Файл: Методические указания к выполнению комплекса виртуальных лабораторных работ СанктПетербург 2015.docx

, подаваемого на мост, при работе с термопарами различных градуировок. Мост настраивается таким образом, что при градуировочной температуре свободных концов, которые находятся рядом с сопротивлением R4, мост находится в равновесии. Разность потенциалов точек А и В при этом равна О. С изменением температуры свободных концов меняется R4, равновесие мос­та нарушается, между точками А и В возникает разность потенциалов. Сопротивление R4 рассчитывается таким образом, чтобы изменение раз­ности потенциалов на вершинах моста всегда было равно и противопо­ложно направлено изменению ТЭДС термопары при изменении температуры свободных концов.

 

Стартовое положение

Стартовое положение прибора в данной лабораторной работе представлено на рисунке 14.



Рис. 14 - Внешний вид электронного потенциометра

Порядок действий

1. Выберите тип преобразователя переключателями на верхней части прибора (Хром-Никель). Выставьте вид измерения «Точно».

2. Включите прибор с помощью тумблера.

3. Выставьте исследуемое напряжение с помощью регуляторов (10mV). При этом, стрелка потенциометра отклонится влево или вправо.

4. Возьмите блокнот и зафиксируйте исследуемое напряжение, нажав на карандаш.

5. С помощью регуляторов установите стрелку потенциометра на нулевую отметку. Зафиксируйте действительное напряжение при прямом ходе, нажав на карандаш в блокноте.

6. Снова установите исследуемое напряжение с помощью регуляторов и зафиксируйте выбор нажав на карандаш в блокноте.

7. С помощью регуляторов установите стрелку потенциометра на нулевую отметку. Зафиксируйте действительно напряжение при обратном ходе, нажав на карандаш в блокноте.

8. Повторите эксперимент для нескольких значений напряжений. Результаты измерение занесите в отчет.

Значения сопротивления для выполнения лабораторной работы в режиме «Хром-Никель»:

1 группа – 14 mV; 28 mV; 35 mV; 49 mV.

2 группа – 15 mV; 23 mV; 33 mV; 45 mV.

3 группа – 11 mV; 24 mV; 31 mV; 42 mV.

4 группа – 17 mV; 22 mV; 30 mV; 47 mV.

5 группа – 12 mV; 21 mV; 32 mV; 40 mV.

9. После завершения измерений на платиновом преобразователе выключите прибор с помощью тумблера.

10. Выберите тип преобразователя переключателями на верхней части прибора (Хром-Алюминий).

11. Включите прибор с помощью тумблера и повторите действия с п.3 по п.8. Значения сопротивления для выполнения лабораторной работы в режиме «Хром-Алюминий»

---

1 группа – 55 mV; 65 mV; 73 mV; 90 mV.2 группа – 57 mV; 67 mV; 75 mV; 92 mV.3 группа – 50 mV; 61 mV; 70 mV; 83 mV.4 группа – 59 mV; 68 mV; 77 mV; 95 mV.5 группа – 52 mV; 63 mV; 71 mV; 85 mV.15. После завершения измерений на медном преобразователе выключите прибор с помощью тумблера.Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее: 1. Краткое описание и принцип действия потенциометра. 2. Порядок измерений в одном из режимов.3. Протокол поверки шкалы прибора в пределах 0 – 100 ºС, согласно таблицы 1.Основную приведенную погрешность  определяют по формуле: = (E_t – E_И)*100% / E_t, (10)Таблица 5 - Протокол поверки шкалы прибора в пределах 0 – 100 ºС

Проверяемое значение измеряемой величины, T, C°	Расчетное значение E, mV	Действительное значение входного сигнала, RИ, Ом		Погрешность поверяемого прибора в процентах нормирующего значения или в единицах измерения						Допустимое значение основной приведенной погрешности, %		Вывод
		При прямом ходе	При обратном ходе	Прямой ход			Обратный ход
						
	Хром-Никель
	1.								15
	2.								15
	3.								15
	4.								15
	5.								15
	Хром-Алюминий
	1.								15
	2.								15
	3.								15
	4.								15
	5.								15

---

Контрольные вопросы1.       Конструкция термоэлектрического термометра. 2.       Материалы для термопар, требования к ним. 3.       Типы стандартных термопар.  

---

Лабораторная работа № 4

«Снятие кривой переходного процесса термопары»

Цель лабораторной работы

Снять кривую переходного процесса термопары.

Принцип действия и устройство электронного потенциометраЭлектронные автоматические потенциометры предназначены для изме­рения, записи, регулирования (при наличии регулирующего устройства) температуры и других величин, измерение значения которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока. Потенциометры работают в комплекте с одной или несколькими термопарами стандартных градуировок или с одним или несколькими датчиками ЭДС или напряжения постоянного тока, или телескопом радиационного пирометра. Многоточечные приборы рассчитаны на работу с датчиками одной градуировки. В основу работ электронных потенциометров положен компенсационный метод измерения ЭДС. Он основан на компенсации (уравновешивании) из­меряемой ТЭДС термопары известным падением напряжения на сопротивле­нии. Значение компенсирующего напряжения определяет величину измеряемой термопары, а следовательно, и температуру. Шкалы автоматичес­ких потенциометров градуируют в градусах стоградусной шкалы. Термопара или датчик напряжения постоянного тока включены после­довательного с электронным усилителем (ЭУ) в одну из диагоналей из­мерительного моста. В другуюдиагональ включен источник стабилизированного питания (ИПС), обеспечивающий постоянство рабочего тока в измерительной схеме. При измерении сигнала, поступающего в прибор от датчика, на вхо­де усилителя возникает напряжение разбаланса постоянного тока и уси­ливается для приведения в действие реверсивного двигателя (РД), вы­ходной вал которого вращается в ту или иную сторону до тех пор, пока существует напряжение разбаланса. Вращение выходного вала реверсивного двигателя с помощью механической передачи (шкив и трос) преобразуется в прямолинейное движение каретки, на которой закреплены контакт R1 , указатель и записывающее устройство. В момент равновесия измерительной схемы положение указателя определяет значение измеряе­мого параметра, которое также записывается на движущейся диаграммной ленте. Запись измеряемого параметра в одноточечных приборах - непрерывная, в многоточечных - цикличная. Резистор R9 помещен в непосредственной близости от свободных кон­цов компенсационных приводов, соединяющих термопары с прибором.

---

При изменении температуры окружающего прибор воздуха происходит изменение температуры свободных концов, а следовательно, и сопротивления резистора R9. Появляющееся дополнительное падение напряжения на резисторе R9  компенсирует изменение ЭДС, вызванное изменением температуры свободных концов термопары, в результате чего показания прибора практически остаются без изменения. Рис.15. Схема включения автоматического потенциометра в цепь термопары  Рис.16. Принципиальная электрическая схема потенциометраR₁ – реохорд; R₂-резистор шунта; R₅-резистор для задания верхнего предела измерений; R₃-резистор для задания начала шкалы; R₄, R₆ – подгоночные резисторы; R₈, R₁₁- резисторы для ограничения и регулировки рабочего тока источника питания. R₇-балластный резистор; R₁₀-резистор для контроля рабочего тока; R₉-вспомогательный резистор, выполненный из меди для потенциометров, с компенсацией ТЭДС концов термопары.   Статические и динамические характеристики термопарЗависимость, выраженная уравнением (5), является уравнением идеа­льной статической характеристикой термопары. Строится она по градуировочным таблицам. Динамическая характеристика термопары представляет собой зависи­мость ТЭДС от температуры во времени. Наиболее показательной формойдинамической характеристики является временная характеристика, когда входная величина термопары, т. е. температура, меняется скачкообразно (Рис. 2.6). Выходной величиной термопары является ТЭДС Е, а входной - темпе­ратура Qср измеряемой среды, которые связаны между собой дифференциальным уравнением апериодического звена T_вос– dE/dt + E = K * Q_ср, (11)решив которое, получим:

---