Приступите к выполнению заданий лабораторной работы. Задание 1. Опытное определение функции преобразования термистора

Задание 1. Опытное определение функции преобразования термистора

a. Включите цифровой термометр и цифровой мультиметр, установив последний в режим измерения сопротивления.

Убедитесь, что имена файлов для записи данных введены правильно.

На водяном термостате установите в соответствии с указаниями преподава­теля максимальную температуру нагрева.

Включите термостат и наблюдайте за процессами его нагрева и остывания. При нагреве сопротивление термистора падает, а при остывании - растет. Дожди­тесь окончания этих процессов. Все полученные данные измерений будут сохра­нены в файлах.

Задание 2. Обработка экспериментальных данных

Обработка экспериментальных данных, сохраненных в файлах, производится в лабораторном журнале средствами MS Excel.

a) На листе Нагрев лабораторного журнала в ячейки столбцов Температура в термостате t, град. C и Измеренное значение сопротивления термистора R_tэксп+, Ом (см. табл. 4.1.1) поместите данные двумерного массива, считанного из файла a+.txt.

b) Заполните следующие два столбца указанной таблицы, перейдя к темпера­турной шкале Кельвина Т = t ⁰C + 273 ⁰C и найдя обратные значения 1/Т, по­стройте экспериментальную зависимость сопротивления термистора от обратно­го значения температуры 1/Т при нагреве водяного термостата.

c) Постройте на той же диаграмме зависимость вида R_tm= A₊ * exp(B₊ * x), где x = 1/T, используя пункт меню Диаграмма/Добавить линию тренда.

d) Определите по полученным данным параметры функции преобразования А+ и В+ термистора. Для этого среди параметров линии тренда выделите галочкой пункт Показывать уравнение на диаграмме, тогда на диаграмме появится уравне­ние модели.

e) В соответствии с полученным уравнением модели заполните последний столбец таблицы Посчитанное по математической модели значение сопротивле­ния термистора R_tm+, Ом.

f) Постройте на другой диаграмме зависимости R_tэксп и R_tm+ от температуры t ⁰C.

g) На листе Остывание лабораторного журнала в ячейки столбцов Температу­ра в термостате t, град. C и Измеренное значение сопротивления термистора R_tэксп-, Ом (см. табл. 4.1.2) поместите данные двумерного массива, считанного из файла a-.txt.

h) Аналогично п. b заполните следующие два столбца указанной таблицы и постройте экспериментальную зависимость сопротивления термистора от об­ратного значения температуры 1/Т при остывании водяного термостата, где Т = t ⁰C + 273 oC - абсолютная температура.

i) Постройте на той же диаграмме зависимость вида R_tm- = A_ * exp(B_ * x), где x = 1/T, используя пункт меню Диаграмма/Добавить линию тренда. Считайте со­храненный файл на отдельный лист MS Excel и изучите полученные данные.

j) Определите по полученным данным параметры функции преобразования А_ и В_ термистора.

k) Постройте на одной диаграмме зависимости R_tэксп и R_tm- от температуры t ⁰C.

l) Определите максимальную и минимальную чувствительности термистора.

m) Определите максимальную и минимальную относительные погрешности измерения температуры, полагая, что измерение сопротивления производится с погрешностью, лежащей в пределах ±0,1 Ом.

n) Сформулируйте и запишите в отчет выводы о проделанной работе.

o) Сохраните результаты.

p) После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и, при необ­ходимости, выключите компьютер

Оформление отчета.

Отчет должен содержать:

· сведения о цели и порядке выполнения работы;

· сведения об использованных методах измерений;

· сведения о характеристиках использованных средств измерений;

· необходимые электрические схемы;

· данные расчетов, проводившихся при выборе средств и диапазонов измере­ний, при выполнении соответствующих пунктов задания;

· экспериментальные данные;

· полностью заполненные таблицы отчета (см. табл. 4.1.1 и табл. 4.1.2), а так­же примеры расчетов, выполнявшихся при заполнении таблицы;

· графики и диаграммы;

· анализ полученных результатов и выводы об особенностях и качестве про­веденных измерений и в целом по результатам проделанной работы.

Контрольные вопросы.

1. Какие физические явления лежат в основе функционирования терморезисторов?

2. Какие материалы используются при изготовлении терморезисторов?

3. Какова конструкция металлического терморезистора?

4. Как устроены полупроводниковые терморезисторы (термисторы)?

5. Каковы функции преобразования металлического и полупроводникового тер­морезистора?

6. Когда и для каких целей используется трехпроводная схема подключения тер­морезистора?

7. Почему в случае применения полупроводникового терморезистора (термисто­ра) нет необходимости использовать трехпроводную схему?

8. Каковы достоинства и недостатки медного терморезистора?

9. Каковы достоинства и недостатки термистора?

10. В каких случаях необходимо использовать платиновые терморезисторы?

11. Какие из терморезисторов отличаются высокой чувствительностью?

Используемая литература

1. Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В., Папуловский В. Ф. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий / под ред. В. К. Батоврина. - М.: ДМК Пресс, 2009. - 224 с.