Методические указания к лабораторным

занятиям по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов специальности 220301.65 и направления 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Астрахань 2012

Авторы: ассистент каф. АТП Павлова Т.С.

Рецензент: зам. зав. кафедры АТП, к.т.н., доцент Прохватилова Л.И

 

 

Изучение и поверка автоматического моста: метод. указания к лабораторным занятиям по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов специальности 220301.65 и направления 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» / АГТУ; Сост.: Т.С. Павлова.- Астрахань, 2012.- 20 с.

 

 

Указания содержат сведения необходимые для изучения и устройства и принципа действия мостовых схем, приобретения практических навыков по экспериментальному исследованию прибора КСМ-3 в комплекте с термопреобразователями сопротивления.

 

 

Методические указания утверждены на заседании профильной методической комиссии «Автоматизация и управление»

«14» февраля 2012 г, протокол №1.

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1.1 Цель работы

1.1.1 Приобрести практические навыки по проведению технологических измерений на примере измерения температуры термопреобразователем сопротивления в комплекте с автоматическим мостом.

1.1.2 Изучить принцип действия термометра сопротивления; неуравновешенного моста: уравновешенного (автоматического и неавтоматического) моста.

1.1.3 Ознакомиться с устройством автоматического моста.

1.1.4 Ознакомиться со средствами и методами поверки автоматических мостов.

1.1.5 Приобрести навыки по поверке автоматических мостов.

 

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ.

2.2 Лабораторное задание

2.2.1 Изучить принцип действия поверяемо электронного моста КСМ-3

2.2.2 Подготовить приборы и собрать схему для проведения измерений.

2.2.3 Осуществить следующие операции поверки автоматического моста:

а) определить основную погрешность моста, дополнительную:

б) определить вариацию.

2.2.4 Исследовать влияние изменения сопротивления Rл на показания логометра для двух и трехпроводной схем подключения ТС.

2.2.5 Дать заключение о пригодности поверяемого прибора к эксплуатации.

2.2.6 Составить отчет по работе.

 

 

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

3.1 Лабораторный стенд, в состав которого входит изучаемый автоматический мост КСМ-3

3.2 Переносной магазин сопротивлений, используемый в качестве меры сопротивления.

3.3 Соединительные провода

3.4 Добавочные сопротивления линий.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

4.1 Термопреобразователи сопротивления.

4.1.1 Введение

Термометры сопротивления широко применяют для измерения температуры в интервале от — 260 до 750°С. В отдельных случаях они могут быть использованы для измерения температур до 1000°С.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве вещества изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. При измерении температуры термометр сопротивления погружают в среду, температуру которой необходимо определить. Зная зависимость сопротивления термометра от температуры, можно по изменению сопротивления термометра судить о температуре среды, в которой он находится. При этом необходимо иметь в виду, что длина чувствительного элемента у большинства термометров сопротивления составляет несколько сантиметров, и поэтому при наличии температурных градиентов в среде термометром сопротивления измеряют некоторую среднюю температуру тех слоев среды, в которых находится его чувствительный элемент.

Термометры сопротивления из чистых металлов, получившие наибольшее распространение, изготовляют обычно в виде обмотки из тонкой проволоки на специальном каркасе из изоляционного материала. Эту обмотку принято называть чувствительным элементом термометра сопротивления. В целях предохранения от возможных механических повреждений и воздействия среды, температура которой измеряется термометром, чувствительный элемент его заключают в специальную защитную гильзу.

К числу достоинств металлических термометров сопротивления следует отнести: высокую степень точности измерения температуры; возможность выпуска измерительных приборов к ним со стандартной градуировкой шкалы практически на любой температурный интервал в пределах допустимых температур применения термометра сопротивления; возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору; возможность использования их с информационно-вычислительными машинами.

При измерении температуры в промышленных условиях термометры сопротивления применяют в комплекте с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами и автоматическими компенсационными приборами. При этом необходимо иметь в виду, что эти приборы снабжают шкалой, отградуированной в градусах Цельсия, которая действительна только для определенной градуировки термометра сопротивления и заданного значения сопротивления проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором.

 

4.1.2 Основные сведения о термометрах сопротивления и металлах, применяемых для их изготовления

Металлы, предназначенные для изготовления чувствительных элементов (ЧЭ) термометров сопротивления, должны отвечать ряду требований. Они должны не окисляться и обладать высокой воспроизводимостью значений электрического сопротивления в интервале рабочих температур. Выбранный металл в диапазоне применяемых температур должен иметь монотонную зависимость сопротивления от температуры R = f (t) и достаточно высокое значение температурного коэффициента сопротивления α. Этот коэффициент в общем виде может быть выражен равенством:

(4.1)

Температурный коэффициент электрического сопротивления принято определять от 0 до 100°С. Для этого случая выражение (4.1) принимает вид:

(4.2)

где R₀ и R₁₀₀ – сопротивления образца данного металла, измеренные соответственно при 0 и 100°С.

Известно, что сплавы обладают меньшим значением температурного коэффициента сопротивления. Кроме того, воспроизводимость свойств сплавов далеко недостаточна по сравнению с чистыми металлами. Исследования показывают, что чем чище металл (при отсутствии в нем механических напряжений), тем лучше у него воспроизводимость термометрических свойств и больше значения отношения R₁₀₀/R₀ и α. Поэтому чистые металлы, предназначенные для изготовления взаимозаменяемых ЧЭ термометров сопротивления, должны иметь нормированную и при этом высокую чистоту. Следует указать, что значение R₁₀₀/R₀, так же как и α, являются общепринятыми показателями степени чистоты данного металла и наличия в нем механических напряжений. Для снятия механических напряжений в данном металле применяют определенные режимы отжига. При этом значение отношения R₁₀₀/R₀, а следовательно, и температурного коэффициента сопротивления образца возрастают до их предельного значения для данного металла.

Приведенным выше основным требованиям к металлам для изготовления ЧЭ термометров сопротивления в широком интервале температур удовлетворяет платина. Если верхний предел температуры применения термометра не высок, то указанным выше требованиям удовлетворяют также медь и никель. В отдельных случаях применяют для изготовления ЧЭ термометров сопротивления, но с ограниченной областью их использования, и другие металлы, например железо, вольфрам и молибден.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: