123

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Тепловые электрические станции”

В.И.Назаров, Л.А.Буров, Е.Н. Криксина

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

по курсу

“Теплотехнические измерения и приборы”

Минск 2012

УДК 621.1

Настоящий практикум лабораторных работ предназначен для студентов специальностей 1 – 43 01 04 «Тепловые электрические станции», 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных электрических станций», 1-43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика» и 1-53 01 04 «Автоматизация и управление энергетическими процессами» дневной и заочной форм обучения, изучающих курсы “Теплотехнические измерения и приборы”, “Теплотехнические измерения и основы автоматического регулирования” и “Электрические и теплотехнические измерения”.

В данном лабораторном практикуме представлены работы по изучению принципа действия, конструкции и методов поверки приборов, измеряющих температуру, давления, расходы, уровень и состав газов на тепловых и атомных электрических станциях и промышленных предприятиях для контроля и автоматизации тепловых процессов.

Рецензенты

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ, СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЙ И ПОГРЕШНОСТЯХ 5

ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИИ 5

ПОНЯТИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ 6

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ 7

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 7

ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ 10

ОЦЕНКА И УЧЕТ СЛУЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ 11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ 16

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ПОВЕРКА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ 26

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ, КОНСТРУКЦИИ И ПОВЕРКИ ТЕРМОМЕТРОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ 30

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВА И ПОВЕРКИ НОРМИРУЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 41

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИИ ЛОГОМЕТРА 45

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВА И ПОВЕРКИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ МАНОМЕТРОВ 52

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ДИАФРАГМЫ 62

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ НА ТВЕРДОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ 68

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ИПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ 76

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 80

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ 83

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ТОКОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 93

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА 100

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ТЕПЛОВУЮ ИЗОЛЯЦИЮ ТРУБОПРОВОДА 108

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №15 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО БЕСКОНТАКТНОГО ТЕРМОМЕТРА 113

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИИ ВЛАГОМЕРА ТВЕРДЫХ И СЫПУЧИХ ТЕЛ 121

ЛИТЕРАТУРА 124

Приложения 125

Введение

Технологические процессы современных теплоэнергетических объектов требуют контроля большого числа параметров. Поэтому вопросам обеспечения надежного и достоверного контроля за ходом технологического процесса в настоящее время уделяется исключительное внимание. Без достоверных значений параметров и автоматического контроля за этими значениями нельзя управлять технологическими и теплоэнергетическими процессами и агрегатами, без средств измерения невозможна автоматизация. Особенно большое значение приобретают вопросы обеспечения высокой достоверности измеряемых параметров в связи с задачами комплексной автоматизации теплоэнергетических процессов. В учебном пособии приведены лабораторные работы по всем разделам курса «Теплотехнические измерения и приборы». Расположение материала соответствует структуре учебной программы читаемого курса по теплотехническим измерениям и приборам. Лабораторные работы предусматривают знание основных принципов, методов и наиболее распространенных средств, применяемых для измерения теплотехнических параметров.

Лабораторный практикум предназначен для студентов вузов специальностей «Тепловые электрические станции», «Паротурбинные установки атомных электрических станций», «Промышленная теплоэнергетика» и «Автоматизация и управление энергетическими процессами».

Лабораторный практикум необходим при изучении курса «Теплотехнические измерения и приборы», а также при изучении курсов «Теплотехнические измерения и основы автоматического регулирования», «Электротехнические и теплотехнические измерения», «Автоматизированные системы управления на ТЭС», «Автоматизация водоподготовки и водно-химических режимов».

Общие сведения об измерениях, средствах измерений и погрешностях понятие об измерении

Если у – измеряемая величина, х - единица измерения, а с – числовое значение измеряемой величины в принятой единице, то результат измерения величины у:

y = сх, (1)

где уравнение (1) является уравнением измерения.

То есть измерением называется процесс получения опытным путем числового соотношения между измеряемой величиной и некоторым значением, принятым за единицу сравнения.

По способу получения числового значения искомой величины измерения можно разделить на два вида:

- прямые;

- косвенные.

К прямым измерениям относятся те, результаты которых получаются непосредственно из опытных данных. При этом значение искомой величины получается либо путем непосредственного сравнения ее с мерами, либо посредством измерительных приборов, градуированных в соответствующих единицах.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера, например, гиря – есть мера веса.

При прямых измерениях результат выражается непосредственно в тех же единицах, что и измеряемая величина.

y = z (2)

Здесь z - результат непосредственного измерения, например, измерение длины осуществляется метром; температуры – термометром, давления – манометром.

К косвенным измерениям относятся те, результат которых получается на основании прямых измерений нескольких других величин, связанных с искомой величиной определенной зависимостью.

В общем виде искомая величина у может быть определена некоторой функциональной зависимостью:

y = f(x_1,x₂,x₃,...х_n) (3)

Здесь х₁, х₂, ...х_n - значения величин, измеряемых прямым способом, например, определение расхода газа по перепаду давления на сужающем устройстве.

Косвенные измерения применяются в технике и научных исследованиях в тех случаях, когда искомую величину невозможно или сложно измерить непосредственно путем прямого измерения или когда косвенное измерение позволяет получить более точные результаты. В зависимости от назначения и от предъявляемой к ним точности измерения делятся на лабораторные и технические.

Под принципом измерения понимается совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.

Под методом измерений понимается совокупность приемов использования принципов и средств измерений.