Главная » Просмотр файлов » книга в верде после распозна

книга в верде после распозна (1024283), страница 29

Файл №1024283 книга в верде после распозна (Евтихеева Н.Н. - Измерение электрических и неэлектрических) 29 страницакнига в верде после распозна (1024283) страница 292017-07-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

Рис 4.40

Рис. 4.39

свободными. Обычно в месте свободного спая термопара разомкнута. ЭДС термо­пары обычно не превосходит 50 мВ.

Схемы включения. Рабочий конец тер­мопары погружается в среду, температу­ру которой требуется измерить. Свобод­ные концы подключаются к вторичному прибору. Если температура свободных концов постоянна, то подключение мо­жет быть сделано медным проводом, а если не постоянна, то оно выполняется специальными удлинительными (компен­сационными) Проводами. В качестве по­следних используются два провода из различных материалов. Провода подбираются так, чтобы при темпера­туре свободных спаев и в паре между собой они имели такие же термо­электрические свойства, как и рабочая термопара. При подсоединении к термопаре компенсационные провода удлиняют ее и дают возмож­ность отвести холодный спай образованной составной термопары в такое место, где температура остается постоянной.

В качестве вторичных преобразователей используются либо магни­тоэлектрические милливольтметры, либо потенциометры постоянного тока.

В лабораторной практике используются потенциометры с ручной компенсацией, а в производственной —автоматические потенциометры. Упрощенная схема автоматического потенциометра приведена на рис. 4.40. Термопара Т включается таким образом, что ее ЭДС Енаправ­лена встречно компенсирующему напряжению Ек, создаваемому с

0

помощью мостовой цепи. Это напряжение изменяется пропорциональ­но перемещению движка по реохорду Rp. Разность ЭДС термопары и ком­пенсирующего напряжения Е — Ек усиливается усилителем и подает­ся на реверсивный двигатель РД. Вал двигателя, вращаясь, через ре­дуктор, перемещает движок реохорда так, чтобы разность Е —Ек умень -шалась. Когда она становится равной нулю, вал останавливается. С движ­ком реохорда связаны стрелка прибора, перемещающаяся по шкале, записывающее устройство, регистрирующее текущее значение темпе­ратуры, контакты для ее регулирования, а также устройство для дис­танционной передачи показаний.

Для увеличения стабильности напряжения Ек и точности измерения температуры мост питается от стабилизированного источника напряже­ния ИПС, а сопротивления плеч моста изготавливаются из манганиново­го провода.

Современные автоматические потенциометры имеют основную при­веденную погрешность измерения ± (0,25 — 1) %, погрешность регист­рации ± (0,5 - 1) %.

Погрешность термоэлектрического термометра. Одним из источни­ков погрешности термоэлектрического термометра является несоот­ветствие температуры свободных концов термопары температуре, при которой была произведена градуировка.

Номинальная функция преобразования термопар со стандартной гра­дуировкой задается градуировочной таблицей. Она определяет зави­симость ЭДС E(t, г0) термопары от измеряемой температуры t при температуре свободных спаев г0 = 0 °С. Если в условиях измерения температура свободных спаев t'0 не равна температуре t0, то ЭДС тер­мопары E(t, Го) отличается от ЭДС E(t, t0), которая нужна для опре­деления температуры по стандартной градуировке. Введение поправ­ки основано на третьем свойстве термопары.

Второй член Е(г0, t0~) правой части равенства (4.142) определяет поправку. E(t'0, г0) представляет собой ЭДС термопары при условии, что ее свободные концы находятся при температуре градуировки г0, а рабочие — при температуре t'0. Значение E(t'0, t0) определяется по таблице стандартной функции преобразования.

Вследствие неравенства температур t0 Ф t'0 показание пиромет­рического милливольтметра не равно действительной температуре. По­правка к его показаниям приближенно может быть определена соотно­шением

At = k(t'0 - r0), (4-143)

где к — коэффициент, зависящий от измеряемой температуры и от ви­да термопары.

Для хромель-копелевой термопары он лежит в пределах 0,8—1; для хромель-алюминиевой — в пределах 0,98—1,11; для платиноро-дий-платиновой — в пределах 0,82—1,11. При малом значении At =

0

= t'0 — t0 в ряде случаев можно принять к = 1. Это позволяет вводить поправку в показания пирометрического милливольтметра с помощью корректора нуля. При отключенной термопаре стрелку прибора с по­мощью корректора ставят на отметку, соответствующую t'0. При вклю­чении термопары и измерении температуры показания пирометра будут больше некорректированных на значение At. Такое введение поправ­ки целесообразно, когда значение t'0 сохраняется постоянным.

В показания автоматического потенциометра поправка вводится автоматически. Для этого в одном из плеч моста включена катушка, намотанная медной проволокой, сопротивление которой RM = R0(l + + at'а) зависит от ее температуры. Катушка помещена возле зажимов потенциометра, к которым подводятся удлинительные провода, и име­ет температуру свободных концов "составной" термопары. Температур­ное изменение сопротивления катушки создает дополнительный раз­баланс моста, равный ЭДС поправки E{t'0, 'о)- Поправка пропорцио­нальна отклонению температуры свободных концов t'0 от их номи­нальной температуры t0 = 0°С.

Другим источником погрешности термоэлектрического термомет­ра является изменение сопротивления измерительной цепи термоэлект­рического преобразователя.

В качестве пирометрического милливольтметра применяются при­боры магнитоэлектрической системы. Для повышения чувствительно­сти они выполняются с относительно малым внутренним сопротивле­нием. При этом измеряемое напряжение зависит от сопротивления внешней цепи. Внешняя цепь милливольтметра состоит из термопары, удлинительных и соединительных проводов и специальных мангани­новых уравнительных (подгоночных) катушек. Изменение сопротив­ления этих элементов приводит к погрешности термоэлектрического термометра. Для иллюстрации заметим, что при помещении платино-родий-пчатиновой термопары с электродами' толщиной 0,5 мм в печь с температурой 1000 °С на глубину одного метра ее сопротивление из­меняется на 3,86 Ом. Погрешность может происходить также вследствие плохой подгонки сопротивлений уравнительных катушек.

Можно показать, что приведенная погрешность, вызванная измене­нием сопротивления внешней цепи на Д/?ц, равна

Ь = *'/'„,„ ~ *Wmax = -*\№п + *в), (4-144)

где RB — внутреннее сопротивление милливольтметра; R^— номиналь­ное сопротивление его внешней цепи.

Сопротивление пирометрического милливольтметра RB и номиналь­ное сопротивление внешней цепи Лвнном, при котором он градуи­ровался, указываются на его шкале.

Термоэлектрический термометр с потенциометром свободен от рассматриваемой погрешности. В момент компенсации по внешней цепи ток не течет и на ее сопротивлении отсутствует падение напря­жения. Потенциометр измеряет термоЭДС.

4.2.10. Терморезисторы

Терморезистором называется измерительный преобразова­тель, активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры. В качестве терморезистора может использоваться метал­лический или полупроводниковый резистор.

Датчики температуры с терморезисторами называются термометра­ми сопротивления.

Имеются два вида терморезисторов: металлические и полупровод­никовые.

Принцип действия и конструкция металлических терморезисторов.

Как известно, сопротивление металлов увеличивается с увеличением температуры. Для изготовления металлических терморезисторов обыч­но применяются медь или платина.

Функция преобразования медного терморезистора линейна:

Rt = R0(i + at), (4.145)

где R0 — сопротивление при 0 °С; а = 4,28 - Ю-3 К-1 — температур­ный коэффициент.

Функция преобразования платинового терморезистора нелинейна и обычно аппроксимируется квадратичным трехчленом. Температур­ный коэффициент платины примерно равен «=3,91 • 10~3 К-1.

Чувствительный элемент медного терморезистора (рис. 4.41,д) представляет собой пластмассовый цилиндр 1, на который бифиляр-но в несколько слоев намотана медная проволока 2 диаметром 0,1 мм. Сверху катушка покрыта глифталевым лаком. К концам обмотки припаиваются медные выводные провода 3 диаметром 1,0—1,5 мм. Провода изолированы между собой асбестовым шнуром или фарфо­ровыми трубочками. Чувствительный элемент вставляется в тонко­стенную металлическую гильзу 4. Гильза с выводными проводами помещается в защитный чехол (рис. 4.41,6), который представля­ет собой закрытую с одного конца трубку /. На открытом ее конце помещается клеммная головка 2. Для удобства монтажа защитный

чехол может иметь фланец 3.

При изготовлении платиновых терморезисторов используются бо­лее теплостойкие материалы.

Основные параметры наиболее распространенных терморезисто­ров и обозначения их градуировок по ГОСТ 6651-84 приведены в табл. 4.2.

Номинальные функции преобразования (статические характерис­тики) медных и платиновых терморезисторов и их погрешность оп­ределяются ГОСТ 6651-84.

Схемы включения металлических терморезисторов. Термометр сопротивления и провода, соединяющие его со вторичным прибором,

0

-О £ О

Рис. 4.41 рис 4 43

Таблица 4.2.

Термометры сопротивления Термометры сопротивления медные

платиновые

Сопротив- Градуи- Диапазон из- Сопротив- Градуи- Диапазон измере-ление при ровка мерения, °С пение при ровка ния, °С °С (Д0) О °С (Д0)

10П

От -200 до + 750

10

ЮМ

От

-50 до 200

50

50П

От -260 до + 1000

50

5 ОМ

От

-50 до 200

100

100П

От 260 до + 1000

100

100М

От

-200 до 200

0

включены последовательно. Обычно используются медные провода, сопротивление которых зависит от их температуры. Температурные изменения сопротивления проводов приводят к погрешности изме­рения температуры.

Вторичные преобразователи термометров сопротивления выпол­няются такими, чтобы максимально уменьшить эту погрешность. Ес­ли требуется наибольшая точность измерения температуры, например при метрологических работах, используется компенсационная схема, приведенная на рис. 4.42. По этой схеме применяют четырехзажимные платиновые терморезисторы. Провода 1—1 используются для подво­да тока, а два других 2-2 служат для измерения падения напряжения Ut на термочувствительной обмотке. Падение напряжения Ut измеря­ется с помощью потенциометра. Измеряется также падение напряже­ния U0 на образцовой катушке R0. Сопротивление терморезистора при этом равно

Rt = RoU/U0. (4.146)

Благодаря компенсационному методу измерения отсутствует паде­ние напряжения на проводах, соединяющих термометр с потенциомет­ром, и их сопротивление не влияет на результат измерения.

В менее ответственных случаях для измерения сопротивлений тер­морезисторов используются мосты: в лабораторной практике — с руч­ным уравновешиванием, в производственных условиях — автомати­ческие. Упрощенная схема автоматического моста показана на рис. 4.43. Измерительная цепь представляет собой мост, состоящий из мангани­новых резисторов R1—R3 и терморезистора Rt. Напряжение питания моста Е. Перемещением движка реохорда Rp добиваются уравновеши­вания моста. Если мост не уравновешен, напряжение измерительной диагонали усиливается и подается на реверсивный двигатель РД. Вал двигателя через редуктор соединен с движком реохорда и перемещает его так, чтобы напряжение разбаланса уменьшалось. Перемещение про­должается до тех пор, пока мост не будет уравновешен. В автоматиче­ских мостах движок реохорда связан с отсчетным устройством, с за­писывающим устройством, регистрирующим текущие значения темпе­ратуры на диаграммной бумаге, с устройством регулирования темпе­ратуры, а также с устройством дистанционной передачи показаний. Погрешность автоматических мостов аналогична погрешности авто­матических потенциометров.

ермометр сопротивления может подключиться к мосту с помощью двух- или трехпроводного кабеля. Двухпроводный кабель дешевле, однако при его использовании сопротивления обоих проводов вклю­чаются последовательно с термометром в одно плечо. Токоведущие жилы кабеля выполнены из медного провода: при изменении темпера­туры их сопротивление изменяется, что вносит погрешность в изме­

0

рение. Двухпроводный кабель используется в тех случаях, когда его тем­пература постоянна и погрешность, обусловленная ее изменением, не­значительна.

При включении термометра по трехпроводной схеме (рис. 4.43) по одной жиле кабеля к термометру подводится напряжение питания. К пле­чам моста термометр подсоединяется с помошью двух других жил, включенных в смежные плечи моста. Одинаковые изменения их сопро­тивлений практически на разбалансируют мост. Таким образом, исклю­чается погрешность, которая могла бы быть при изменении температу­ры кабеля.

В качестве вторичных приборов для термометров сопротивления в промышленности применяются также логометрические приборы.

Сопротивление терморезистора определяется его температурой. Последняя зависит не только от температуры окружающей среды, но и от проходящего по нему тока. Перегрев медного термометра током не должен превышать 0,4 °С, а платинового — ОД °С. Для этого ток

не должен превосходить 10—15 мА.

Полупроводниковые терморезисторы. Чувствительный элемент по­лупроводникового терморезистора — термистора — изготавливается из окислов различных металлов: меди, кобальта, магния, марганца и др. Размолотые в мелкий порошок компоненты прессуются и спека­ются в виде столбика, шарика или шайбы. В надлежащих местах напы­ляются электроды и подпаиваются выводы из медной проволоки. Для предохранения от атмосферных воздействий чувствительный эле­мент термистора покрывают защитной краской, помещают в гермети­зирующий металлический корпус или запаивают в стекло.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
2,91 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее