Протокол для каждого прибора должен быть выполнен на отдельной странице.

Необходимо рассчитать приведённые погрешности для всех числовых отметок шкалы (графа 4).

За основную погрешность прибора принимают наибольшие по абсолютному значению величины приведённой погрешности. Основную погрешность необходимо сравнить с классом точности прибора и сделать выводы, в которых необходимо классифицировать погрешность и пригодность прибора к измерениям.

 

Содержание отчета

 

Отчёт должен быть оформлен в соответствии с требованиями стандарта предприятия (МГТУ).

Отчёт составляется каждым студентом и включает:

- наименование работы;

- цель и основные задачи;

- теоретическое введение;

- описание установки;

- результаты эксперимента, оформленные в виде протоколов;

- выводы по результатам поверки, в выводах необходимо классифицировать погрешность прибора (систематическая, случайная).

Защита результатов лабораторной работы осуществляется индивидуально или подгруппой перед выполнением следующей работы.

 

7 Контрольные вопросы

 

1. Каковы особенности методики проведения поверки автоматического потенциометра типа КСП-3 и вторичного прибора Диск-250?

2. Как осуществляется компенсация температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя в автоматическом потенциометре?

3. Какие виды погрешностей вы знаете?

4. Для чего выполняют поверку прибора и что понимают под классом точности прибора?

5. Какие существуют виды поверок?

 

ПРОТОКОЛ

 

Дата _______ поверки __________________________типа _____________

№ _______ градуировки _______с пределами измерений от ____до _____

класса точности _________ представленного ________________________

Поверка производилась по калибратору-измерителю стандартных сигналов КИСС-03

№ ______ класса точности _________

Результаты внешнего осмотра ___________________

 

Результаты поверки

 

Поверяемая точка, º С	Стандартный сигнал КИСС-03, мВ	Показания поверяемого прибора, º С	Приведённая погрешность, %

 

 

Лабораторная работа № 5 (стенд № 13) ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И РАБОТЫ ПИРОМЕТРА КОМПЛЕКСА АПИР-С

 

Цель работы

 

1. Изучить бесконтактные методы измерения температуры.

2. Изучить принцип действия и конструкцию промышленного пирометра комплекса АПИР-С.

3. Ознакомится с методикой подготовки комплекса для измерения температуры и выполнить измерение температуры объекта.

 

Общие положения

 

О температуре нагретого тела можно судить на основании измерения параметров его теплового излучения, представляющего собой электромагнитные волны различной длины. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.

Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 °С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт другсдругом. Поэтому данные методы получили название бесконтактных.

Методы измерения температур, использующие различные свойства теплового излучения абсолютно чёрного тела, нашли широкое практическое применение.

Под абсолютно чёрным телом (АЧТ) понимают тело, которое поглощает всю падающую на него энергию.

В пирометрии излучения в качестве величин, характеризующих тепловое излучение тел, применяют энергетическую светимость (излучательность) и энергетическую яркость (лучистость).

Под полной энергетической светимостью тела понимают полную (интегральную) поверхностную плотность излучаемой мощности.

Энергетической яркостью тела в данном направлении называется мощность излучения в единичный телесный угол с единицы площади проекции поверхности тела на плоскость, перпендикулярную данному направлению.

Энергетическая яркость (лучистость) является основной величины, непосредственно воспринимаемой человеческим глазом, а также всеми пирометрами, основанными на измерении температуры по тепловому излучению.

Все реальные тела по степени поглощения ими лучистой энергии отличаются от чёрного тела и имеют коэффициент поглощения меньше 1. Излучательная способность реальных тел также отличается от лучеиспускательной способности черного тела и может быть охарактеризована коэффициентом излучения полным или спектральным.

Так как излучательная способность зависит от индивидуальных особенностей реальных тел, то возникает необходимость градуировать пирометры по излучению чёрного тела. Применяя эти пирометры для измерения температуры реальных тел, излучающих сплошной спектр, мы в большинстве случаев получаем значения температур, отличающиеся от действительных температур данных тел, поскольку их излучение не соответствует излучению чёрного тела. Эти температуры реальных тел называют, обычно, условными.

Условные температуры тел, измеренные пирометрами, тем больше отличаются от действительных, чем значительнее характер излучения этих отличается от характера излучения чёрного тела.

Тепловое излучение описывается формулой Планка:

, (14)

где – спектральная энергетическая яркость; С₁, С₂ – константы; l - длина волны; Т – температура.

По формуле Планка можно определить, какую энергию излучает нагретое тело, имеющее температуру T на определённой длине волны l.

Из этой формулы следует, что энергия, излучаемая нагретым телом, растет приблизительно в 16 – 20 раз быстрее, чем его температура. Следовательно, измеряя сравнительно грубо энергию, излучаемую нагретым телом, можно сравнительно точно измерить его температуру.

Максимум кривой распределения энергетической светимости с увеличением температуры смещается в сторону коротких длин волн. Длина волны l_max, соответствующая максимуму кривой распределения энергии в спектре излучения чёрного тела, связана с абсолютной температурой Т соотношением:

l_maxТ=2896 мкм× Т. (15)

В ограниченном интервале температур и при малых значениях длин волн зависимость спектральной энергетической яркости чёрного тела от длины волны и температуры может быть выражена уравнением Вина:

. (16)

Уравнение Вина более удобно для практического применения в пирометрии, чем формула Планка.

Интегральную энергетическую яркость определяется законом Стефана – Больцмана:

, (17)

где - постоянная Больцмана.

Эта формула говорит о том, что полная энергия, излучаемая телом пропорциональна температуре в четвертой степени.

На основании законов излучения существуют следующие методы измерения температуры:

1. Яркостная пирометрия, основанная на измерении энергии излучаемого тела на данной длине волны.

2. Радиационная пирометрия, основанная на использовании закона Стефана – Больцмана, т.е. суммарная энергия пропорциональна температуре в четвертой степени.

3. Цветовая пирометрия, основанная на измерении температуры по отношению интенсивностей излучения на двух волнах.

Пирометры измеряют не действительные, а какие-то условные температуры (яркостные, радиационные, цветовые). Эти условные температуры ниже действительных, так как записаны для АЧТ, то есть для реального тела необходимо вводить поправку.

На основании законов излучения разработаны пирометры следующих типов:

- пирометр суммарного излучения (ПСИ) – измеряется полная энергия излучения;

- пирометр частичного излучения (ПЧИ) – измеряется энергия в ограниченном фильтром (или приемником) участке спектра;

- пирометры спектрального отношения (ПСО) – измеряется отношение энергий фиксированных участков спектра.

В данной лабораторной работе изучается пирометр частичного излучения, измеряющий яркостную температуру реального тела.

Яркостной температурой тела Т_я в свете длины волны l называется такая температура Т абсолютно черного тела, при которой спектральные энергетические яркости реального тела и черного тела в лучах той же длины волны равны между собой.

Известно большое количество различных вариантов пирометров частичного излучения (ПЧИ), которые подразделяются на три группы:

1. С непосредственным измерением электрического сигнала на приемнике (АПИР-С).

2. Выполненные по компенсационной схеме с эталонным источником излучения, температура которого изменяется (ФЭП).

3. Выполненные по компенсационной схеме, в них температура эталонного излучателя поддерживается постоянной, уравнивание потоков производится с помощью поглотителя (сетка с переменной плотностью, диафрагма и пр.), вводимого между эталонным излучателем и приемником излучения.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: