Смекни!
smekni.com

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа по специальности 140102 (стр. 3 из 10)

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое погрешность измерения?

2. Какая погрешность называется абсолютной?

3. Какая погрешность называется относительной?

4. Какие погрешности методов измерений знаете ?

5. Как определяется работоспособность прибора?

6. Что такое класс точности прибора?

Литература: [1], с.1…10

РАЗДЕЛ 2 Измерительные преобразователи

Тема 2.1 Измерение температуры

Студент должен:

знать:

- температурные шкалы и методы измерения температуры;

- клас­сификацию приборов для измерения температуры;

- принцип действия датчиков и вторичных приборов для измерения температуры, их типы;

- устройства и ме­тоды температурной компенсации холодного спая;

уметь:

- пользоваться различными приборами и комплектами для изме­рения температуры;.

- выбирать нужный тип градуировки датчика по температуре
и соответствующий тип и градуировку вторичного прибор.;

Общие сведения о температуре и температурных шкалах.

Классификация приборов для измерения температуры.

Термометры расширения, их свойства, принцип действия и область применения.

Манометрические термометры, их устройство и принцип действия.

Термоэлектрические термометры. Термоэлектрический метод измерения температуры.

Типы, градуировки, устройство стандартных термоэлектрических преоб­разователей, термоэлсктродные (компенсационные) провода.

Термостатирование холодного (свободного) спая и схемы включения из­мерительного прибора в цепь преобразователя термоэлектрического. Автома­тическое введение поправки на изменение температуры холодного спая.

Вторичные приборы, применяемые с термоэлектрическими преобразова­телями, их типы и принцип действия.

Термопреобразоватсли сопротивления, их основные свойства и принцип действия.

Типы, градуировки и конструкции термопреобразователей сопротивле­ния. Вторичные приборы, применяемые с термопреобразователями сопротив­ления, их типы и принцип действия.

Схемы подключения термопреобразователей сопротивления к вторично­му прибору.

Измерение температуры тел по их излучению. Общие понятия и законы
теплового излучения нагретых тел.

Пирометры излучения, их типы, достоинства и недостатки.

Методические указания

Существует два определения температуры. Одно - с молекулярно-кинетической точки зрения, другое - с термодинамической. Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Мерилом температуры является не само движение, а хаотичность этого движения. Хаотичность состояния тела определяет его температурное состояние, и эта идея (которая впервые была разработана Больцманом), что определенное температурное состояние тела вовсе не определяется энергией движения, но хаотичностью этого движения, и является тем новым

В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая температура выражается в кельвинах, температура Цельсия — в градусах [1]. На практике часто применяют градусы Цельсия из-за привязки к важным характеристикам воды — температуре таяния льда (0° C) и температуре кипения (100° C). Это удобно, так как большинство климатических процессов, процессов в живой природе и т. д. связаны с этим диапазоном. Существуют также шкалы Фаренгейта и некоторые другие.

Для измерения температуры выбирается некоторый термодинамический параметр термометрического вещества. Изменение этого параметра однозначно связывается с изменением температуры. На практике для измерения температуры используют: жидкостные и механические термометры, термопару, термометр сопротивления, манометрический термометр, пирометр.

При измерении температуры различают 2 метода – контактный и бесконтактный. К приборам контактного метода относятся:

-термометры расширения, измеряющие температуру по тепловому расширению жидкостей (ртуть, керосин, спирт) (жидкостные термометры) или твердых тел (дилатометрические и биметаллические термометры);

-термометры манометрические, использующие зависимость между температурой и давлением газа (газовые термометры) или насыщенных паров жидкости (конденсационные термометры), а также между температурой и объемом жидкости (жидкостные термометры) в замкнутом пространстве термосистемы;

-термометры (преобразователи)термоэлектрические, действие которых основано на измерении термоэлектродвижущей силы (термо-э. д. с.), развиваемой термопарой (спаем) из двух разнородных проводников (ТХА, ТХК, ТПП и др);

- термометры (термопреобразователи) сопротивления, использующие зависимость электрического сопротивления вещества (медь, платина) от его температуры (ТСМ, ТСП и др.);

Также существуют термометры сопротивления и термометры термоэлектрические с унифицированным выходным (токовым) сигналом (ТСМУ, ТСПУ, ТХАУ, ТХКУ и др.). Для измерения разности температур в системах теплоснабжения используют комплекты термометров (КТСПР, КТПТР), специально подобранных по техническим параметрам (ΔR0, ΔW100).

К приборам бесконтактного метода относятся пирометры (пирометрические термометры): яркостные, измеряющие температуру по яркости накаленного тела в заданном узком диапазоне длин волн; радиационные, измеряющие температуру по тепловому действию суммарного излучения нагретого тела (во всем диапазоне длин волн); цветовые, принцип действия которых основан на измерении отношения энергий, излучаемых телом в разных спектральных диапазонах. По характеру получения информации различают пирометрические термометры для локального измерения температуры в данной точке объекта и для анализа температурных полей.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какая физическая величина называется температурой?

2. Какие методы измерения температуры применяются при измерениях?

3. На чем основан принцип действия термометров расширении?

4. Какие типы термопар применяются в промышленности?

5. Чем отличается термопара от термометра сопротивления?

6. На чем основан принцип действия пирометров излучения?

Литература: [2], с.33…50

Тема 2.2. Измерение давления, разности давлений и разрежения

Студент должен:

знать:

- единицы измерения давления в системе СИ;

- классификацию приборов давления в зависимости от метода измерения;

- типы приборов с дистанционной передачей показаний;

- принцип действия и конструкцию приборов для измерения давления,

уметь:

- уметь производить перевод единиц измерения давления из одной системы в другую;

- производить выбор технических манометров на определенный предел измерения;

- пользоваться различными типами приборов для измерения дав­ления, разности давлений и разрежения.

Виды давления. Единицы измерения давления. Классификация приборов для измерения давления.

Жидкостные приборы для измерения давления, их типы и принцип дейст­вия. Поправка к показаниям жидкостных приборов для измерения давления.

Деформационные манометры. Типы упругих чувствительных элементов деформационных манометров. Типы и принцип действия деформационных ма­нометров.

Электрические приборы для измерения давления.

Пьезоэлектрические манометры. Манометры сопротивления. Манометры с тензопреобразователями, их типы и принцип действия. Грузопоршневые ма­нометры.

Дифференциальные манометры.

Манометры с дистанционной передачей показаний: с дифференциально-трансформаторным, магнитомодуляционным преобразователями и тензопреоб-

разователем.

Вторичные приборы, работающие в комплекте с приборами давления с дистанционной передачей показаний. Типы приборов, особенности их конст­рукций.

Напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры, вакуумметры, моновакууммет­ры, их типы, устройство и принцип действия

Методические указания

Давление является одной из характеристик состояния жидких и газообразных тел. Давление представляет собой распределенную силу, действующую нормально к поверхности, которая омывается газом или жидкостью. В связи с этим единица давления должна представлять производную от единиц силы и площади. Измерение давления необходимо для управления технологическими процессами и обеспечения безопасности производства.

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы: манометры — для измерения избыточного давления, мановакуумметры — для измерения вакуумметрического и избыточного давлений, вакуумметры — для измерения вакуумметрического давления (вакуума), барометры — для измерения атмосферного давления, ннапорометры - для измерения малых избыточных давлений, тягомеры - для измерения малых разряжений, тягонапоромеры - для измерения малых давлений или разряжений, дифференциальные манометры — для измерения разности давлений, барометры - для измерния атмосферного давления.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные (приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровнен жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными , к этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, дифманометры и др), деформационные (измеряемое давление уравновешивается силами упругого элемента, деформация которой служит мерой давления, в качестве упругого элемента применяют трубчатую пружину, мембрану или сильфон) , грузопоршневые (измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень) и электрические (изменение тех или иных электрических свойств вещества под действием измеряемого давления.- тензометрические и пъезометрические приборы ).