Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 13

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

Текст из файла (страница 13)

Динамические свойства термоэлектрических термометров и термометров сопротивления по ГОСТ 6616-74 и ГОСТ 6651-59 характеризуют показателем тепловой инерции е , который часто называют постоянной времени термометра. Этот показатель фактически представляет собой постоянную времени экспоненцнальной переходной характеристики термометра.

Определение показателя тепловой инерции е производится по методике, приведенной в ГОСТ 6616-74 и ГОСТ 6651-59. Следует учитывать, что эти динамические параметры дают весьма ограниченную информацию о динамических свойствах средств измерений и каждый из них в отдельности не является достаточным критерием нормирования нх динамических свойств. 1-7, Оценка и учет погрешностей при технических измерениях Под техническими измерениями практически постоянных величин, широко применяемыми в промышленности и в лабораторных условиях, понимаются измерения, выполняемые однократно с помощью рабочих (технических или повышенной точности) средств измерений, градуированных в соответствующих единицах. При выполнении прямых технических измерений однократный отсчет показаний по шкале илн диаграмме измерительного прибора принимается за окончательный результат измерения данной величины.

Точность результата прямого измерения при применении измерительного показывающего прибора прямого действия может быть оценена приближенной максимальной (или предельной) погрешностью, определяемой по формуле Ь„=+ (6+б,„+5„), (1-7-1) где 6 — пределы допускаемой основной погрешности применяемого измерительного прибора, '.4 нормирующего значения измеряемой величины; 6„ — методическая погрешность, '/„значения измеряемой величины; 5„„ — изменение показаний данного прибора (% нормирующего значения измеряемой величины), вызванное отклонением влияющих величин за пределы, установленные для нормальных значений или для нормальной области значений, согласно формуле здесь б„„, — изменение показаний прибора, вызванное отклонением 1-й влияющей величины, %, При выполнении технических излгерений случайные погрешности в большинстве случаев не являются определяющими точность измерения и поэтому отпадает необходимость многократных измерений и вычисления среднего арифметического значения измеряемой величины, так как в пределах допускаемых погрешностей рабочих средств измерений результаты отдельных измерений будут совпадать.

Следует также отметить, что технические измерения позволяют выполнять измерения различных величин с наименьшей затратой средств и сил, в накболее короткий срок и с достаточной точностью. Для пояснения сказанного выше рассмотрим наиболее простой случай измерения температуры среды с помощью ртутного термо. метра.

П р им е р. Лля измерения температуры используется ртутный термометр повышенной точности с диапазоном измерения 0 — 50'С и ценой деления 0,1'С (см. 4 3-1). Пределы допускаемой основной погрешности этого термометра составляют + 0,2'С. При поверке этого термометра в водяном термостате при температуре 40,00'С, контролируемой образцовым термометром, поверяемый термометр показывает 40,10'С. Прв этой температуре поверяемый термометр имеет систематическую погрешность, равную 40,10 — 40,00 =- +0,10'С. Зга погрешность не превышает предела допускаемой основной погрешности. Если у поверяемого термометра при других температурах в указанном диапазоне измерений систематическая погрешность также не будет превышать предела допускаемой основной погрешности, то поверочное учреждение этот термометр снабдит клеймом и свидетельством с поправками.

При технических измерениях с помощью этого термометра, если отсутствуют погрешности, обусловленные условиями измерения, точность результатов однократных измерений оценивается пределамн допускаемой основной погрешности, т. е. -+ 0,2'С. Если при измерении температуры такая точность не удовлетворяет, то следует производить многократные нзмерения, вычислять среднее арифметическое значение измеряемой величины. Для исключения инструментальной погрешности необходимо в результат измерения авеста поправку на основании данных свидетельства, выданного говерочным учреждением. В этом слу ~аз неточность измерения оценивается среднсй квадратической погрешностью. По литературным данным средняя квадратическая погрешность для таких термометров составляет.+-0,02'С.

Прн технических измерениях зта погрешность не будет являться определяющей. При применении ртутных термометровширокого применения (см. $ 3-1) точность измерений характеризуется только пределом допускаемой основной погрешности (если отсутствуют погрешности, обусловленные условиями измерения), так как эти термометры поправками не снабжактся. Оценка точности результатов измерений различных величин при применении измерительных систем, состоящих из нескольких средств измерений, рассматривается ниже, например, при измерении температуры (гл. 4). К техническим измерениям относятся также оперативный контРоль и сигнализация, например предупредителькая. Оперативный контроль, осуществляемый по показывающим измерительным прибоРам, преследует цель обеспечить непрерывное наблюдение за пара- ность результата косвенного измерения, %! (1-7-5) Такой способ определения максимальной погрешности результата измерения д, когда у является функцией более чем двух величин хь дает завышенное значение Лу или 6 .

Вероятность того, что все суммируемые погрешности величин х! (! =- 1 —: и) будут одного знака, например, равна 0,062 при и = 5 и 0,002 при а = 10. Вероятность же того, что погрешности прямых однократных измерений величин х„х„..., х„будут одного знака и одновременно будут иметь максимальные значения, практически равна нулю. Так как нельзя ожидать, что указанный выше неблагоприятный случай будет часто встречаться, пря оценке точности результата измерения целесообразно производить квадратичное суммирование по формуле Если непосредственно измеряемые величины являются по своей природе разнородными, то пользуются уравнением (1-7-7) Следует отметить, что вероятность максимальных или предельных погрешностей Лу н 6 результата косвенного измерения не может быть оценена с достаточной достоверностью.

Необходимо отметить, что при действующем способе нормирования метрологических характеристик средств измерений не представляегся возмогкн!,!м теоретически обосновано производить оценку погрешности измерений физических величин в реальных условиях эксплуатации. Математическое описание погрешностей средств измерений в соответствии с основнымн положениями ГОСТ 8.009-72Я позволяет теоретически обосновано и с необходимой достоверностью производить оценку погрешности сложных измерительных систем (571. Π— — — РАВЛВЛ ВТОРОЙ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ГЛАВА ВТОРАЯ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ ТЕМПЕРАТУР 2-1.

Основные сведения о температуре и температурных шкалах Температура является одним из важнейших параметров технологических процессов. Она обладает некоторыми принципиальными особенностями, что обусловливает необходимость применения большого количества методов и технических средств для ее измерения. Температура может быть определена как параметр теплового состояния. Значение этого параметра обусловливается средней кинетической энергией поступательного движения молекул данного тела. При соприкосновении двух тел, например газообразных, переход тепла от одного тела к другому будет происходить до тех пор, пока значения средней кинетической энергии поступательного движения молекул этих тел не будут равны. С изменением средней кинетической энергии движения молекул тела изменяется степень его нагретости, а вместе с тем изменяются также физические свойства тела.

При данной температуре кинетическая энергия каждой гггдельной молекулы тела может значительно отличаться от его средней кинетической энергии. Поэтому понятие температуры является статистическим и применимо только к телу, состоящему из достаточно большого числа молекул; в применении к отдельной молекуле оно бессмысленно. К пространству со значительно разреженной материей статистические законы неприменимы. Температура в этом случае определяется мощностью потоков лучистой энергии, пронизывающей тело, и равна температуре абсолютно черного тела с такой жемощностью излучения.

Известно, что с развитием науки и техники понятие «~температура» расширяется. Например, при исследованиях высокотемпературной плазмы было введено понятие «электронная температура», характеризующее поток электронов в плазме. Возможность измерять температуру термометром основывается на явлении теплового обмена между телами с различной степенью иагретости и на изменении термомегрических (физических) свойств веществ при нагревании.

Следовательно, для создания термометра и построения температурной шкалы, казалось бы, возможно выбрать любое термометрическое свойство, характеризующее состояние того нли иного вещества и на основании его изменений построить шкалу температур. Однако сделать такой выбор не так легко, так как тер- мометрическое свойство должно однозначно изменяться с изменением температуры, не зависеть от других факторов и допускать возможность измерения его изменений сравнительно простым и удобным способом. В действительности нет ни одного термометрического свойства, которое бы в полной мере могло удовлетворить этим требованиям во всем интервале измеряемых температур. Воспользуемся, например, для измерения температуры объемным расширением тел при нагревании и возьмем ртутный и спиртовой термометры обычного типа. Если шкалы их между точками, соответствующими температурам кипения воды и таяния льда прн нормальном атмосферном давлении, разделить на 100 равных частей (считая за 0 точку таяния льда), то очевидно, что показания обоих термометров — ртутного и спиртового — будут одинаковы в точках 0 и 100, потому что эти температурные точки были приняты за исходные для получения основного интервала шкалы.

Если этими термометрами будем измерять одинаковую температуру какой- либо среды не в этих точках, то показании их будут различны, так как коэффициенты объемного теплового расширения ртути и спирта различно зависят от температуры. В жидкостно-стеклянных термометрах, применяемых в настоящее время, не приходится сталкиваться с таким расхождением показаний, так как на всех современных термометрах нанесена единая Международная практическая температурная шкала, строящаяся по совершенно другому принципу (способ построения этой шкалы изложен ниже). Мы встретились бы с теми же затруднениями, если бы попытались осуществить температурную шкалу на основе какой-либо другой физической величины, например электрического сопротивления металлов и т.

д. Таким образом, измеряя температуру по шкале, построенной на произвольном допущении линейной зависимости между свойством термометрнческого тела и температурой, мы еще не достигаем однозначного численного измерения температур. Поэтому так измеренную температуру (т.

Характеристики

Список файлов домашнего задания