151719 (621898), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Схема пьезокристалла приведена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Схема пьезокристалла

2.3.2 Определяем диапазон измерения давления для заданных напряжений

Значения давлений определяем по формуле:

(2.5)

где S – площадь поверхности грани кристалла, м²; С_вх – емкость измерительной цепи, пФ; С₀ – емкость кристалла, пФ; n – число пластинок.

Емкость пьезокристалла определяем по соотношению

С₀ = 8,9S/h,

где h – толщина кристалла, м; = 4,5 – относительная диэлектрическая проницаемость.

С₀ = 8,94,5(0,015·0,018)/0,610^–3 = 0,0108110^–3 пФ.

Па

Па

2.3.3 Определяем систематическую погрешность от влияния внешних физических величин, в результате чего емкость измерительной цепи С_вх увеличится на 5 %

Па

Па

p_min = p_min – p_min=6090.90-6060.90=30.30 Па

p_max = p_max – p_max = 152272.72-151515.15=757.57 Па.

Таким образом, увеличение емкость измерительной цепи С_вх на 5 % приведет к возникновению мультипликативной систематической погрешности.

ЗАДАНИЕ 3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ РАСХОДА

3.1 Турбинный тахометрический расходомер с диаметром турбины d, постоянным коэффициентом эффективности k, наружным диаметром трубопровода D, количеством лопастей N, подключен к усилителю со встроенным вольтметром и имеет частоту вращения турбины от 0 до n_max, что соответствует изменению напряжения от 0 до U_max.

Требуется:

1. Изобразить схему турбинного тахометрического расходомера.

2. Определить шаг лопастей.

3. Определить диапазон измерения расхода жидкости.

4. Определить чувствительность прибора, В/(м³/ч).

5. Определить погрешность измерения расхода при допуске изготовления наружного диаметра трубопровода D^{+ 0, 2} мм.

Решение

Исходные данные сводим в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Диаметр турбины	d	60 мм
2. Диапазон измерения частоты вращения турбины	nmax nmin	1800 мин -1 350 мин -1
3. Наименьшее измеряемое напряжение	Umin	14 В
4. Диаметр трубопровода	D	80 мм
5. Коэффициент эффективности	k	0,70
6.Количество лопастей	N	8
7,Показания вольтметра	U	32 В
8.Класс точности вольтметра	-	2

3.1.1 Схема турбинного тахометрического расходомера

Схема турбинного тахометрического расходомера приведена на рис. 3.1.

3.1.2. Определяем шаг лопастей

В турбинном расходомере расход жидкости определяют по формуле

(3.1)

Рис. 3.1. Схема турбинного тахометрического расходомера

где l – шаг лопасти турбины, м.

Шаг лопастей определяем по формуле

(3.2)

Нижний предел измерения расхода жидкости определяем по формуле

(3.3)

м³/мин =3,54 м³/ч

Нижний предел измерения расхода жидкости определяем по формуле

(3.4)

м³/мин =18,2 м³/ч

3.1.3 Определение частоты вращения и расхода по показанию вольтметра

Расход, соответствующий показанию вольтметра, можно определить по формуле

Q=CU (3.5)

где С – цена деления вольтметра, м³/(В·ч)

С=2,4/14=0,171 м³/(В·ч)

При показании вольтметра U=32 В расход следующий:

Q=0,171·32=5,472 м³/ч.

Частоту вращения, соответствующую показанию вольтметра, можно определить по формуле

, (3.6)

Где U_max –показание вольтметра, соответствующее наибольшему расходу, В: при Q_max =18,2 м³/ч из формулы (3,4) U_max = 160,8 В.

527,79 мин^-1

3.1.4 Определение абсолютной погрешности измерения расхода по классу точности вольтметра

(3.7)

где γ – приведенная погрешность вольтметра, %; X_N - нормирующее значение, В: в нашем случае, т.к. U_max =160,8 В принимаем,что верхний предел измерения вольтметра 170В, т.е. Х_N =170 В

Абсолютная погрешность измерения расхода с учетом цены деления вольтметра

Δ_Q=2,55·0,171=0,436 м³

3.1.5 Определяем погрешность измерения расхода при допуске изготовления наружного диаметра трубопровода D^{+ 0, 2} мм.

Расход на верхнем пределе измерений с увеличенным диаметром определяем по формуле

Q’_min м³/мин =18,31 м³/ч

Погрешность измерений составит

= Q_max – Q_max

=18.31-18,2=0.11 м³/ч

3.1.6 Определение суммарной погрешности измерения расхода

Суммарную погрешность измерения с учетом погрешности вольтметра и изготовления наружного диаметра трубопровода определяем по формуле

, (3.8)

где k – поправочный коэффициент, зависящий от числа слагаемых n, их соотношения и доверительной вероятности при P_д: в нашем случае при n=2, P_д=0,95 принимаем k= 1,1[5].

м³/ч

Тогда результат измерения при показаниях вольтметра U=32 В запишем так:

Q = (6,53±0,26)

3.2 Измерение расхода с помощью индукционного расходомера

Индукционный расходомер установлен на трубопроводе внутренним диаметром d, наружным диаметром D, при его градуировке верхнему пределу измерений расхода Q_max соответствует ЭДС Е_max.

Требуется:

1. Изобразить схему индукционного расходомера.

2. Определить расход при показании вольтметра U.

3. Определить абсолютную погрешность измерения расхода по классу точности вольтметра.

4. Определить погрешность измерения расхода ΔQ, если сопротивление жидкости между электродами R.

5. Записать результат измерения расхода Q.

Решение

Исходные данные сводим в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Внутренний диаметр трубопровода, мм	d	145 мм
2. Наружный диаметр трубопровода, мм	D	150 мм
3. Верхний предел измерения, м3/ч	Qmax	750
4. Наибольшее ЭДС, В	Еmax	8,5
5.Класс точности вольтметра		0,1
6.Внутреннее сопротивление вольтметра, кОм	Rv	1,1
7.Сопротивление жидкости между электродами, Ом	R	1,2
8.Показания вольтметра, В	U	5

3.2.1 Схема индукционного расходомера

Схема турбинного тахометрического расходомера приведена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема индукционного расходомера

3.2.2 Определение расхода по показанию вольтметра

Расход, соответствующий показанию вольтметра можно определить по формуле

Q=CU (3.1)

где С – цена деления вольтметра, м³/(В·ч)

С=6/4=1,5 м³/(В·ч)

При показании вольтметра U=5 В расход следующий:

Q=1,5·5=7,5 м³/ч

3.2.3 Определение абсолютной погрешности измерения расхода по классу точности вольтметра

Абсолютная погрешность вольтметра класса точности 0,2 определяем по формуле

(3.2)

где γ – приведенная погрешность вольтметра, %; X_N - нормирующее значение, В.

Абсолютная погрешность измерения расхода с учетом цены деления вольтметра

Δ_Q=0,02·1,5=0,03 м³/ч

При расходе топлива Q=2,4 В относительная погрешность измерений составит

%

3.2.4 Определяем погрешность измерения расхода от сопротивления жидкости между электродами

Так как вольтметр подключается параллельно измерительной цене расходомера, то

(3.3)

Поэтому при показании вольтметра U=5 В значение ЭДС в измерительной обмотке

В

Расход топлива соответствующий Е=4,99 В определяем по эмпирической формуле

(3.4)

где В – магнитная индукция между полюсами магнита, Тл; S – площадь поперечного сечения трубопровода, м².

Создаваемая цепью магнитная индукция – величина постоянная, её можно определить при наибольших показаниях расходомера:

(3.5)

Подставив полученное значение магнитной индукции в формулу, определим реальный расход топлива с учетом сопротивления жидкости между электродами

Абсолютная погрешность измерений расхода составит

= Q – Q’ (3.6)

=2,4-2,41=0,01 м³/ч

Результат измерения с учетом сопротивления жидкости между электродами и погрешность вольтметра запишем так:

Q=(2,14±0,03) м³/ч

ЗАДАНИЕ 4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА, ВЛАЖНОСТИ И СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ

4.1 Для определения влажности воздуха используется мостовая схема с термосопротивлениями, измеряющими температуру сухого и влажного воздуха. При температуре сухого термометра Т_с равновесие моста происходит при добавлении переменного сопротивления R_x.

Требуется:

1. Изобразить схему мостового психрометра.

2. Определить относительную влажность воздуха.

3. Определить погрешность измерения влажности при наличии погрешности измерения термосопротивления в пределах заданного класса.

Решение

Исходные данные сводим в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Температура сухого термометра Тс,	Тс	14 °С
2. Класс допуска ТС	В	-
3. Величина переменного сопротивления Rx,	Rx	25 Ом
4. Тип термосопротивления	ТСМ 100	-

4.1.1 Схема мостового психрометра

Схема мостового психрометра приведена на рис. 4.1.

4.1.2 Определяем относительную влажность воздуха

Характеристики

Список файлов курсовой работы