Порядок проведения работы
1. Произвести выбор напряжения источника питания для токовой петли с нормированным сигналом 0…5 мА.
2. Используя лабораторный источник питания, собрать схему, соединив в последовательную цепь вышеуказанный источник питания, датчик давления с нормированным выходным сигналом 0…5 мА и измерительный прибор с диапазоном измерения 0…5 мА.
3.Снять статическую характеристику датчика давления, подавая на его вход давление с помощью пневматического прибора для поверки манометров.
4. Построить статическую характеристику системы «Датчик давления – нормирующий преобразователь – линия связи – измерительный прибор».
5. Рассчитать абсолютную и относительную погрешности системы измерения.
6. Повторить эксперимент пп. 2-5, предварительно включив в линию связи дополнительно магазин сопротивлений.
7. Определить предельное возможное сопротивление линии связи, при котором погрешность не выходит за пределы класса точности системы измерения.
Оформление отчета
Отчет должен содержать:
1 цель работы;
2 основные числовые значения нормированных выходных сигналов;
3 основной принцип, на котором работает контур измерения;
4 перечисление и объяснение функции основных компонентов токовой петли;
5 основные критерии выбора первичного преобразователя;
6 обоснование выбора устройства сбора данных для измерения тока;
7 пояснение влияния контура заземления на работу токовой петли;
8 расчет для выбора источника питания системы измерения.
9 статическую характеристику системы «Датчик давления – нормирующий преобразователь – линия связи – измерительный прибор
10 выводы.
Лабораторная работа № 13 изучение принципа действия преобразователя теплового потока Общие сведения
Количество теплоты, переданное через изотермическую поверхность в единицу времени, называют тепловым потоком. Тепловой поток измеряется в ваттах или ккал / ч. Тепловой поток, отнесенный к единице поверхности, называется плотностью теплового потока, q, Вт / м2.
Измерение плотности теплового потока позволяет количественно оценить теплотехнические качества изоляции зданий и сооружений, установить реальные расходы тепла, проходящие через различные поверхности. Плотность теплового потока определяют при различных теплотехнических испытаниях.
Метод измерения теплового потока основан на измерении перепада температуры на «вспомогательной стенке», устанавливаемой на исследуемом образце. Этот температурный перепад, пропорциональный в направлении теплового потока его плотности, преобразуется в э.д.с. батареей термопар, расположенных во «вспомогательной стенке» параллельно по тепловому потоку и соединенных последовательно по генерируемому сигналу. «Вспомогательная стенка» и батарея термопар образуют преобразователь теплового поток (далее ПТП).
Рисунок 13.1 Схема измерения плотности теплового потока: 1 -
исследуемый образец; tв ,tн – температура внутреннего и наружного воздуха; q – плотность теплового потока; 2 - ПТП; 3 - измерительный прибор.
Оригинальность устройства ПТП состоит в том, что функции «вспомогательной стенки», на которой создается разность температур, и измерителя этой разности объединены в одном элементе, представляющем собой пластину в форме прямоугольника, состоящую из батареи идентичных дифференциальных биметаллических термоэлементов, заформованных в электроизоляционный компаунд. Монолитность и жесткость конструкции с одновременной электроизоляцией термоэлементов обеспечивается использованием в качестве заливочного компаунда эпоксидной смолы с наполнителем – пудрой из кристаллического кварца. Термоэлементы изготовлены из константовой проволоки с медным покрытием, нанесенным гальваническим способом. Термоэлементы включены параллельно по измеряемому тепловому потоку и последовательно по генерируемому электрическому току.
Единичный биметаллический термоэлемент, повторяемый многократно последовательным соединением в электрической цепи для образования батареи приведен на рисунке 13.2.
Рисунок 13.2 Батарея биметаллических элементов:
1 - основной термоэлектрод (восходящая ветвь), 2 - вторичный термоэлектрод (нисходящая ветвь), 3 - каркас, 4 - спай термоэлемента.
Схема лабораторной установки
Лабораторная установка (рисунок 13.3) для определения погрешности измерения теплового потока с помощью ПТП состоит из: тепловой камеры 1, нагревательного элемента – 2, термопар – 3 (температура воздуха внутри камеры), 4 (температура на поверхности образца внутри камеры) , 5 (температура на поверхности образца снаружи), исследуемого образца - 6 и измерительного прибора – 7.
Рисунок 13.3 Схема лабораторной установки для определения погрешности измерения теплового потока с помощью ПТП:1 – тепловая камера, 2 – нагревательный элемент,3, 4, 5 – термопары, 6 – исследуемый образец, 7 – измерительный прибор.