ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2025
Просмотров: 443
Скачиваний: 0
Ш69000
3.2.6 Требования к отчету
Отчёт по работе должен содержать:
1)цель работы;
2)принципиальные схемы уравновешенного моста и логометра;
3)методику проверки работоспособности автоматического моста и ло-
гометра;
4)протокол испытаний приборов;
5)выводы по работе.
3.2.7 Контрольные вопросы
1)В чём состоит принцип действия автоматического моста?
2)В чём заключается принцип измерения температуры с помощью термопреобразователей сопротивления?
3)Что понимается под градуировочными характеристиками термопреобразователей сопротивлений?
4)Каковы источники ошибок при измерении температуры с помощью термометров сопротивления?
5)Опишите принцип действия измерительной схемы логометра.
3.3Лабораторная работа №3 «Изучение и проверка работоспособности манометрических термометров»
Цель работы: изучение устройства и принципа действия манометрических термометров; приобретение навыков по проверке работоспособности термометров.
3.3.1 Общие сведения
Принцип действия манометрических термометров основан на измерении давления рабочего вещества в замкнутом объёме, зависящего от температуры. Прибор состоит из термобаллона, капиллярной трубки и трубчатопружинного манометра, заполненных рабочим веществом (рисунок 3.3.1). В зависимости от вида рабочего вещества манометрические термометры подразделяются на газовые, жидкостные и парожидкостные (конденсационные). При измерении температуры среды, в которую помещён термобаллон, меняется давление в герметичной системе прибора, которое фиксируется трубча- то-пружинным манометром. Шкала манометра проградуирована в единицах температуры.
Газовые манометрические термометры позволяют измерять температуру от минус 150 Cº до 600 Cº. В качестве рабочего вещества в них использу-
19
ют азот, аргон или гелий.
Начальное давление газа в термосистеме составляет 1 — 5 МПа. Вследствие высокого давления газа в термосистеме колебания атмосферного давления незначительно влияют на показания прибора.
Для уменьшения влияния температуры окружающей среды увеличивают объём термобаллона, уменьшая при этом объём капилляра и манометрической трубки.
В качестве рабочего вещества в жидкостных термометрах используют ртуть или полиметилксилоксановые жидкости. При повышении температуры жидкость в термобаллоне расширяется и заставляет перемещаться конец манометрической трубки. Благодаря тому что жидкости обладают большей теплопроводностью, инерционность этих термометров меньше, чем газовых.
Жидкостные и газовые манометрические термометры имеют равномерную линейную шкалу.
1 — термобаллон, 2 — капиллярная трубка, 3 — стрелка, 4 — зубчатая шестерня, 5 — манометрическая трубка, 6 — зубчатый сектор, 7 — тяга
Рисунок 3.3.1 — Схема манометрического термометра
Термобаллон конденсационных термометров обычно заполняется на 2/3 объёма низкокипящей жидкостью — фреоном, ацетоном, хлористым метилом, бензолом и т. д. При повышении температуры увеличиваются давление насыщенного пара в термобаллоне, которое через капилляр передаётся манометрической пружине. Однако изменение давления пара непропорционально изменению температуры, что является недостатком конденсационных термометров, шкала которых нелинейная.
Приборы этого типа наиболее чувствительны, однако диапазон измерения их невелик — от минус 50 до 300 ºC.
Так как давление в термосистеме зависит только от измеряемой температуры, то изменение температуры окружающей среды погрешности не вносит. На показания этого типа приборов влияют изменения атмосферного дав-
20
ления.
Промышленностью выпускается показывающие, самопишущие, регулирующие и сигнализирующие манометрические термометры.
3.3.2 Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд (рисунок 3.3.2) состоит из трубы 1, внутри которой установлен электрический нагревательный элемент 6. В стенке трубы сделаны технологические отверстия, в которых установлены контрольный жидкостной термометр 2 (типа ТТ, класс точности 0,5) и проверяемые манометрические термометры: жидкостной 4 (тип VYR.C, пределы измерений 0…100 Cº, класс точности 1,5); газовый 3 (тип ТПГ — 4, 0…100 Cº, класс точности 1); конденсационный 5 (тип ТПП — СК, 0…100 Cº, класс точности 2,5). Для охлаждения используется вентилятор 7.
Рисунок 3.3.2 — Лабораторный стенд
3.3.3Задание к выполнению работы
1)Ознакомиться с лабораторным стендом и установленными на нём приборами.
2)Проверить работоспособность газового, жидкостного и конденсационного манометрических термометров.
3.3.4Методика выполнения работы
Проверка работоспособности манометрических термометров VYR.C, ТПГ — 4 и ТПП — СК заключается в сравнении их показаний с показаниями контрольного термометра ТТ, определении максимальной приведенной погрешности и сравнении её (и приведенной вариации) с классом точности. При расчете погрешности термометров под ''А'' (см. формулы 2.1; 2.2; 2.5)
21
понимается температура.
3.3.5Порядок проведения работы
1)Подайте напряжение на стенд-тумблер, ''питание'' перевести в положение ''ВКЛ''.
2)Тумблером ''НАГРЕВАТЕЛЬ'' подайте питание на ТЭН.
3)Снимите показания манометрических термометров и контрольного термометра через каждые 10 Cº, начиная с 20 Cº до 70 Cº (прямой ход).
4)Отключите электрический нагреватель от источника питания и включите вентилятор.
5)Снимите показания проверяемых и контрольного термометров в процессе охлаждения (обратный ход).
6)Полученные данные занесите в таблицу 3.3.1.
Таблица 3.3.1 - Протокол испытаний манометрических термометров
|
- |
Данные испы- |
Погрешности прибора |
||||||
|
контрольно |
||||||||
|
Cº |
таний манометри- |
абсолютная ∆, |
приведенная σ, |
|||||
ческого термомет- |
||||||||
Ом |
% |
|||||||
ра, |
||||||||
|
Показания |
термометра, |
Cº |
||||||
прямой |
обратный |
прямой |
обратный |
прямой |
обратный |
|||
ход |
ход |
ход |
ход |
ход |
ход |
|||
|
го |
||||||||
Вариация, %
3.1.7 Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1)цель работы;
2)схему манометрического термометра;
3)схему лабораторного стенда;
4)протоколы испытаний приборов;
5)выводы по работе.
3.3.7Контрольные вопросы
1)Принцип действия манометрических термометров.
2)Классификация манометрических термометров.
3)Какие манометрические термометры имеют равномерную линейную шкалу, а какие неравномерную?
4)Как определить абсолютную, приведенную погрешность и вариа-
22
цию прибора?
5)В чем заключается поверка градуировки шкалы прибора?
6)Приведите основные достоинства и недостатки манометрических термометров.
7)Приведите примеры использования манометрических термометров
всистемах контроля, в системах сигнализации.
4 Лабораторная работа № 4 «Изучение и проверка работоспособности приборов измерения давления»
Цель работы: Изучение устройства принципа действия приборов измерения давления; приобретение навыков при проверке работоспособности манометров.
4.1 Общие сведения
Для измерения давления жидкостей, а также давления и разряжения газов и паров в промышленной практике наиболее широко используются деформационные манометры. Принцип их действия основан на преобразовании деформации чувствительных элементов под действием измеряемого давления в пропорциональное перемещение или усилие. Другими словами, в деформационных приборах измеряемое давление (усилие) уравновешивается механическим напряжением в материале чувствительного элемента. В качестве чувствительных элементов широко применяются трубчатые манометрические пружины, мембраны (жесткие и вялые) и сильфоны.
В трубчатом манометре (рисунок.4.1) измеряемое давление уравновешивается силой упругой деформации одновитковой манометрической пружины 1, наглухо запаянной с одной стороны. При увеличении избыточного давления внутри трубки эллиптическое сечение ее деформируется, стремясь к круглому, т.е. малая ось эллипса увеличивается, а большая уменьшается, что ведет к раскручиванию трубки. Перемещение запаянного конца трубки 1 через тягу 2 передается сектору 3, который вращается на оси 4. Угловое перемещение сектора 3 с помощью зубчатого зацепления вызывает вращение зубчатого колеса 5, на оси которого укреплена стрелка отсчетного устройства манометра.
Электроконтактные манометры и вакуумметры типа ЭКМ предназначены для измерения давления разряжения жидкостей, газов и паров, а также для сигнализации при достижении минимального или максимального рабочего давления или для автоматического двухпозиционного регулирования давления. Работают только при плавной, не пульсирующей нагрузке. По принципу действия электроконтактный манометр аналогичен манометру с одновитковой трубчатой пружиной. Для сигнализации служат электрические контакты, связанные с двумя указателями, которые могут быть установлены вручную на два заданных значения в пределах шкалы прибора.
23
Рисунок.4.1 — Схема манометра с одновитковой трубчатой пружиной
Указатели с контактами электрически изолированы друг от друга и от рабочей стрелки прибора. При достижении давления, соответствующего одному из предельных значений, на которые установлены указатели, контакт, связанный со стрелкой прибора, соприкасается с контактом указателя и замыкает электрическую цепь. При переходе стрелки прибора за максимальное или минимальное значение давления, на котором стоят указатели, соответствующий контакт остается замкнутым. В диапазоне между контактами,цепь управления разомкнута.
Наряду с показывающими манометрами широко применяются приборы, преобразующие измеряемое давление в стандартный электрический или пневматический сигнал. Примером может служить пружинный манометр типа МПЭ, предназначенный для пропорционального преобразования избыточного давления жидкостей, газов и паров в унифицированный токовый сигнал 0-5 мA. Принцип действия преобразователя (рисунок.4.2) основан на электрической силовой компенсации.
Измеряемое давление Рвх преобразуется в чувствительном элементе — пружине 1 — в пропорциональное усилие q. Это усилие через рычажную систему 2 и 3 передаточного механизма уравновешивается усилием обратной связи qос, развиваемым электромагнитом 4. При протекании выходного постоянного тока Iвых через обмотку магнита возникает усилие обратной связи
24
qос. При изменении измеряемой величины Рвх, а следовательно, и усилия q, происходит незначительное перемещение рычажной системы 2 и 3 и связанного с рычагом 5 управляющего сердечника 6 дифференциальнотрансформаторного преобразователя 7, преобразующего это перемещение в сигнал напряжения переменного тока. Этот сигнал поступает на усилитель 8, служащий для усиления и преобразования ЭДС в унифицированный выходной сигнал постоянного тока Iвых. Последний поступает в линию дистанционной передачи и одновременно в обмотку магнита 4 обратной связи, где и преобразуется в усилие qос.
Рисунок 4.2 — Схема манометра
Изменение передаточного отношения рычажной системы при ее настройке достигается перестановкой подвижной опоры 9. Корректировка «нуля» устройства осуществляется с помощью пружины 10.
При проверке и градуировке приборов для измерения давления широко применяются грузопоршневые манометры (рисунок.4.3). В гидравлической системе грузопоршневого манометра 1, заполненной маслом, с помощью ручного пресса 2 создается избыточное давление, которое уравновешивается массой поршня 3 с грузовой площадкой и накладываемых на нее грузов 4.
25