Приборы для измерения температуры, работающие в комплекте с термометром сопротивления.
Цель работы:
Изучение принципа действия, устройства и технических характеристик:
электронного автоматического моста типа МСР1-01;
автоматического моста типа КВМ1-513И;
полуавтоматического потенциометра Р368;
логометра типа ЛПр-53.
С помощью перечисленных приборов произвести измерение температуры в печи и вычислить в каждом случае возможную погрешность прибора.
| В |
| Rт |
| R3 |
| R2 |
| R1 |
| Rл |
| Rш |
| У |
| Rр |
| Rп |
| Rл |
| ~6.3 В |
| Рис. 1. Принципиальная схема МСР1-01 |
1.1 Краткие теоретические сведения
Описание приборов:
1. Электронный автоматический мост МСР1-01. (Рис. 1)
R1, R2, R3 – сопротивления плеч моста;
RР – сопротивление реохода;
RШ – шунт реохода, служит для подгонки сопротивления к стандартной величине 90 Ом;
RП– сопротивление, служащее для подгонки реохода до величины соответствующей данному пределу измерения;
RТ – термометр сопротивления.
При изменении температуры меняется сопротивление RT, равновесие моста нарушается. В измерительной диагонали АВ моста появляется напряжение, которое усиливается электронным усилителем У до величины достаточной для приведения в действие реверсного двигателя РД–09. Ротор двигателя, вращаясь, будет перемещать движок В по реоходу до момента наступления равновесия моста. Каждому значению измеряемой температуры соответствует определенная величина сопротивления термометра, а, следовательно, и определенное положение движка реохода и связанного с ним указателя пером.
Основные технические характеристики моста МСР1-01:
1. основная погрешность показаний прибора не превышает 0,5% от области измерения;
2. погрешность записи не превышает 1% от области измерения;
3. вариации показаний не превышает 0,5% от области измерения;
4. порог чувствительности приборов составляет не более 0,1% от области измерения;
5. погрешность срабатывания контактов позиционного регулирующего устройства не превышает 1% от области измерения;
6. время прохождения указателя с пером всей длинны шкалы, в зависимости от разновидности приборов, может иметь одно из следующих значений: 2,5 или 8 секунд.
2. Автоматический мост типа КВМ1-513И.
Основные технические характеристики моста КВМ1-513И:
1. автоматический уравновешивающий мост типа КВМ1-513И предназначен для измерения температуры и других величин, значения которых может быть преобразовано в постоянный ток;
2. основная погрешность показаний прибора при температуре окружающей среды 20 ± 5, и относительной влажности 30 – 80%не превышает 0,5% от области измерения;
3. вариации показаний не превышает для приборов класса 0,5 - 0,5% и для приборов класса 0.25 – 0,2% от области измерения;
4. изменение показаний приборов, вызванное изменением температуры окружающей среды (воздуха) не превышает 0,25%;
5. погрешность срабатывания контактов позиционного регулирующего устройства не превышает 1% от области измерения;
6. питание силовой схемы приборов осуществляется переменным током напряжением 127В и частотой 50 Гц;
7. время прохождения указателя с пером всей длинны шкалы, в зависимости от разновидности приборов, может иметь одно из следующих значений: 2,5 или 10 секунд;
8. градуировки вольтметров, амперметров, ваттметров на постоянном токе, а также для измерения токов, напряжений и сопротивлений.
3. Полуавтоматический потенциометр Р368.
Полуавтоматический потенциометр предназначен для поверки и градуировки вольтметров и ваттметров на постоянном токе, а также для измерения токов, напряжений и сопротивлений.
Потенциометр состоит из неавтоматической части, имеющей две декады ручной компенсации измеряемого напряжения, декады фиксированных напряжений, декады НЭ и автоматической части – автокомпенсатора напряжения (АКН). АКН работает со встроенным усилителем. Рис. 2. Принципиальная схема Р368
АК – компенсатор
1AK – включение АК при настройке рабочего тока
2АК – включение АК при проверке приборов
3АК – включение АК при включение АК при установке напряжения в параллельной цепи ваттметра
И – указывающий прибор АК
1П1, 1П2 – переключатель пределов измерения
2П и 3П – переключатели I и II декад.
7П – переключатель декады фиксированных напряжений.
8П – декада нормального элемента.
Х – измеряемое напряжение.
ДН – делитель напряжения.
НЭ – нормальный элемент.
Э – экран.
АКН – автокомпенсатор напряжений. Измеряемая ЭДС подключается к зажимам Х. Основная часть измеряемого напряжения компенсируется на декадах I, II. Разность между измеряемой ЭДС и компенсационным напряжением автоматически уравновешивается и измеряется АКН.
Класс точности 0,02
4. Логометр ЛПр-53. (Рис. 2)
Логометры используются для измерения и записи температуры в комплекте с термометрами сопротивления.
R1¸R3 – сопротивления плеч моста (R1 = R3);
R4 – постоянный резистор;
RT – термометр сопротивления;
RП1 – подгоночный резистор подключен в плечо R2;
RП2 – подгоночный резистор включен в цепь RT;
RР1, RР2 – рамки логометра, включенные в диагональ ab;
R5, R6 – резисторы, служащие для получения заданного угла отклонения подвижной части и температурной компенсации прибора.
Мост находится в равновесии при сопротивлении RT, соответствующем середине шкалы прибора. При этом из-за равенства потенциалов в вершинах a и b падение напряжения на плечах.
R1 и R3 (значит токи в рамках RР1 и RР2 равны).
При отклонении измеряемой температуры от значения, соответствующего средней отметке шкалы равновесие моста нарушается. Рис. 2
Принципиальная схема ЛПр-53
Повышение температуры вызывает возрастание сопротивления RT, это приводит к уменьшению тока в рамке RР2. Возникает разность вращающихся моментов рамок, которая заставляет подвижную часть поворачиваться до наступления нового равновесия, обусловленного выравниванием моментов из-за переменной ширины воздушного зазора.
Действие прибора основано на измерении сил токов, протекающих в двух параллельных электрических цепях, питаемых от постороннего источника постоянного тока, в каждую из которых включено по одной рамке.
В данной работе произвести измерение температуры с помощью следующих приборов: электронного автоматического моста типа МСР1-01, автоматического моста типа КВМ1-513И, полуавтоматического потенциометра Р368, логометра типа ЛПр-53. Полученные результаты измерений проверить, находятся ли пределах допустимых погрешностей приборов.
1.3. Контрольные вопросы
- Зависимость Rt от Т у полупроводниковых ТС (тиристоров). (Ответ: зависимость нелинейная, чувствительность уменьшается с ростом температуры)
- Основные недостатки ТС (Ответ: значительная инерционность вследствие большой массы).
- Что означает градуировка, например, 100 М, 50 П. Кратко тип НСХ однозначно определяется двумя параметрами: R0 – сопротивлением ЧЭ при 0°С (100Ом – платина, 50Ом – медь соответственно) и W100 – отношением сопротивления ЧЭ при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С ()
1.4. Оформление отчета
1.4.1 Цель работы.
1.4.2 Краткое описание эксперимента.
1.4.3 Графический и табличный материал эксперимента.
Список литературы к лабораторным занятиям:
1. Гетманов В.Г., Жужжалов В.Е. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: МГТА – 2003.-77с.
2. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. М.: «Высшая школа». – 2002.-205с.