Экспериментальная часть

Измерение давления и расхода жидкостей и сыпучих материалов

1.1 Цель работы:

1) Изучение физических принципов, схем и устройств, используемых при измерении давления и расхода жидких и сыпучих материалов;

2) Экспериментальное определение давления и расхода материалов.

Объект исследования

Объектами исследований в данной работе являются устройства для измерения давления и расхода.

1.3 Экспериментальная часть:

1) Измерение давления (осуществляется с помощью манометра PG):

– клапан PV настроить на максимальное давление срабатывания (достигается путем вворачивания регулировочного винта);

– вентиль G3 закрыть, а вентили G2 и G1 открыть (вентиль G1 на всасывании насоса должен быть открыт постоянно (тумблер SA4 в положение “Ручн”, тумблер SA1 в положение “Сеть”, верхний тумблер в положении “Выкл”));

– включить насосную установку и, прикрывая вентиль G2, установить ряд значений давления на выходе насоса (смотреть по манометру);

– оценить погрешность измерения давления;

– выключить насосную установку.

2) Измерение объемного расхода:

– вентили G2 и G3 закрыть, клапан PV настроить на минимальное давление (вывернуть регулировочный винт);

– включить насосную установку (тумблер в положение “Сеть”) и при различных настройках клапана PV измерить время t (с помощью электронного секундомера) прохождения через расходомер Flow Meter объема воды W (10 литров). Используя результаты измерений, для каждого опыта определить объемный расход ( Q = W /t ).

3) Измерение весового расхода. Материал, расход которого необходимо измерять, подается перед смешиванием с другими материалами в специальный бункер или резервуар (на стенде в бак Tank2). В качестве материала, расход которого дозируется, на стенде используется вода, что обусловлено простотой подачи этого материала (по сравнению, например, с сыпучими материалами, для подачи которых потребовалось бы создавать более сложные системы (транспортеры, вакуумные насосы и т.д.)). В бак Tank2 подается порция материала (воды), имеющая определенный вес).

Эксперимент проводится следующим образом:

– открыть вентиль G3, клапан PV настроить на максимальное давление срабатывания (ввернуть регулировочный винт);

– тумблер SA4 включить в положение “Авт”;

– включить насосную установку;

– при подаче воды в бак Tank2 последний начнет перемещаться вниз и при срабатывании концевого выключателя Limit Switch2 насосная установка отключится. Одновременно с этим включится электроуправляемый клапан A и вода начнет вытекать из бака Tank2 (тем самым имитируется подача дозированной порции материала в смеситель). При опорожнении бак Tank2 перемещается вверх, что приводит к включению концевого выключателя Limit Switch1, выключению клапана A и включению насосной установки. Процесс дозирования воды будет в дальнейшем автоматически продолжаться. С помощью пружинного динамометра имеется возможность измерить вес порции дозируемого материала. Путем изменения по высоте установки концевого выключателя создается возможность регулирования порции дозируемого материала.

Приоткрывая вентиль G2, можно регулировать время заполнения водой бака Tank2.

После завершения испытаний необходимо отключить насос, питание секундомера и стенда.

Измерение температуры, определение погрешностей измерений

2.1 Цель работы:

1) Изучение устройства приборов для измерения температуры;

2) измерение температуры и определение погрешности измерения.

Объект исследования

Для измерения температуры в термокамере используются: термометры расширения (спиртовой), манометрического типа, с биметаллическим чувствительным элементом; одноканальный измеритель-регулятор, в состав которого входит датчик температуры (датчик сопротивления).

Измеритель-регулятор позволяет измерять, а также регулировать (поддерживать на постоянном уровне) температуру в термокамере. Измеритель-регулятор микропроцессорный, программируемого типа с встроенным электромагнитным реле. Максимальный ток в цепи нагрузки (цепи управления ТЕНами термокамеры) – 8 А. Режим работы программируется с помощью специальных кнопок. Прибор может функционировать в одном из двух режимов: РАБОТА или ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Режим РАБОТА является основным эксплуатационным режимом, в который прибор входит автоматически при включении питания. В данном режиме производится опрос входного датчика с вычислением по полученным данным текущих значений измеряемой величины и отображением их на цифровом индикаторе и выдачей необходимых сигналов на выходное устройство. В процессе работы прибор контролирует исправность входного датчика (датчика сопротивления). При мигании светодиода «I» – датчик неисправен. Работа выходного устройства (реле) блокируется. Возможные неисправности датчика сопротивления: обрыв или короткое замыкание термометра сопротивления, выход измеряемой величины за допустимый диапазон контроля.

На лицевой панели измерителя-регулятора расположены кроме светодиода «i» следующие органы сигнализации и управления.

Светодиод «К» – сигнализирует о включении выходного устройства.

Светодиод «Т» – сигнализирует о включенном режиме ввода значения уставки регулируемой величины.

Светодиод «Δ» – сигнализирует о включенном режиме ввода значения гистерезиса компаратора или полосы пропорциональности П-регулятора.

Клавиша предназначена для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ, а также для записи новых установленных значений в энергонезависимую память прибора.

Клавиша предназначена для просмотра заданного значения уставки логического устройства, а также выбора программируемого параметра и увеличения его значения. При удержании клавиши скорость изменения возрастает.

Клавиша предназначена для выбора программируемого параметра и уменьшения его значения. При удержании клавиши скорость изменения возрастает.

Экспериментальная часть

В данной работе необходимо включить питание стенда и термокамеру (термокамера включается при установке тумблера SA5 в позицию «ON).

В процессе нагрева через каждые 10 °С фиксировать показания всех четырех термометров и записывать их в таблицу.

При этом необходимо следить, чтобы максимальная температура в термокамере не превышала 80 °С. При увеличении температуры свыше 80 °С необходимо отключить питание термокамеры, установив тумблер SA5 в позицию «OFF».

Если значение параметра регулирования Т (температуры в термокамере) не достигнет 80 °С, то необходимо перепрограммировать измеритель-регулятор на поддержание в термокамере более высокой температуры. Вопросы программирования измерителя-регулятора рассматриваются в лабораторной работе № 3.

После проведения экспериментов необходимо отключить питание термокамеры (тумблер SA5 в позицию «OFF») и стенда.

При обработке результатов исследований показания измерителя-регулятора температуры можно считать показаниями образцового термометра (это обусловлено тем, что предел основной приведенной погрешности измерения температуры этим устройством составляет ±0,25 %).

Используя полученные экспериментальные данные, необходимо определить абсолютную и относительную погрешности измерений температуры для исследуемых термометров.