Міністерство освіти і науки України

Дрогобицький механіко-технологічний коледж

Інструкції

для виконання і оформлення лабораторних робіт

з предмету:

“Основи метрології та засоби технічного контролю ”

ЧАСТИНА 2

м. Дрогобич

2010 рік

М.М.Лазарів. Інструкції для виконання та оформлення лабораторних робіт з предмету

«Основи метрології та засоби технічного контролю».

Рекомендовано до друку цикловою комісією спеціальності _____________

Протокол № ______ від_____________2010_р.

Зміст

Лабораторна робота №1 Тема: Визначення похибки вимірювання	4
Лабораторна робота №2 Тема: Умовні позначення на приладах. Вибір засобів вимірювання	9
Лабораторна робота №3 Тема: Повірка амперметрів постійного i змінного струмів	14
Лабораторна робота №4 Тема: Повірка вольтметрів постійного i змінного струмів	17
Лабораторна робота №5 Тема: Розширення діапазону вимірювання амперметрів і вольтметрів	20
Лабораторна робота №6 Тема: Опосередковане вимірювання потужності за допомогою амперметра і вольтметра. Способи включення ватметра у вимірювальне коло. Принцип роботи ватметрів	27
Лабораторна робота №7 Тема: Вимірювання частоти сигналів, періоду та фронту за допомогою аналогового частотоміра.	35
Лабораторна робота №8 Тема: Дослідження роботи цифрових приладів.	37
Лабораторна робота №9 Тема: Вимірювання параметрів електричних сигналів за допомогою осцилографа (визначення періоду, частоти сигналу та діючого значення)	41
Лабораторна робота №10 Тема: Дослідження роботи функціонального генератора	45
Лабораторна робота №11 Тема: Ознайомлення з будовою та принципом роботи цифрового осцилографа Pico Scope	48
Лабораторна робота №12 Тема: Опосередковане вимірювання опору за допомогою амперметра і вольтметра	52
Лабораторна робота №13 Тема: Вимірювання опору за допомогою моста постійного струму	54

Лабораторна робота №1

Лабораторна робота №

Тема: Ознайомлення з будовою і принципом дії теплових перетворювачів.

Мета роботи: набути практичних навиків по експлуатації термоелектричних і терморезистивних перетворювачів температури, ознайомитися з їх конструкціями і методами монтажу.

Завдання

1. ознайомитися з конструктивними особливостями термоелектричних і терморезистивних перетворювачів температури;

2. зобразити у звіт лабораторної роботи будову теплового перетворювача;

3. дати відповіді на контрольні запитання;

4. зробити висновок.

Теоретичні відомості

Термоелектричні перетворювачі. Для вимірювання температур в межах -200... +2800 °С використовуються стандартні технічні термоперетворювачі температури (перетворювачі термоелектричні, табл1).

Залежно від призначення термоелектричні перетворювачі поділяються на занурювані, які призначені для перетворення температури газоподібних і рідких середовищ, і поверхневі для вимірювання температури поверхні твердого тіла. Залежно від інерційності вони діляться на малоінерційні, показник теплової інерції яких не перевищує 5с для занурюваних і 10 с для поверхневих; середньої інерційності - відповідно не більше ніж 60 і 120 с і великої інерційності, які мають показник теплової інерції відповідно до 180 і до 300 с.

Існування багатьох різновидів конструкцій термоелектричних перетворювачів температури пояснюється тією обставиною, що вони розроблялись у різний час багатьма підприємствами і для найрізноманітніших галузей промисловості.

Таблиця 1 - Основні показники деяких термоелектричних перетворювачів

Тип перетворювача	Діапазон вимірюваних температур, °С
Платинородій -платина ТПП	0.. .1300(1600)
Платинородій-платинородій ТПР	600.. .1700
Хромель-алюмель ТХА	-200.. .+ 1200
Хромель-копель ТХК	-200. ..+800
Вольфрамреній-вольфрамреній	0...2500

На рис.1 наведено два різновиди конструктивного оформлення промислових термопар. Здебільшого з'єднують термоелектроди 1 і 2 в робочому кінці електродуговим зварюванням після попереднього скручування кінців термоелектродів разом. Застосовують також спайку термоелектродів срібним чи олов'яним припоєм залежно від верхньої межі вимірюваної температури. Тугоплавкі термоелектроди вольфрам-ренієвих та інших перетворювачів часто з'єднують лише скручуванням, оскільки за дуже високих температур плівка окису на електродах не створює великого електричного опору.

Термоелектроди, електричко з'єднані в робочому кінці, ізольовані один від одного на всій довжині. Якщо верхня межа перетворення термоперетворювача не перевищує 100... 120 °С, то можна використовувати будь-який ізоляційний матеріал. Якщо верхня межа перетворення вища, використовують фарфорові одно- або двоканальні трубки та буси 5. Оскільки при температурах понад 1300 °С у фарфору значно погіршуються електроізоляційні властивості, то для перетворювачів вищих температур застосовують ізоляційні трубки з оксидів алюмінію, магнію, берилію, двоокисів торію, цирконію, нітриду бору. Робочий кінець чутливого елементу поміщають в електроізоляційний наконечник 4. вільні кінці термоелектронів підводять до клем 7 контактної колодки. Чутливий елемент, поміщений в захисну арматуру 6, засипаний керамічним порошком і загерметизований.

Рис 1 – Різновиди термоелектричних перетворювачів температури

Залежно від верхньої межі перетворення та агресивності середовища захисна арматура може виконуватись із нержавіючої сталі, оксиду алюмінію, карбіду кремнію. В термоперетворювачах із захисною арматурою, виконаною із ізоляційного матеріалу (рис.1,б), робочий кінець чутливого елемента дотикається безпосередньо до стінки захисної арматури (електроізоляційний наконечник відсутній).

Потрібно відзначити, що чутливі елементи термоелектричних перетворювачів температури почали виготовляти із спеціального термоелектричного кабелю КТМС, який являє собою два термоелектродні болти, що поміщені в захисну трубку та засипані порошком ізоляційного матеріалу. Такі чутливі елементи технологічніші і мають порівняно малу інерційність.

Особливими причинами похибок термоелектричних перетворювачів температури є неоднорідність матеріалів термоелектронів, зміни температури вільних кінців, шунтуючий вплив опору міжелектродної ізоляції, часові зміни властивостей термоелектронів тощо.

Стандартом нормується лише похибка градуювання. Водночас інші її складові можуть істотно впливати на результат вимірювання температури. Особливо істотними можуть виявитися похибки, викликані часовою зміною властивостей термоелектронів, зумовлені забрудненням термоелектронів у зоні градієнта температур домішками довкілля чи захисних оболонок, зміною процентного співвідношення між компонентами термоелектронів внаслідок випаровування деяких компонентів. Цих похибок можна уникнути, лише визначивши дійсну функцію перетворення та внісши поправки.

Похибку від зміни температури вільних кінців зменшують її термос стабілізацією або автоматичним введенням поправок, а похибку від шунтувальної дії опору між електродної ізоляції – підбиранням відповідних ізоляційних матеріалів.

Терморезистивні перетворювачі. Терморезистивні перетворювачі температури, що іменуються стандартом термоперетворювачами опору (ТО), бувають трьох основних різновидів: з платиновими (ТОП), мідними (ТОМ) та нікелевими (ТОН) чутливими елементами. ТОП призначені для перетворення температури в діапазоні –260...+1100°С, ТОМ –200...+200°С, ТОН –60...+180°С.

На рис. 2 показано два конструктивні різновиди занурюваних терморезистивних давачів. Для захисту від впливу зовнішніх механічних чинників чутливий елемент 1 поміщають в захисну арматуру 2 (звичайно з нержавіючої сталі). Чутливий елемент терморезистивного перетворювача температури має вигляд спірал, поміщеної в канавках дво- або чотириканального керамічного каркасу. Для кріплення давача на об'єкті дослідження передбачений рухомий чи нерухомий штуцер 3. Виводи чутливого елемента виносять на контактну колодку головки давача 4 (рис.3, а), а в перетворювачах без головки (рис.4, б) вони закінчуються наконечниками.

Рис. 3 – Різновиди промислових терморезистивних здавачів температури

Контрольні запитання

1. Що називається теплообміном?

2. Які Ви знаєте види теплообміну?

3. Передача тепла теплопровідністю.

4. Передача тепла конвекцією.

5. Передача тепла тепловим випромінюванням.

6. Контактні та безконтактні способи перетворення температури.

7. Принцип дії термоелектричного перетворювача (термопари)

8. Принцип дії терморезистивних перетворювачів

9. Характеристика основних матеріалів, які використовуються для виготовлення термоелектричних перетворювачів

10. Характеристика основних матеріалів, які використовуються для виготовлення терморезистивних перетворювачів

11. Яким чином зменшують похибку від зміни температури вільних кінців

12. Причини похибок термоелектричних перетворювачів

13. Основні вимоги до матеріалів терморезистивних перетворювачів

Міністерство освіти і науки України

Дрогобицький механічний технікум

Інструкція

до лабораторної роботи №

з предмету:

“Основи метрології та засоби технічного контролю ”

«Вимірювання температури за допомогою ЦВП»

м. Дрогобич

2009 рік

Лабораторна робота №

Тема: Вимірювання температури за допомогою ЦВП

Мета: Набути практичних навиків вимірювань температури за допомогою ЦВПТ.

Хід роботи:

1.Зібрати схему лабораторної роботи

2. Подати живлення на лаболаторний стенд (U=12 або 2,4 В)

3. Провести вимірювання температури ЦВП а також ртутним термометром.

4. Визначити абсолютну і відносну похибки вимірювання температури ( на основі різниці показів ртутного та цифрового термометра)

5. Дані занести в таблицю

6. Зробити висновок.

Цифровий вимірювач-регулятор температури цврт – 01

1. Призначення

   1. Прилад призначений для вимірювання і автоматичного регулювання температури різних технологічних процесів в різних галузях промисловості і народного господарства.

   2. В якості датчика температури використовується термоелектричний перетворювач типу ХА (К).

   3. В якості вихідного комутуючого елемента використовуються контакти електромагнітного реле.

   4. Регулятор призначений для експлуатації при температурі зовнішнього середовища від 5° до 50° С і відносної вологості до 80%.

2. Технічні характеристики

   1. Діапазон контрольованих температур - 0° - 1100°.

   2. Діапазон регульованих температур - 600° - 1100°.

   3. Дискретність регулювання - 2°.

   4. Закон регулювання – П І.

   5. Точність підтримування температури - ±5°С.

   6. Максимальний струм виходу керування – 1А.

   7. Напруга живлення від мережі змінного струму – 220В, 50Гц.

   8. Габаритні розміри – 150х85х150 мм.

   9. Ступінь захисту – 1Р54.

   10. Маса не більше 1,5 кг.

3. Структурна схема приладу

БЖ-блок живлення

НЕ-нагрівний елемент