Обзор существующих методов измерения температуры и их сравнительный анализ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 3

1.1 Контактный метод измерения температуры 3

1.2 Термомагнитный метод измерения температуры 9

1.3 Термошумовой метод измерения температуры 12

1.4 Термочастотные методы измерения температуры 17

1.4.1 Термометры с механическими резонаторами 17

1.4.2 Измерение температуры методом ядерного квадрупольного резонанса 20

1.5 Пирометрические методы измерения температуры 22

1.5.1 Пирометры полного излучения, или радиационные пирометры 25

1.5.2 Пирометры частичного излучения 28

1.5.3 Пирометры спектрального отношения, или цветовые пирометры 31

1.6 Спектрометрические методы измерения температуры 33

2 АКУСТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ 38

3 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 55

ВВЕДЕНИЕ

В эпоху научно-технической революции темпы развития науки и техники в значительной степени определяются научным и техническим уровнем измерения. В свою очередь уровень развития измерительной техники является одним из важнейших показателей прогресса науки и техники. Это особенно справедливо для электрорадиоизмерений, поскольку исследования в области физики, радиотехники, электроники, космонавтики, медицины, биологии и других отраслей человеческой деятельности базируются на измерениях электромагнитных величин.

Основными направлениями качественной стороны развития электрорадиоизмерительной техники являются:

- повышение точности измерения;

- автоматизация процессов измерения;

- повышение быстродействия и надежности измерительных приборов;

- уменьшение потребляемой мощности питания и габаритов всех средств измерительной техники.

Электрорадиоизмерения, как и другие измерения, основаны на метрологии.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Термочастотные методы измерения температуры

Измерение температуры термочастотными методами основано на использовании зависимости от температуры частоты собственных колебаний различного рода резонаторов, скорости распространения звуковых и ультразвуковых колебаний и пара­метров частотно-зависимых RC или RL цепей с терморезистором.

Наиболее развиты резонансные термочастотные методы, осно­ванные на применении резонаторных датчиков, которые пред­ставляют собой автогенераторы или генераторы с вынужденными колебаниями, частота которых настраивается в резонанс с часто­той собственных колебаний резонатора, изменяющейся с темпе­ратурой.

Для измерения температуры применяются механические (твердотельные), газовые и ядерные резонаторы. Характеристика преобразования температуры в частоту у таких резонаторов не­линейна. Уравнение преобразования термометров с резонатор­ными преобразователями на рабочем участке характеристики мо­жно представить в виде полинома

, (1.9)

где α, β, и γ – коэффициенты, выбираются в зависимости от вида и характеристик резонаторов.

При использовании кварцевых резо­наторов погрешность линейности весьма незначительна. В ос­тальных случаях для линеаризации характеристики прибора не­обходимы дополнительные устройства с функциональными преобразователями. Развитие микропроцессорной техники позволяет создавать точные частотные термометры с погрешностью линей­ности не более 10^-5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе описаны методы измерения температуры, рассмотрен физический принцип контактного метода измерения температуры при помощи терморезистивных преобразователей, а также рассмотрены методические и инструментальные погрешности измерения температуры.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 3

1.1 Контактный метод измерения температуры 3

1.2 Термомагнитный метод измерения температуры 9

1.3 Термошумовой метод измерения температуры 12

1.4 Термочастотные методы измерения температуры 17

1.4.1 Термометры с механическими резонаторами 17

1.4.2 Измерение температуры методом ядерного квадрупольного резонанса 20

1.5 Пирометрические методы измерения температуры 22

1.5.1 Пирометры полного излучения, или радиационные пирометры 25

1.5.2 Пирометры частичного излучения 28

1.5.3 Пирометры спектрального отношения, или цветовые пирометры 31

1.6 Спектрометрические методы измерения температуры 33

2 АКУСТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ 38

3 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 55

ВВЕДЕНИЕ

В эпоху научно-технической революции темпы развития науки и техники в значительной степени определяются научным и техническим уровнем измерения. В свою очередь уровень развития измерительной техники является одним из важнейших показателей прогресса науки и техники. Это особенно справедливо для электрорадиоизмерений, поскольку исследования в области физики, радиотехники, электроники, космонавтики, медицины, биологии и других отраслей человеческой деятельности базируются на измерениях электромагнитных величин.

Основными направлениями качественной стороны развития электрорадиоизмерительной техники являются:

- повышение точности измерения;

- автоматизация процессов измерения;

- повышение быстродействия и надежности измерительных приборов;

- уменьшение потребляемой мощности питания и габаритов всех средств измерительной техники.

Электрорадиоизмерения, как и другие измерения, основаны на метрологии.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ