналін  қоректендіруші диагональ. Көпір кедергілері: R₃;R₂;R₁;0,5R_л;R₆; 0,5R_л;R_t; бақылау кедергісі: R₁ R_5л

Өлшегіш диагоналдық  ортаңғы 8 нүктесіне екі рамкалы  МИ өлшегіш механизмі қосылған.

Температураның өзгеруі  кезінде МИ рамкасы арқылы ағып өтетін тоқ өзгеруінің арақатынасына тең.бір  рамкадан ағып өтетін ток «+» С; R₅; R₄, тоқтың қорек көзінен шығып МИ,рамкасынан ағып өтетін тоқ d,нүктесінде

«–» R₆; 0,5R_л; R₁

Р4833 құрылғысын жұмысқа  даярлау

1. Жұмысты бамтар алдында Р4833 құрылғасының паспортымен танысу керек
2. «Жұмысқа сәйкес дайындық 6 және 7 пункттеріне сәйкес дайындық жұмыстарын жүргіземіз.

Тапсырма

1. Мұғалімнен құрылыны қосуға рұқсат алу. ЛАТР реттігіш тұтқасы шеткі солжақта болуға тиісті.
2. Логометр көрсетуін жазып алу үшін кернеуді өсіріп 4-5 минуттан кейін қуатты өлшейміз. Р = f(Т) тәуелділік графигін тұрғызу.

 

Кесте 1

Р, Вт

Т, С

 

3. 80°С температурада сызық кедергісін 30% және 60%

Қосымша қателікті есептеу  керек:

  30% -дағы R_л-–дің көбеюін

  30%-дағы R_л- –дің азаюын

  50%-дағы R_л- –дің көбеюін

  50% -дағы R_л- –дің азаюын

R_л--дің прибор шкаланың оптимальдың көрсетутамсынан қараймыз.

Алынған мәліметтерді кестен жазу

Кесте 2

Rл,Ом

Т, С

3.кедергілер магазинімен R_t –ны қатар қосып және t = f (R_t) гр.23, t = f (R_t) гр.24 тәуелділігінің графигін тұрғызу керек.

Алынған мәліметтерді келген жазу.

Кесте 3

Rt,Ом, гр.23
t, С
Rt,Ом, гр.24
t, С

Негізгі әдебиеттер [1-4,5,6] (188-229бет)

Әдістемелік нұсқау №3 дәрісті қарау