Цели работы

1. Познакомиться с основными электроизмерительными приборами, используемыми при измерениях температуры в качестве вторичных измерительных преобразователей в комплекте с термопреобразователями сопротивления и термоэлектрическими преобразователями.

2. Ознакомиться с эталонным и поверочным оборудованием, используемым при поверке вторичных приборов.

3. Освоить основные операции поверки вторичных приборов.

4. Получить практические навыки экспериментального определения действительных метрологических характеристик вторичных приборов и оформления результатов поверки.

Краткая теория

Возможность преобразования температуры в электрические величины позволяет осуществить отсчет её значений с помощью вторичных электрических измерительных приборов. Электрическими величинами, непосредственно связанными с измерениями температуры, являются сопротивление термопреобразователей сопротивления и ТЭДС термоэлектрических преобразователей. В общем случае приборы для измерений температуры включают в себя первичный преобразователь и вторичный прибор. Поэтому измерения температуры осуществляются комплектом средств измерений, включающим последовательное соединение посредством линии связи первичного преобразователя и вторичного прибора. При этом вторичные приборы отображают или значения измеряемой температуры с учётом НСХП или значения сопротивления и ТЭДС соответствующих термопреобразователей.

Отличительной особенностью вторичных термометрических приборов является то, что они работают с сигналами низкого уровня. Кроме этого, в них должен быть предусмотрен автоматический учёт неинформативных параметров, влияющих на первичный преобразователь, на линию связи и на вторичный прибор. В их состав входят узлы согласования термопреобразователя с измерительной схемой, которые выполняют функции усиления, нормирования, линеаризации, коррекции динамических характеристик преобразователей и фильтрацию помех.

Выбор вторичных приборов определяется возможностями применения определенного типа термопреобразователя, диапазоном и погрешностью измерений, быстродействием, необходимостью автоматической регистрации и обработки информации, условиями эксплуатации, а также их стоимостью.

В качестве вторичных приборов, работающих в комплекте с термометрическими преобразователями, чаще всего используются милливольтметры и потенциометры постоянного тока, а с термометрами сопротивления – логометры, мосты, омметры и потенциометры. Эти приборы могут быть аналоговыми (шкальными) и цифровыми.

Наиболее совершенными приборами для измерений температуры являются цифровые измерители сигналов преобразователей температуры, предусматривающие возможность подключения преобразователей с различными номинальными и, даже, с индивидуальными характеристиками преобразования. Такие приборы отображают измеренные значения температуры с учётом соответствующих характеристик преобразования, а для термоэлектрических преобразователей они автоматически вводят поправку на температуру свободных концов. Кроме этого они могут отображать сигналы термопреобразователей в единицах электрического сопротивления или напряжения.

До настоящего времени ещё находят применение электромеханические автоматические мосты и потенциометры следящего уравновешивания. Приборы с ручным уравновешиванием используют в основном для исследовательских целей в лабораторной практике и при метрологических работах. Приборы прямого преобразования – магнитоэлектрические милливольтметры и логометры – используют в случаях, определяемых соображением простоты эксплуатации и отсутствием высоких требований к точности измерений.

Поверку вторичных приборов осуществляют имитационным методом, при котором сигналы термопреобразователей заменяют эквивалентными значениями выходных параметров эталонных калибраторов напряжений или магазинов сопротивлений.

Основным средством поверки вторичных приборов для термоэлектрических преобразователей является эталонный источник малых электрических напряжений. Это может быть специальное устройство – калибратор напряжений или комплект, включающий в себя источник регулируемого напряжения и эталонный прибор для измерений малых постоянных напряжений – милливольтметр.

При поверке вторичных приборов для термопреобразователей сопротивления используют эталонный магазин сопротивлений.

При выборе эталонных средств необходимо выполнять следующие условия:

– диапазоны входного сигнала, поступающего от эталонов, должны обеспечивать поверку в полном диапазоне измерений поверяемого прибора;

– погрешность эталона Δ_Э не должна превышать 1/3Δ_П, где Δ_П – предел допускаемого значения погрешности поверяемого прибора.