Порядок выполнения лабораторной работы
Часть 1. Поверка потенциометра
Основное окно лабораторной работы для этого эксперимента показано на рисунке 2.15.
После его появления необходимо проделать следующие действия:
- выбрать опыт № 1 (клавиша "Опыт 1");
- выбрать вид термопары (список в правой части рабочего окна «Вид термопары»);
- выбрать предел измерений (список в правой части рабочего окна «Предел измерений»);
- включить потенциометр в сеть (клавиша "Сеть" на панели "питание потенциометра");
- при прямом ходе установить эталонное значение напряжения с помощью ручек управления магазином сопротивления (ручки переключателей с номиналами от 100 до 0,1 мВ);
- нажать на клавишу «Грубо», с помощью ручек управления магазином сопротивления подобрать значение напряжения таким образом, чтобы значение гальванометра установилось на «0»; нажать на клавишу «Точно» и повторить уравновешивание;
- еще раз нажать на клавишу «Грубо»;
- зафиксировать подобранное значение напряжения в таблице (клавиша "Зафиксировать").
При обратном ходе действия производятся в том же порядке и при тех же значениях напряжения, как при прямом.
Результаты измерений переносятся в отчет и используются в дальнейших расчетах.
Часть 2. Снятие кривой переходного процесса термопары
Основное окно лабораторной работы для этого эксперимента показано на рисунке 2.16.
Рисунок 2.15 - Основное окно лабораторной работы для поверки
потенциометра
Рисунок 2.16 - Основное окно лабораторной работы для снятия кривой
переходного процесса термопары
После его появления необходимо проделать следующие действия:
- выбрать опыт № 2 (клавиша "Опыт 2");
- установить регулятор температуры на температуру Т = 80 ºС (переключатель "Регулятор температуры");
- нагреть муфельную печь до установленной температуры (клавиша "Выкл.");
- установить термопару в печь (клавиша "Вставить термопару");
- наблюдать за процессом нагрева термопары;
- записать результаты измерений в таблицу в отчете для построения кривой переходного процесса термопары.
Методические указания к выполнению работы
К части 1
Вид термопары, предел измерения и шаг изменения температуры задается преподавателем. Эталонное значение термоЭДС берется из градуировочной таблицы для заданного вида термопары (таблицы 2.8– 2.9).
Для начала поверки в обратном ходе необходимо последнее значение прямого хода повторить еще раз – оно будет начальным значением в обратном ходе.
Полученные данные заносятся в таблицу 2.6.
Таблица 2.6 – Результаты поверки автоматического потенциометра
| Поверяемое значение измеряемой величины, 0С | Эталонное значение термоЭДС Е, мВ | Экспериментально подобранное значение термоЭДС Еэ, мВ | Погрешность поверяемого прибора | |||
| прямой ход | обратный ход | абсолютная Δ, мВ | приведенная γ, % | |||
| прямой ход | обратный ход | |||||
Абсолютная и приведенная погрешности определяются по формулам
Приведенная погрешность определяется для максимального по модулю значения абсолютной погрешности.
В выводах необходимо указать, какому классу точности соответствует исследованный автоматический потенциометр.
К части 2
Результаты эксперимента заносятся в таблицу 2.7.
Таблица 2.7 – Результаты определения переходного процесса термопары
| t, сек | … | |||
| T, 0С |
По полученной характеристике необходимо рассчитать значение постоянной времени Т (это время, за которое выходной сигнал достиг бы нового установившегося значения, если бы изменялся с постоянной скоростью, равной начальному значению). Обычно за Т принимают время, за которое выходная величина y достигает уровня y = 0.632y0, где у0 – установившееся значение выходной величины.
Требования к отчету. Отчет должен содержать:
- цель работы;
- рисунок 2.5;
- таблицы 2.6 и 2.7 с результатами экспериментов;
- результаты расчетов;
- кривую переходного процесса термопары и значение постоянной времени Т ;
- выводы по работе.
Справочные данные
В таблицах 2.8 и 2.9 приведены градуировочные данные для используемых в лабораторных работах типов термопар, а в таблицах 2.10 – 2.12 - термосопротивлений.
Таблица 2.8 – Градуировка термопары типа ТХК
| Температура рабочего конца | Десятки градусов Цельсия | |||||||||
| Сотни градусов Цельсия | ТермоЭДС, мВ | |||||||||
| 0,65 | 1,31 | 1,98 | 2,66 | 3,35 | 4,05 | 4,76 | 5,48 | 6,18 | ||
| 6,95 | 7,69 | 8,43 | 9,18 | 9,93 | 10,69 | 11,46 | 12,24 | 13,03 | 13,84 | |
| 14,66 | 15,48 | 16,30 | 17,12 | 17,95 | 18,77 | 19,60 | 20,43 | 21,25 | 22,08 | |
| 22,91 | 23,75 | 24,60 | 25,45 | 26,31 | 27,16 | 28,02 | 28,89 | 29,76 | 30,62 | |
| 31,49 | 32,35 | 33,22 | 34,08 | 34,95 | 35,82 | 36,68 | 37,55 | 38,42 | 39,29 | |
| 40,16 | 41,03 | 41,91 | 42,79 | 43,68 | 44,56 | 45,45 | 46,34 | 47,23 | 48,12 | |
| 49,02 | 49,90 | 40,78 | 51,66 | 52,53 | 53,41 | 54,28 | 55,15 | 56,03 | 56,90 | |
| 57,77 | 58,64 | 59,51 | 60,37 | 61,24 | 62,11 | 62,97 | 63,83 | 64,70 | 65,56 | |
| 66,42 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Таблица 2.9 – Градуировка термопары типа ТХА
| Температура рабочего конца | Десятки градусов Цельсия | |||||||||
| Сотни градусов Цельсия | ТермоЭДС, мВ | |||||||||
| 0,397 | 0,798 | 1,203 | 1,612 | 2,023 | 2,436 | 2,851 | 3,267 | 3,682 | ||
| 4,096 | 4,509 | 4,92 | 5,328 | 5,735 | 6,138 | 6,54 | 6,941 | 7,34 | 7,739 | |
| 8,138 | 8,539 | 8,94 | 9,343 | 9,747 | 10,15 | 10,56 | 10,97 | 11,38 | 11,79 | |
| 12,21 | 12,62 | 13,04 | 13,48 | 13,87 | 14,29 | 14,71 | 15,13 | 15,55 | 15,98 | |
| 16,4 | 16,82 | 17,24 | 17,67 | 18,09 | 18,52 | 18,94 | 19,37 | 19,79 | 20,22 | |
| 20,64 | 21,07 | 21,5 | 21,92 | 22,35 | 22,78 | 23,2 | 23,63 | 24,06 | 24,48 | |
| 24,91 | 25,33 | 25,76 | 26,18 | 26,6 | 27,03 | 27,45 | 27,87 | 28,29 | 28,71 | |
| 29,13 | 29,55 | 29,97 | 30,38 | 30,8 | 31,23 | 31,63 | 32,04 | 32,45 | 2,87 | |
| 32,28 | 33,69 | 34,09 | 34,5 | 34,91 | 35,31 | 35,72 | 36,12 | 36,52 | 36,93 |
Таблица 2.10 – Градуировочная таблица терморезистора ТСМ (R0 = 53 Ом)
| Температура | Десятки градусов Цельсия | |||||||||
| Сотни градусов Цельсия | Сопротивление, Ом | |||||||||
| 53,00 | 55,26 | 57,52 | 59,77 | 62,03 | 64,29 | 66,55 | 68,81 | 71,06 | 73,32 | |
| 75,58 | 77,84 | 80,09 | 82,35 | 84,61 | 86,87 | 89,13 | 91,38 | 93,64 |
Таблица 2.11 – Градуировочная таблица терморезистора ТСМ (R0 = 100 Ом)
| Температура | Десятки градусов Цельсия | |||||||||
| Сотни градусов Цельсия | Сопротивление, Ом | |||||||||
| 104,3 | 108,5 | 112,8 | 117,1 | 121,3 | 125,6 | 129,8 | 134,1 | 138,4 | ||
| 142,6 | 146,9 | 151,1 | 155,4 | 159,7 | 163,9 | 168,2 | 172,5 | 176,7 |
Таблица 2.12 – Градуировочная таблица терморезистора ТСП (R0 = 50 Ом)
| Температура | Десятки градусов Цельсия | |||||||||
| Сотни градусов Цельсия | Сопротивление, Ом | |||||||||
| 51,95 | 53,9 | 55,84 | 57,77 | 59,7 | 61,62 | 63,54 | 65,45 | 67,35 | ||
| 69,25 | 71,15 | 73,03 | 74,92 | 76,79 | 78,66 | 80,53 | 82,39 | 84,24 | 86,09 | |
| 87,93 | 89,76 | 91,59 | 93,42 | 95,24 | 97,05 | 98,86 | 100,7 | 102,5 | 104,2 | |
| 107,8 | 109,6 | 111,3 | 113,1 | 114,9 | 116,6 | 118,4 | 121,8 | |||
| 123,5 | 125,3 | 128,7 | 130,4 | 132,1 | 133,8 | 135,5 | 137,1 | 138,8 | ||
| 140,5 | 142,2 | 143,8 | 135,5 | 137,1 | 148,7 | 150,4 | 153,6 | 155,2 | ||
| 156,9 | 158,5 | 161,7 | 163,2 | 164,8 | 166,4 | 169,5 | 171,1 |
Контрольные вопросы к разделу 2
В чем заключается термоэлектрический эффект?
Как изменится термоЭДС при включении в цепь термопары третьего проводника?
Как изменится термоЭДС термопары при уменьшении или увеличении температуры холодных спаев?
Для чего вводится поправка к измеренной термоЭДС термопары при отклонении температуры холодных спаев от 0°С?
Какие материалы используют при изготовлении электродов термоэлектрических термометров?
С какой целью используют термоэлектродные удлиняющие провода?
Как определяются статические характеристики термоэлектрических преобразователей?
Что такое градуировочные таблицы термопар?
Какие способы компенсации температур холодных спаев Вы знаете?.
Что такое статическая характеристика термопар?
Какие материалы используются для изготовления терморезисторов?
Каков физический смысл температурного коэффициента сопротивления?
Как работает мостовая измерительная схема?
Почему наибольшее распространение получили трехпроводные автоматические мосты?