МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт – Энергетический

Специальность – Котло- и реакторостроение

Кафедра – ПГС и ПГУ

ИЗУЧЕНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАЛИБРАТОРА МЕТРАН 510-ПКМ

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу «Метрология, сертификация и стандартизация»

Выполнили: студенты группы 6491 _____________ Агапеев М.С.

_____________ Шнайдер Я.В.

(дата)

Проверил: инженер _____________ Кривогузова Ю.К.

(подпись)

_____________

(дата)

Томск – 2012

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы заключается в изучении принципа действия и устройства многофункциональных калибраторов типа Метран 510-ПКМ, предназначенных для поверки термопреобразователей сопротивления и термопар, а также измерительных приборов, работающих в комплекте с ними.

Задачей лабораторной работы является изучение конструкции и принципа действия многофункционального калибратора типа Метран 510-ПКМ.

КАЛИБРАТОР МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ

МЕТРАН 510-ПКМ

Калибратор многофункциональный портативный Метран 510-ПКМ предназначен для измерений и воспроизведений сигналов силы и напряжения постоянного электрического тока, сопротивления, для измерения и воспроизведения электрических сигналов ТЭП и ТПС.

Калибратор применяется в полевых и лабораторных условиях как рабочее или эталонное средство измерений для проверки, калибровки и настройки различных измерительных и измерительно-вычислительных комплексов, а также показывающих и регистрирующих приборов.

Калибратор обеспечивает следующие режимы работы:

- измерение сигналов постоянного тока, напряжения постоянного тока, активного сопротивления;

- воспроизведения (генерация) сигналов постоянного тока, напряжения постоянного тока, активного сопротивления;

- одновременная генерация и измерение любого параметра: сигналов постоянного тока, активного сопротивления.

Калибратор Метран 510-ПКМ позволяет осуществлять проверку практически всех датчиков и приборов теплотехнического контроля (рисунок 1).

Калибратор многофункциональный Метран 510-ПКМ представляет собой электронный прибор, в состав которого входят следующие элементы:

- блок питания;

- электронный блок с жидкокристаллическим буквено-цифровым дисплеем (ЖКИ);

- адаптер RS232 для связи с ПК (по заказу);

- сервисное программное обеспечение для PC (по заказу);

- аккумулятор (NiCd, NiMH – типоразмер АА);

- термозонд для компенсации температуры холодного спая термопар;

- переходник для термопар;

- электрический кабель для подключения поверяемого прибора;

- электрические кабели для генерации/измерения сопротивления (в кабеле для генерации/измерения сопротивления: короткие выводы – токовые; длинные выводы – напряжения; красные – (+); черные – (–).

Структурная схема внешних электрических соединений калибратора на рисунке 2.

Калибратор выполнен в виде портативного ручного прибора в пластмассовом корпусе, на лицевой поверхности которого размещены клавиатура и жидкокристаллический буквенно-цифровой дисплей.

На верхней поверхности калибратора расположены гнезда и разъемы для подключения к внешним объектам и приборам соответственно в режимах измерения и генерации электрических сигналов. Также имеется гнездо для подключения блока питания от сети переменного тока 220 В и последовательный порт RS232 для связи с персональным компьютером. На задней стороне калибратора устанавливаются аккумуляторы для обеспечения работы в автономном режиме. Калибратор включает в себя интерфейсный модуль и модуль сбора и обработки данных.

Внешний вид калибратора, обозначение и назначение клавиш, а также места внешнего подсоединения калибратора представлены на рисунке 3.

Диапазоны измерения и воспроизведения и предел допускаемой основной погрешности для соответствующей функции приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Диапазоны измерения и воспроизведения и предел допускаемой основной погрешности для соответствующей функции калибратора

Функция	Диапазон	Цена младшего разряда	Предел допускаемой основной погрешности, ±(%ТВ+%ВП)
Измерение силы постоянного тока	±(0-5 мА) ±(5-22 мА)	0,0001 мА	0,015% + 0,25 мкА 0,015% + 1 мкА
Воспроизведение силы постоянного тока	0-5 мА 5-20 мА	0,0001 мА	0,015% + 0,25 мкА 0,015% + 1 мкА
Измерение напряжения постоянного тока	0-0,1 В 0,1-1 В 1-1,1 В	1 мкВ 0,01 мВ 0,1 мВ	0,015% + 5 мкВ 0,015% + 0,05 мВ 0,015% + 0,55 мВ
Воспроизведение напряжения постоянного тока	0-0,1 В 0,1-1 В 1-5 В	10 мкВ 0,01 мВ 0,1 мВ	0,015% + 5 мкВ 0,015% + 0,05 мВ 0,015% + 0,25 мВ
Измерение сопротивления постоянному току	0-400 Ом 0,4-2 кОм	0,001 Ом 0,01 Ом	0,015% + 0,02 Ом 0,015% + 0,1 Ом
Воспроизведение сопротивления постоянному току	0-400 Ом 0,4-2 кОм	0,001 Ом 0,01 Ом	0,015% + 0,02 Ом 0,015% + 0,1 Ом
Примечания: ТВ – значение текущей измеряемой или генерируемой величины в %; ВП – значение верхнего предела измеряемой или генерируемой величины в %.

Дополнительная погрешность в диапазоне температур от 0 до 10 ⁰С и от 40 до 50 ⁰С составляет не более ±0,001 % от значения температуры верхнего предела измеряемой или генерируемой величины при измерении и воспроизведении тока, напряжения и сопротивления.

Измеряемые электрические сигналы через цепи защиты, предохраняющие электронную схему от перегрузок, попадают на вход многоканального АЦП, преобразующего величину измеряемого электрического сигнала в цифровой код, который обрабатывается микропроцессором. Для обеспечения заданной высокой точности предназначены источник опорного напряжения (ИОН) и датчик температуры (ДТ), при помощи которого осуществляется термокомпенация ИОН и измерительных цепей, минимизируя тем самым зависимость погрешности измерения от температуры окружающей среды.

Функции управления калибратором и обработки результатов измерений возможны на микропроцессор модуля сбора и обработки информации электронного блока, а функции вывода информации на дисплей и ввода с клавиатуры – на контроллер дисплея и клавиатуры интерфейсного модуля.

Питание калибратора осуществляется от встроенного аккумулятора или от внешнего источника питания от сети переменно тока 220 В.

Для взаимодействия с персональным компьютером служит адаптер, который подключается к разъему RS232 на корпусе калибратора.

Режимы работы калибратора

В ключается калибратор нажатием клавиши «Питание/подсветка» более чем на одну секунду. После включения питания на ЖКИ отображается главное меню, позволяющее выбрать требуемый режим работы. Активная строка меню обозначается треугольным маркером (значок ).

Для выбора необходимого пункта меню можно пользоваться как клавишами «Вверх», «Вниз», так и цифровыми клавишами, соответствующими порядковому номеру нужного пункта меню. После выбора необходимого пункта необходимо использовать клавишу «Ввод» либо клавишу «Вперед» джойстика клавиатуры.

1 Работа в режиме генерации

Режим генерации предназначен для генерации различных сигналов произвольной величины.

Для работы в режиме генерации выбирают в главном меню пункт «1.Генерация» и нажимают клавишу «Вперед»(или «Ввод»).

1.1 Генерация напряжения

Для работы в режиме генерации напряжения необходимо в меню «Генерация» выбрать «1. Напряжение» и нажать клавишу «Вперед». На ЖКИ отобразится подменю задания параметров генерации напряжения.

Для задания целевого значения установите маркер на строке «1. Задать» и нажмите клавишу «Вперед». После этого калибратор войдет в режим редактирования, идентичный при задании любой численной величины. В этом режиме клавиши калибратора приобретают несколько отличные функции. Под одной из цифр редактируемой величины появляется курсор в виде подчеркивания:

Клавишами джойстика можно переместить курсор влево или вправо под другую цифру (клавиши «Вперед», «Назад»).

В режиме редактирования численной величины отображается знак числа, даже если он положительный. Это предусмотрено для ввода отрицательного значения, например, температуры.

После окончания набора цифр целевого значения нажмите клавишу «Ввод» для его фиксации. Курсор и знак, а также пустые нули до точки (если есть) исчезнут.

Выберите пункт подменю «2.Постоянное» и нажмите клавишу «Вперед». На ЖКИ появится сообщение о самокалибровке АЦП, а затем отобразится режим генерации постоянного напряжения:

1.2 Генерация сигналов термопары

Для работы в режиме генерации сигналов термопары выбирают в меню «Генерация» пункт «6.Термопара» и нажимают клавишу «Вперед» (или «Ввод»). При этом на ЖКИ отобразится подменю выбора типа термопары:

Прокручивая меню, выбирают необходимый тип термопары и нажимают клавишу «Вперед». После этого откроется подменю температуры холодного спая:

Для задания постоянного значения температуры холодного спая установите маркер на строке «1.Задать» и нажмите клавишу «Вперед».

После этого калибратор войдет в режим редактирования численных величин. После редактирования температуры холодного спая, для фиксации цифр нажмите клавишу «Ввод».

В случае использования заданного постоянного значения температуры холодного спая установите маркер напротив строки «2.Задан. const» и нажмите клавишу «Вперед».

В случае измерения температуры холодного спая внешним термосопротивлением установите маркер напротив строки «3.Изм.внеш.T-R» и нажмите клавишу «Вперед».

2. Работа в режиме измерения

Для работы в режиме необходимо выбрать в главном меню пункт «2.Измерение» и нажать клавишу «Вперед» (или «Ввод»). На ЖКИ отобразится подменю измерения, служащее для выбора типа измеряемого сигнала: