7.2 Показатель тепловой инерции  термопары

7.2.1 На полученный график переходной характеристики термопары карандашом нанесите оси времени и температуры.

7.2.2 Примите установившееся отклонение температуры за единицу: _МАХ = 1.

7.2.3 На уровне, равном 0,63 _МАХ от первоначальной температуры, параллельно оси времени проведите линию.

7.2.4 На оси времени отметьте проекцию точки пересечения линии 0,63 _МАХ с экспериментальной кривой и линейкой измерьте отрезок _ , заключенный между этой отметкой и началом отсчета (моментом нанесения ступенчатого возмущения измеряемой температурой).

7.2.5 Зная скорость диаграммной ленты, выразите длину измеренного отрезка в секундах, получив значение показателя _ тепловой инерции.

7.2.6 Сравните полученное для данного типа термопары значение _ со справочными данными [Л7, стр.34…41].

7.2.7 Сделайте вывод о работоспособности исследованной термопары.

8. Оформление протокола

8.1 На титульной стороне двойного листа укажите Ф.И.О. студента, группу, бригаду, наименование и дату выполнения лабораторной работы.

8.2 Выполните краткое описание стенда с поясняющими рисунками и порядка выполнения работы.

8.3 Приведите результаты наблюдений и расчетов (таблицы, расчеты, формулы, график), сделайте выводы по полученным результатам.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9

Изучение термометра сопротивления

1. Цель работы

Целью работы является изучение проволочных термометров сопротивления и определение их метрологических характеристик.

2. 2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда

3. Общие положения

Термометры сопротивления (ТС) применяют в промышленности для измерения температур в диапазоне от минус 260 до +1100 ⁰С. В пищевых производствах ТС обычно используют в диапазоне от минус 50 до плюс 200 ⁰С.

Принцип действия термометров сопротивления основан на зависимости электрической проводимости металлов (проволочные ТС) и полупроводников

(термисторы, позисторы) от температуры.

Согласно ДСТУ 2858-94 чувствительный элемент проволочного ТС представляет собой платиновую, медную либо никелевую проволоку, намотанную бифилярно на керамический или другой каркас.

Современные платиновые и медные ТС имеют классы допуска А, В, С, а никелевые – только С. При этом каждому классу соответствует свои коэффицменты в формуле расчета максимально допустимой абсолютной погрешности измерения.

Номинальные статические характеристики преобразования (НСХ) ТС, называемые градуировками, обозначают цифрой (значение сопротивления R₀ термометра при 0 ⁰С) и буквой (материал проводника: М-медь, П-платина, Н-никель), причем ТС выпускают со значением R₀ согласно такому ряду: 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 Ом. С увеличением R₀ чувствительность ТС возрастает. Наиболее распространены ТС градуировок 50П, 100П, 500П, 1000П и 50М, 100М.

Ранее в странах СНГ никелевые ТС не выпускались, платиновые ТС имели класс точности 1 и II, а медные – II и III. Платиновые ТС имели НСХ, обозначавшиеся гр. 20 (здесь R₀=10 Ом), гр. 21 (где R₀=46 Ом) и гр. 22 (R₀=100 Ом). Медные ТС имели такие НСХ: гр.23 (R₀=53 Ом) и гр.24 (R₀=100 Ом).

Медные термометры имеют диапазон измерения [–50…200]⁰С, а платинових [–200…1100]⁰С.

От механических и химических повреждений чувствительный элемент термометра сопротивления защищают чехлом, который бывает различной длины, толщины и материала. Это определяет, соответственно, глубину установки датчика в объекте, допустимые давления и агрессивность среды, где измеряют температуру. Чувствительный элемент 1 (рис.20), расположенный в конце

Рис. 20 Проволочный термометр сопротивления

защитного чехла 2, соединен с монтажными контактами 3 проводами, которые во избежание короткого замыкания продеты сквозь керамические бусы 4. Контакты 3 расположены в пластмассовой головке 5, что делает к ним легкий доступ при снятой крышке 6 головки. Для уменьшения инерционности свободное пространство между стенками защитного чехла и чувствительным элементом заполнено порошком 7 (окисла алюминия или титана), имеющим высокую теплопроводность.

В производственных условиях проверку работоспособности ТС обычно не проводят или осуществляют по реперным точкам – температуре плавления льда и кипения воды. Лабораторная работа в данном случае включает в себя определение соответствия номинальной статической характеристики преобразования (НСХ) и показателя тепловой инерции _ испытываемого термометра сопротивления справочным данным.

4. Контрольные вопросы

4.1 Конструкции и принцип действия термометров сопротивления?

4.2 Из каких материалов изготавливают чувствительные элементы ТС?

4.3 Назовите діапазоні измерения медных и платинових ТС?

4.4 Какие классы допуска ТС применялись ранее и теперь?

4.5 Какие градуировки ТС использовались ранее и теперь?

4.6 Как определить инерционность ТС?

5. Описание лабораторного стенда