Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С. (1013662), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Для этой вероят­ности при &=17 (х*) 2 //г=0,51, при £=18 (х*) 2 /6=0,522 'и при £=19.{%*)2№ = 0,532, где k — число степеней свободы.V1.24. Проведен ряд измерений температуры кипения воды в баро-'метрическом термостате, при этом получены следующие результаты .(табл.

1.4).Т а б л и ц а ' Г.4itv «сIt., 'Сit., °c*tv ?c12398,697,898,145 ,697,898,498,378997,998,098,110111298,298,398,3Измерение барометрического давления не проводилось, предполага­лось, что оно составляет 760 мм рт. ст., а температура кипения при этомравна 100 "О.По полученным результатам дайте заключение, какая погреш­ность — систематическая или случайная — является определяющей и какее уменьшить."i1.25. Определите границы доверительного интервала погрешностиизмерения температуры с вероятностью 0,95, если при большом числе2измерений было получено, что х=1072°С, а дисперсия J D = 6 4 (°C) .Предполагается нормальный закон распределения погрешности.1.26/В результате большого числа измерений термо-ЭДС был оп­ределен доверительный интервал (16,73 <л:< 17,27), мВ, с доверитель­ной вероятностью 0,997.Определите среднюю квадратическую погрешность измерения тер­мо-ЭДС в предположении нормального закона распределения погреш­ности.у1.27; Определите 99 %-ный доверительный интервал для темпера­туры термоэлектрического термометра типа К (никельхром — никельалюминиевый, хромель — алюмелевый), если при измерении были полу­чены следующие результаты: , 31,56; 31,82; 31,73; 31,68; 31,49; 31,73;31,74 и 31,72..

мВ. Предполагается, что термо-ЭДС — случайная величи­на, распределенная по закону Стьюдента.1.28. Яркостная температура слитка металла, измеренная квази­монохроматическим пирометром в пяти различных точках, оказаласьследующей: 975, 1005, 945, 950, 987 °С. Полагаем, что действительнаятемпература во_всех точках одинакова. Разница в яркостных темпера­турах вызвана систематической погрешностью за счет окислов на по­верхности.Оцените наиболее вероятное значение температуры слитка, а так­же доверительный интервал систематической погрешности, соответст­вующий доверительной вероятности р=0,9, предполагая, что погреш­ности распределены по закону Стьюдента.1.29.

Для задачи 1.28 определите доверительный интервал для р== 0,9, если было произведено 10 измерений температуры слитка:112345678910/, °С . . .975 1005 945 950 987 967 953 980 980 990V1.30. По результатам 25 наблюдений был определен доверительныйинтервал отклонений измеряемого давления от наиболее вероятногоего значения с доверительной вероятностью р = 0.7; h т = 23,84-f•4- 24,37 МПа. Определите доверительный шисриал с доверительной ве­роятностью 0,95, полагая, что отклонения давления распределены позакону Стьюдента.1.31, При испытании потенциометра КСП-4 градуировки ХК сошкалой 0—600 °С, класса 0,25 в точке 500 °С были получены следую­щие результаты (табл. 1.5).Т а б л и ц а 1.511234*МГмВ40,1640,2040,1740,26*«• мВ40,1240,1040,1440,14i567, 8хщ, мВ*„., мв140,2440,1540,2040,2240,1840,0840,1240,109101112хщ,мВ40,1840,1840,1540,17*„., мВ40,0740,0940,2040,10Хш •—значение термо-ЭДС при подходе к отметке со стороны мень­ших значений; xsi — значение термр-ЭДС при подходе к отметке состороны больших значений.Определите систематическую составляющую Дс погрешности потен­циометра в точке 500°С, оцените среднее квадратическое отклонениеослучайной составляющей погрешности о(Д) в той же точке шкалы по­тенциометра, а также наибольшее значение суммарной погрешности ивариацию.У1.32.

Манометр со шкалой 0—16 МПа проходил испытания дляпроверки соответствия его метрологических характеристик технологиче­ским условиям. При оценке погрешности в точке 10 МПа с помощьюобразцового манометра регистрировались значения давления при подхо­де со стороны меньших значений р м и со стороны больших значений р<$:рт, МПарб;,МПа . . . .

.10,0810,129,9710,0510,0610,069,9810,099,9510,0310,0810,10Определите оценки систематических и случайных составляющих по­грешности в соответствии с [7].ГлававтораяИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫИзмерение температуры может осуществляться различными мето­дами. Каждый метод имеет' свои особенности определяемые как прин­ципом, так и применяемыми средствами и схемами их подключения.Кроме того, при измерении температуры следует учитывать взаимодей­ствие между Te t .. ^°образователями и измеряемой средой.Контактные термопреобразователи находятся в непосредственном 'контакте со средой, температуру которой они измеряют. Часто собст­венная температура контактного термопреобразователя (или его части)даже в статическом режиме отличается от температуры измеряемой сре­ды.

Это отличие определяется особенностями теплообмена между тер­мопреобразователем и измеряемой средой, конструктивными и тецлофизическими характеристиками самого термопреобразователя и от­дельных частей его арматуры, а также условиями теплообмена термо­преобразователя с окружающей средой.Показания жидкостных и манометрических термометров расшире­ния определяются температурой не только рабочего вещества, находя­щегося в непосредственном контакте с измеряемой средой, но и вы­ступающей, неконтактирующей части рабочего вещества, которая нахо­дится в теплообмене с окружающей средой. Если конструкцией илиусловиями эксплуатации предусмотрено наличие неконтактирующей сизмеряемой средой (выступающей) части, то градуировка такого тер­мометра должна производиться при определенной температуре высту­пающей части.

Изменение температуры выступающей части относи­тельно градуировочного значения вызовет изменение показаний термо­метра.Изменение показаний манометрических термометров возможно так­же за счет изменения давления независимо от значения температуры.Например, одним из таких факторов может быть разность уровней ме­жду термобаллоном и манометром для жидкостных манометрическихтермометров. Изменение показаний возникает при изменении баромет­рического давления, так как манометр, используемый в манометриче­ских термометрах, измеряет избыточное давление.При измерении термо-ЭДС могут иметь место ошибки в оценкедействительного значения термо-ЭДС термоэлектрического термомет­ра, которые вызываются неучетом некоторых свойств термоэлектриче­ских цепей, а также неправильной оценкой температуры свободных кон­цов или неучетом свойств удлиняющих термоэлектродных проводов.Напомним некоторые из этих свойств.

Термо-ЭДС цепи не изменитсяпри включении в нее проводника из любого материала, если температу­ра мест подключения одинакова. Удлиняющие термоэлектродные про­вода служат для удлинения термометра без искажения развиваемой имтермо-ЭДС.Свободными называются те концы термоэлектрического термомет­ра, которые включаются в измерительную цепь. Если термоэлектриче­ский термометр удлинен термоэлектродными проводами, то свободнымиконцами термометра будут концы термоэлектродных проводов.Удлиняющие термоэлектродные провода вносят свою долю в об­щую погрешность измерения. Например, предел основной допускаемойпогрешности удлиняющих проводов для термоэлектрических термомет­ров типа К' равен ±0,16 мВ.Допускаемые отклонения для удлиняющих проводов различныхтипов приведены в [27].В соответствии со стандартом СЭВ 1059-78 [11], по которому бу­дут скорректированы государственные стандарты СССР, будут приме­няться девять типов термоэлектрических преобразователей.

Типы этихтермоэлектрических преобразователей и их обозначения приведены втабл. 2.1. Для одних типов термопар (медь — копелевая, хромель — коцелевая, вольфрамрений — вольфрамренйевый ВР 5/20*-1) осталисьпрежние названия и градуировочные характеристики, никаких обозна­чений для этих термопар стандарт СЭВ не устанавливает. Для другихтипов введены новые названия и обозначения; никель-хром — никельалюминиевая термопара, тип К, прежнее название хромель—алюмелеваяп обозначение ХА, градуировочная характеристика осталась неизмен-Т а б л и ц а 2.1.

Термоэлектрические преобразователиТип термопары (обозначение)МедькопелеваяМедь — медноникелеваяТЖелезо—медноникелеваяРабочий диапазон, °Са, °С6-10»с, °С—200—00—1001,3—1,1000—200 -i100—100 -Ь 4003—200—1000—200 -.100—100 -Н 400400—9003—2007,5— 1000400060300Хромель — копелевая (ра­нее ХК)—50 Н- 300300—800Никельхром •— меднонике­левая Е—100 ~ 400400—9004Никельхром •— никельалюминиевая К (ранее хромель-алюмелевая ХА)—200 -=- —100—100 -т- 400400—130041-й классточностиПлатинородий (10 %)—пла­тиновая S2-й классточности2,5{{7^50400— 10 —1000 - 07,54000—300300—16001,50203000—600600—16003050600Платинородий (30%)—платинородиевая (6 %) В300—600600—18003050600Вольфрамрений(5 %) —вольфрам-рениевая (20 % ) ,ранее ВР 5/200—10001000—18001800—25005100611,5010001800ной.

Для термопар платинородий—платиновых и платинородий—платинородиевых изменяются обозначения (вместо ПП вводится S, а вме­сто ПР—В) и изменяются градуировочные характеристики. Кроме то­го, вводится ряд новых термопар, ранее в СССР серийно не выпускав­шихся:медь —- медноникелевая (близкая к термопаре медь — константан), тип Т, железо — медноникелевая (близкая к термопаре железо —константан), тип J, и никельхром — медноникелевая, тип Е.Допускаемые отклонения измеряемых значений термоэлектродвиИсущей силы, мВ, от градуировочных -характеристик, приведенных вПриложении (табл. П.6—П.

14), определяются из выраженияAe=±[a+ b(t — с)] S*,(2.1)где if—температура рабочего конца термометра, °С; ST=(de/dt)T —коэффициент преобразования термометра, определяемый на основе егоградуировочной характеристики; а, Ь, с — коэффициенты, определяемыеиз табл. 2.1.Допускаемые отклонения, выраженные в градусах, определяютсячастью выражения (2.1), заключенного в квадратные скобки.В задачах по расчету характеристик милливольтметров следуетобратить внимание на связь угла поворота рамки с параметрами маг­нитного поля и размерами рамки. Следует иметь в виду, что вращаю- «щий момент рамки при заданных ее размерах зависит не только отзначения индукции магнитного поля в зазоре, но и от направлениянектора индукции относительно плоскости рамки.В принципе милливольтметр измеряет напряжение на собственныхважимах и его класс характеризует предел основной погрешности из­мерения именно этого напряжения (поэтому погрешность выражаетсяп милливольтах, даже при градусной шкале).

Шкала его может бытьотградуирована в градусах при определенной зависимости между на­пряжением на зажимах милливольтметра и термо-ЭДС термоэлектри­ческого термометра, которые различаются на значение падения напря­жения во внешней цепи прибора. Поэтому сопротивление внешней цепидолжно иметь определенное значение. Изменение его вызовет измене­ние показаний прибора.Изменение тока, протекающего через рамку, может быть вызванотакже изменением внутреннего сопротивления милливольтметра, об­разованного сопротивлением рамки и включенного последовательнос ней манганинового резистора.

При изменении температуры изме­няется сопротивление медного провода, из которого изготовлена рам­ка, что и вызывает изменение тока, а следовательно, и показаний при­бора.В задачах по. потенциометрическим схемам в первую очередь сле­дует четко понять физический смысл компенсационного метода изме­рений: термо-ЭДС термоэлектрического термометра равна по значениюи противоположна по знаку разности потенциалов на компенсирующемучастке измерительной схемы потенциометра. Математическое выра­жение равновесия потенциометрической схемы измерения легко полу­чить, используя второй закон Кирхгофа для замкнутого участка изме­рительной схемы, включающего термометр и усилитель.При решении задач на расчет компенсации температурной погреш»ности следует иметь в виду, что значение вводимой поправки должнобыть численно равно изменению термо-ЭДС термоэлектрического тер­мометра при изменении температуры свободных концов.

Характеристики

Список файлов книги