ЛПЭМ 2 (1094298), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

f = . (8.4)

Использование этого метода позволяет повысить точность измерения, его помехозащищённость, упростить кондуктометр, легко осуществить связь с микро-процессором и т.п.

8.1. Лабораторный частотный кондуктометр

ЛК-01

Автоматический частотный кондуктометр ЛК-01 предназначен для измерения УЭП водных и неводных растворов кислот, щелочей и солей. Кондуктометр может быть использован при контроле сточных вод, при химической водоочистке в энергетике, химической про-мышленности и других отраслях народного хозяйства.

Автоматический частотный кондуктометр имеет следующие технические характеристики:

- диапазон измерения УЭП, См/м 110^-6 - 110^-2

- индикация показаний прибора цифровая

- температура измеряемой среды, ^оС 1 – 80

- напряжение питания от батареи типа “Крона”, В 9

- относительная погрешность, %, не более  1

- первичный преобразователь – двухэлектродный, проточно-погрузочного типа с постоянной 0,01м^-1

- габаритные размеры, мм, не более:

измерительного преобразователя

первичного измерительного

преобразователя

- масса, кг, не более:

измерительного преобразователя 0,2

первичного измерительного

преобразователя 0,1

8.2. Устройство и работа кондуктометра

Внешний вид кондуктометра ЛК-01 приведён на рис. 8.1.

Рис. 8.1 Внешний вид кондуктометра ЛК – 01:

1 – кондуктометр; 2– датчик; 3 – клавиша «ИЗМЕРЕ-НИЕ»; 4 – клавиша «КОНТРОЛЬ БАТАРЕИ ПИТА-НИЯ»; 5 – цифровой дисплей

Структурная схема кондуктометра ЛК-01 приведена на рис. 8.2.

1

3

4

5

6

7

2

8

Рис. 8.2. Структурная схема кондуктометра:

1 – ПИП УЭП; 2 – ПИП температуры; 3 – преобразо-ватель УЭП – частота; 4 – преобразователь частота – напряжение; 5 – масштабный усилитель; 6 – согласующее устройство; 7 – цифровой индикатор; 8 – блок питания

Двухэлектродный ПИП УЭП 1 является частотно-задающим узлом преобразователя УЭП – частота 3, к которому для осуществления термокомпенсации также подключён ПИП температуры 2. Далее частотный сигнал превращается преобразователем частота – напряжение в аналоговый, который подаётся на масштабный усилитель 5, откуда через согласующее устройство 6 поступает на цифровой индикатор (дисплей) 7. Питание схемы осуществляется от батареи типа «Крона» 8.

Рассмотрим работу кондуктометра более подробно. Двухэлектродный датчик подключён к конденсатору С, образуя частотно – задающую цепочку преобразователя УЭП - частота. Этот преобразователь собран на операционном усилителе и транзисторах, а к его выходу подключён формирователь импульсов положительной полярности. Стабилизированные по амплитуде импульсы с частотой следования, пропорциональной УЭП анализируемой среды, через ёмкость поступают на вход преобразователя частота – напряжение. После преобра-зователя стоит фильтр низкой частоты, который выделяет постоянный аналоговый сигнал без переменной составляющей, поступающий на вход АЦП и далее на цифровой индикатор.

Кондуктометр снабжён контактным двухэлектрод-ным датчиком (рис. 8.3), который состоит из чувствительного элемента УЭП и резистора термоком-пенсации.

Чувствительный элемент УЭП выполнен в виде двух металлических электродов 1, разделённых изолятором – фторопластовой трубкой 2 и закреплённых на специаль-ном основании 3, установленных на металлической трубке 4. На это же основание 3 навинчены пластмассовые элементы корпуса – чехол 5 и колпак 6, который по завершении монтажа заливают эпоксидной смолой.

1 5 4 3 6

8 7 2

Рис. 8.3. Конструкция первичного измерительного преобразователя:

1 – электроды; 2 – изолятор; 3 – основание; 4 – трубка; 5 – чехол; 6 – колпак; 7 – терморезистор; 8 – втулка

В качестве чувствительного элемента температуры используют стандартный терморезистор типа МКМТ-16, который устанавливают во втулке 8 у основания трубки 4 и также заливают эпоксидной смолой. Выводы от электродов и терморезистора выполняют монтажным проводом и через кабель подсоединяют к измерительному преобразователю.

8.3. Цель работы

Целью работы является изучение устройства, приобретение навыков работы и определение метроло-гических характеристик автоматического частотного кон-дуктометра ЛК – 01, а также определение УЭП различных вод.

Приборы и оборудование для проведения работы

1. Автоматический частотный кондуктометр.

2. Магазин сопротивлений Р-4830.

3. Набор растворов KCl с различной УЭП.

4. Термометр стеклянный, диапазон измерения 0 – 100 ^оС, цена деления 0,1 ^оС.

8.4. Порядок выполнения работы

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 8. 4.

1

2

Рис. 8.4. Блок-схема экспериментальной установки:

1 – магазин сопротивлений Р-4830; 2 – кондуктометр

Меры безопасности

При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе на электроустановках.

Задание 1.

Определить зависимость показаний кондуктометра от сопротивления датчика.

Выполнение опыта.

Вместо датчика подключите ко входу кондуктометра магазин сопротивления Р-4830 и включите кондуктометр. Изменяя сопротивления на магазине сопротивления Р-4830 через 10 Ом в диапазоне Ом, через 20 Ом в диапазоне Ом, через 50 Ом в диапазоне Ом, через 100 Ом в диапазоне Ом, через 500 Ом в диапазоне Ом и через 1000 Ом в диапазоне Ом, снимите показания кондуктометра.

Результаты измерений занесите в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Результаты измерений

Задание 2.

Построить зависимость показаний кондуктометра от величины сопротивления ячейки æ = f(R).

Выполнение опыта.

Постройте зависимость показаний кондуктометра от величины сопротивления его датчика, т.е. зависимость æ = f(R).

Статическая характеристика кондуктометра должна отвечать следующим условиям (см. гл. 2):

- должна быть обеспечена однозначная зависимость æ от ;

- показания кондуктометра должны находится в диапа-зоне от 0 до 10010^-2 См/м;

- зависимость æ от должна иметь гиперболический характер (см. выражение 8.1) .

Руководствуясь этими условиями, выберите участок, соответствующий статической характеристике. Иссле-дуйте, если это необходимо, эту статическую характерис-тику более подробно.

Постройте статическую характеристику кондукто-метра æ = f(R).

Задание 3.

Вычислить постоянную ячейки А.

Выполнение опыта.

Вычислите значение постоянной ячейки А для трёх точек, соответствующих 20, 50 и 80 % диапазона измерений по формуле (8.1).

Постоянную датчика рассчитайте по трём измерениям путём определения её среднего значения

. (8.5)

Задание 4.

Построить статическую характеристику кондуктомет-ра æ = f(æ_вх).

Выполнение опыта.

Пользуясь вычисленным значением постоянной ячейки А, переведите соответствующие значения сопротивления датчика в УЭП æ_вх и постройте статическую характеристику æ = f(æ_вх).

Задание 5.

Определить метрологические характеристики кондук-тометра ЛК-01.

Выполнение опыта.

Воспользовавшись результатами экспериментов, определите:

- диапазон входных величин;

- диапазон выходных величин;

- чувствительность кондуктометра;

- максимальную абсолютная погрешность;

- максимальную относительную погрешность;

- максимальную приведённую погрешность;

- класс точности прибора.

Задание 6.

Получить массив данных выходного сигнала æ в одной точке диапазона измерений .

Выполнение опыта.

Проведите 25 измерений выходного сигнала æ кондуктометра в одной точке диапазона измерений (по заданию преподавателя), приближаясь к ней со стороны больших и меньших значений сопротивлений .

Рассчитайте оценки математического ожидания, дисперсии и СКО, запишите полученные данные в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Расчёт оценок математического ожидания , дисперсии D и СКО

Задание 7.

Определить УЭП питьевой и промышленной воды из разных источников.

Выполнение опыта.

Подключите к кондуктометру датчик и измерьте УЭП воды из разных источников.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы