Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С. (1013662), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Разность потенциалов в измеритель­ной диагонали измеряется милливольтметром сбесконечно большим входным сопротивлением. Внутренний диаметр из­мерительной камеры £) = 6,6 мм, диаметр чувствительного элемента, рас­положенного по оси камеры, rf=0,05 мм, его длина /=20 мм, темпера­тура стенок камеры ^ С =20°С.Определите уравнение шкалы газоанализатора, если диапазон егоизмерения 0—20 % С0 2 „ и рассчитайте напряжение на измерительнойдиагонали моста при С=0; 5; 10; 15; 20 % С0 2 .6.23. Содержание водорода Н2 в электролитическом кислороде 0 2в интервале от 0 до 10 % измеряется термокондуктометрическим газо­анализатором.Установите связь между содержанием водорода и температуройплатиновой нити чувствительного элемента газоанализатора.Коэффициент теплового излучения нити е=0,2, диаметр нити d—=0,02 мм, длина нити /=20 мм, диаметр камеры D=5 мм, ток, про­текающий по нити, 7 = 51 мА, температура стенок камеры /Ст = 20°С,а температура нити t„=80 °С.Сопротивление нити изменяется по закону Rt = R0(l+at),где а == 3,92-10~3 К - 1 .

Удельное сопротивление платины при / = 20 °С р ==0,0981 • 10~6 Ом-м. В решении следует учесть все виды теплообменамежду нитью и стенкой.6.24. Дымовые газы имеют следующий состав: кислород — 4 % ,углекислый г а з — 1 5 % , а з о т — 6 3 % , водяные п а р ы — 1 8 % .Определите, как изменится относительная магнитная восприимчи­вость газов1) если содержание 0 2 увеличится на 1 %., а содержание N2уменьшится на 1 % при неизменной концентрации С0 2 и Н 2 0;2) если содержание С0 2 увеличится на 1 %, а содержание N2уменьшится на 1 % при неизменной концентрации 0 2 и Н 2 0;Относительные объемные магнитные восприимчивости компонентовгазовой смеси имеют следующие значения [22]:з*02=1;.x N j = —0,004;и с а =-—0,0057;хНо0=—0,004.6.25. Через магнитный газоанализатор проходит смесь следующегосостава: С02—20 %, 0 2 —5 % и N2—-75 % при расчетной температуре/j = 20°C, разрежении pi = 3 кПа.Изменится ли показание газоанализатора, если: 1) при неизмен­ной концентрации температура смеси возрастет до / 2 =50°С; 2) при6.28.

Какая камера, Ri или Rs (рис. 6.4), должна иметь магнит­ный шунт для проверки нуля прибора?6.29. Оцените погрешность газоанализаторов, работающих посхеме неуравновешенного моста (рис 6.5) и по схеме компаратора на­пряжения (рис. 6.4), вызванную уменьшением напряжения питания1/пит на 10 %.

Сопротивление на­грузки измерительного моста пред­полагается большим.6.30. Оптико-акустический га­зоанализатор ОА2209 предназна­чен для измерения содержанияС0 2 в многокомпонентных газовыхсмесях. На рис. 6.6 приведеныспектры поглощения некоторых га­зов в инфракрасной области.Определите, какие газы дол­жны быть в фильтровых камерах,если в состав контролируемой га­зовой смеси входят метан СЩ, окись углерода СО, азот N2, водород Нги этан С2Н6.6.31. Рассмотрим вариант двухканальной схемы лштико-акустичес­кого газоанализатора (рис. 6.7).

В этой схеме потоки лучистой энер­гии от источников инфракрасного излучения 1 проходят через фильтро­неизменной температуре возрастет разрежение до-р 2 =10 кПа? Пред­полагается, что на выходе из измерительной ячейки температура сме­си равна /С = 100°С.6.26. Какое положение движка реохорда Rp в схеме магнитногогазоанализатора (рис! 6.4) соответствует концу шкалы прибора?6.27. Будет ли работоспособной схема (рис 6.4), если газ пропус­кать через камеры Rs и Rs, а воздух — через камеры Ri и R2?вые камеры 2 и затем поступают в измерительную 3 и сравнительную4 камеры, а затем в лучеприемники 5 и '•£.

Определите зависимостимежду концентрацией анализируемого компонента в смеси и отноше­нием потоков энергий, поступающих в лучеприемники 5 и 6.поршняакустическом6.32. х Определитеи концентрациейгазоанализаторезависимостьанализируемогос газовоймеждукомпенсациейположениемкомпонента(рис.отражающегоС в 6.8).оптико-Известны длина измерительной камеры I и концентрация Ск ана­лизируемого компонента в компенсационной камере. Предполагается,что потоки излучения после фильтровых камер равны. Поршень имеетскос под углом 45 °.6.33. Изменится ли диапазон измерения оптико-акустического га­зоанализатора с газовой компенсацией (рис. 6.8), если уменьшитьконцентрацию анализируемого компонента в компенсационной камере?6.34. Для определения влажности воздуха в цехе завода применя­ется аспирационный психрометр.Определите относительную влажность воздуха ф, если сухой тер­мометр показывает /С = 22,5°С, а мокрый г"„=18,5°С.

Давление, возду­ха 760 мм рт. ст. Сопоставьте значения с показаниями простого психро­метра.,6.35. Абсолютная влажность воздуха, поступающего .в нагрева­тельную печь, f„=30 г/м 3 сухого воздуха.Определите относительную влажность дутья при температуре t =<=300°С. Избыточное давление воздуха р и = 0,2 МПа.6.36. Определите абсолютную влажность доменного газа, если из­вестно, что измеритель влажности, работающий по методу точки росы,показывает температуру *Тр=32,5°С при нормальном давлении.6.37. При измерении влажности воздуха в цехе производства' при­боров номинальное значение точки росы составляет 10 °С.

Однако пос­ле протирки зеркальца замасленной тряпкой температура точки росыпонизилась до 0 °С.Какова погрешность, возникающая при измерении относительнойвлажности воздуха (/=20 °С) при таком изменении точки росы, и како­ва причина изменения показаний влагомера?ЧастьвтораяРЕШЕНИЯ И ОТВЕТЫГлаваперваяМЕТРОЛОГИЯ( t 5 L l 3 Для технического термометра можно определить только ин­тервал, в котором находится действительное значение температуры:(346±4) °С или 342—350 °С. Для лабораторного термометра известнызначения поправок, поэтому по его показаниям может быть определенадействительная температураtn = 352 + (— 1) + (+^0,5) = 351,5 °С. .Отсюда легко заметить, что действительная погрешность техничес­кого термометра выходит за допускаемые пределы.\01.2.,)В*'рассматриваемом случае стрелка переместится с одной от- метки шкалы на соседнюю при изменении входного напряжения наAU: •,.к,,^к-Ян&U = — —10 - ( - 1 0 )' 1 ' '—= ОД мВ;N50\следовательно, цена деления К=0Л мВ.\Если за изменение выходной величины прибора принять переме­щение стрелки на один интервал, то легко заметить, что чувствитель­ность S и цена деления К являются обратными величинами:S = \IK= 1/0,4 = 2,5 1/мВ.01.3.

"Коэффициент преобразования S подобен чувствительности,но чувствительность—это характеристика измерительного прибора, акоэффициент преобразования — характеристика измерительного преоб­разователя.. ;Входным сигналом термометра является температура, а выходнымсигналом — электрическое сопротивление термометра. Коэффициентпреобразования для медного термометра=SM = dR/dt = R0a;для платинового термометраSn = dR/di = R0 (A + Bt).Следовательно, для медного термометра коэффициент преобразова­ния не зависит от температуры, а для платинового — изменяется сизменением температуры.01.4. Для учета систематической погрешности все результаты, счи­танные с диаграммной бумаги в градусах, необходимо перевести поградуировочным таблицам [1] в милливольты, прибавить поправку вмилливольтах, а затем результат снова перевести в градусы.Смещение стрелки и пера от 0 до 10 °С соответствует для градуи­ровки ХК.

изменению термо-ЭДС на 0,65 мВ. По диаграммной бумагеОтсчитано 430 °С, термо-ЭДС для 430 °С градуировки ХК - составляет34,12 мВ, с учетом поправки3 4 , 1 2 + ( — 0 , 6 5 ) = 33,47 мВ.Определяем значение температуры ^ = 422,75 °С.' Or.i>;> Определим оценку наиболее вероятного значения перепададавления, соответствующего конечной точке шкалы прибора, принормальных условиях [формула (1.3)]:~Ар=84,15 + 84,06 + 83,80 + 83,90 + 83,94 + 84,10 + 84,02+84,03:_=672= ——- = 84 кПа./оНайдем оценку наиболее вероятного значения перепада давленияпри напряжении питания, составляющем f 10 % Uso*:83,85 + 83,73 + 83,82 + 83,76 + 83,84 + 83,82+83,83+83,75До*= •=и8670,4= — — = 83 4 8 кПа.оТаким образом, можно найти оценку наиболее вероятного значе­ния погрешности в конечной точке шкалы, вызванной изменением на­пряжения питания измерительной системы:пазон шкалы составляет 250 кПа. Таким образом, показания термо4метра будут завышены на 100=1,6°С.

Абсолютная погрешность250на отметке 80 °С+ 1,66= ^ - 1 0 0 =+2%.01.7. F4pn температуре 24 °С будет иметь место основная погреш­ность, так как нормальные условия работы прибора 20±5°С. При тем­пературе 10°С кроме основной погрешности будет иметь место допол­нительное изменение показаний прибора от изменения температуры.Погрешность при температуре 55 °С не нормируется, так как она выхо­дит за пределы рабочей области температур.01.8. Нет. Для всех точек шкалы одинаков предел допускаемойабсолютной погрешности Д0, определяемый классом точности средствизмерений и диапазоном измерения. Предел допускаемой относительнойпогрешности 60=Ло/л:г зависит от отметки шкалы хи Чем меньше по­казания прибора по шкале, тем больше относительная погрешность.Поэтому диапазон измерения прибора нужно выбирать таким обра­зом, чтобы измеряемая величина находилась в конце шкалы.01.9.

Если кроме класса потенциометра нет никаких других метро­логических характеристик, то можно оценить только пределы допуска­емой погрешности. Предел допускаемой погрешности в нашем случаеопределяется через класс К и диапазон измерения хк—хи потенцио­метра:А°100*'Для потенциометров погрешность выражается в милливольтах [2]:х к = Е (600 °С, 0 °С) = 49,11 мВ^;х£ = Е (200 °С, 0 °С) = 14,59 мВ;47,11 — 14,59Д0 =—0,5 = 0,1726 мВ.Предел относительной погрешности на отметке 550 °Сд = Др* _ Д р = 83,8 — 84 *=— 0,2 кПа.Эта погрешность называется дополнительной, так как она вызванаотклонением одной из влияющих величин (напряжения питания) отнормального значения.01.6.

Изменение барометрического давления составляет 4 кПа.Так как измерительные приборы манометрических термометров измеря­ют избыточное давление, то показания прибора будут завышены на4 кПа. Шкала газового термометра равномерная, и по давлению диа­Предел допускаемой абсолютной погрешности одинаков для всехотметок шкалы, тогда как предел относительной погрешности увеличи­вается к началу шкалы. Например, на отметке 300 °С0,1726« ^ Й Ж 1 * ^ 0.754%.Поэтому диапазон измерения прибора нужно выбирать таким об­разом, чтобы измеряемая величина находилась в конечной части шкалы.01.10.

Найдем оценку наиболее вероятного значения времени на­полнения бака [формула (1.3)]т-=94,5 + 94,8 + 94,74- 95,2-|-94,9 + 95,3 + 95,1 + 9 5 , 2 + 9 5 , 3_.== 95 с.Половина ширины доверительного интервала е р для распределенияСтьюдента определяется по формуле (1.7)Оценим предел допускаемой суммарной погрешности определениятемпературы с учетом погрешности термопреобразователя Д£г=0,З о С(по условию); Ats <: ]f At2T + At% = ] / 0 , З а + 0.712 2 = ± 0,773°С.Таким образом, суммарная погрешность измерения температурыAts <.±0,773'°С.(ТЙТ2р>Погрешность, возникающая в результате того, что # * =/ /- " =~49,9lf Ом и а*=4,25-Ю- 3 К - 1 , будет систематической. Температура,определенная по градуировочпым таблицам, t*=(R*—RB)IRoa.'\ Действительная температураt=(R*t-825ч Ч« 11 // " °—> 0—бр = 3,36= 0 ,л3 оо2 с.RD/{R;*).Поправка к показаниям, определенным по градуировочным таблицам,Расход определяется по формуле Q=V/x.

Измерения объема Vи времени % являются взаимонезависимыми, поэтому погрешность гра-дуировки расходомера вычисляется как результат косвенного измере­ния по формуле (1.1)ч-.. :'~~~t* = •t.:R*0a*Для/?* =71,4 Ом и **=100°С-..«о*_71,40 — 49,9571,40 — 50,00t = 100 + — г •—= Ю1,04 °С.М9,95-4,25-10-»50,00-4,28-Ю- 301.11.;Сопротивлений термопреобразователя Rt = Rx(Ut/UK). Паде­ние напряжения на образцовой катушке t/ K = 10 • 3 = 30 мВ. Сопротивле­ние термопреобразователя при £=100°С (табл. П.18) Я100=13,9Л13 Ом.Падение напряжения на термопреобразователе (/« = 13,9113-3=41,73 мВ.Оценим предел допускаемой погрешности определения сопротивле­ния термопреобразователя по формуле (1.1)ARt/Rt< f(ARK/RK)*+ {WtIUty+ (Лс/ к /(/ к )2.Тогда А/? к //? к <0,01/10 = 0,001(по условию).

Характеристики

Список файлов книги