Методы и средства измерений (стр. 5 из 5)

Таблица 3.2

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Внутренний диаметр трубопровода, мм	d	145 мм
2. Наружный диаметр трубопровода, мм	D	150 мм
3. Верхний предел измерения, м3/ч	Qmax	750
4. Наибольшее ЭДС, В	Еmax	8,5
5.Класс точности вольтметра	0,1
6.Внутреннее сопротивление вольтметра, кОм	Rv	1,1
7.Сопротивление жидкости между электродами, Ом	R	1,2
8.Показания вольтметра, В	U	5

3.2.1 Схема индукционного расходомера

Схема турбинного тахометрического расходомера приведена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема индукционного расходомера

3.2.2 Определение расхода по показанию вольтметра

Расход, соответствующий показанию вольтметра можно определить по формуле

Q=CU (3.1)

где С – цена деления вольтметра, м³/(В·ч)

С=6/4=1,5 м³/(В·ч)

При показании вольтметра U=5 В расход следующий:

Q=1,5·5=7,5 м³/ч

3.2.3 Определение абсолютной погрешности измерения расхода по классу точности вольтметра

Абсолютная погрешность вольтметра класса точности 0,2 определяем по формуле

(3.2)

где γ – приведенная погрешность вольтметра, %; X_N - нормирующее значение, В.

Абсолютная погрешность измерения расхода с учетом цены деления вольтметра

Δ_Q=0,02·1,5=0,03 м³/ч

При расходе топлива Q=2,4 В относительная погрешность измерений составит

%

3.2.4 Определяем погрешность измерения расхода от сопротивления жидкости между электродами

Так как вольтметр подключается параллельно измерительной цене расходомера, то

(3.3)

Поэтому при показании вольтметра U=5 В значение ЭДС в измерительной обмотке

В

Расход топлива соответствующий Е=4,99 В определяем по эмпирической формуле

(3.4)

где В – магнитная индукция между полюсами магнита, Тл; S – площадь поперечного сечения трубопровода, м².

Создаваемая цепью магнитная индукция – величина постоянная, её можно определить при наибольших показаниях расходомера:

(3.5)

Подставив полученное значение магнитной индукции в формулу, определим реальный расход топлива с учетом сопротивления жидкости между электродами

Абсолютная погрешность измерений расхода составит

D = Q – Q’ (3.6)

D=2,4-2,41=0,01 м³/ч

Результат измерения с учетом сопротивления жидкости между электродами и погрешность вольтметра запишем так:

Q=(2,14±0,03) м³/ч

ЗАДАНИЕ 4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА, ВЛАЖНОСТИ И СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ

4.1 Для определения влажности воздуха используется мостовая схема с термосопротивлениями, измеряющими температуру сухого и влажного воздуха. При температуре сухого термометра Т_с равновесие моста происходит при добавлении переменного сопротивления R_x.

Требуется:

1. Изобразить схему мостового психрометра.

2. Определить относительную влажность воздуха.

3. Определить погрешность измерения влажности при наличии погрешности измерения термосопротивления в пределах заданного класса.

Решение

Исходные данные сводим в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Температура сухого термометра Тс,	Тс	14 °С
2. Класс допуска ТС	В	-
3. Величина переменного сопротивления Rx,	Rx	25 Ом
4. Тип термосопротивления	ТСМ 100	-

4.1.1 Схема мостового психрометра

Схема мостового психрометра приведена на рис. 4.1.

4.1.2 Определяем относительную влажность воздуха

Величина переменного сопротивления определятся по формуле:

, (4.1)

где R_с, R_м – сопротивление сухого и мокрого термосопротивлений.Из формулы (4.1) получим

R_м = R_с – 2×R_x. (4.2)

Рис. 4.1. Схема мостового психрометра

При температуре Т_с = 14 °С термометр ТСМ 100 будет иметь сопротивление

R_с =110,65 Ом (см. решение задания 1.3), тогда

R_м =110,65-2·1=108,65,

что соответствует температуре Т_м = 20,21ºС

Пользуясь психрометрической таблицей, получим значение относительной влажности j = 64%

4.1.3 Определяем погрешность измерения влажности при наличии погрешности измерения термосопротивления в пределах заданного класса

Для класса допуска «В» ТСМ имеем величину погрешности

D= ±(0,25+0,035·Т),%

В нашем случае

D_с = ±(0,25+0,035·25)=1,125%

D_м = ±(0,025+0,035·15)=1,025%

Подставим величины сопротивлений в зависимость (4.1) для получения наибольшей разности,

Следовательно, температура с учетом погрешности термосопротивления составит Т_м = 19,7 °С. Таким образом, абсолютная погрешность измерения температуры мокрым термометром составит

D_м=20,21-19,7=0,5°С

Полученное значение свидетельствует о том, что в данном случае погрешность, обусловленная классом точности применяемых термосопротивлений, не будет влиять на точность определения относительной влажности вещества.

Заключение

В результате выполнения расчетной работы были изучены такие важные вопросы, как

– методы и средства измерения температуры;

– методы и средства измерения давления;

– методы и средства измерения расхода;

– приборы для измерения состава, влажности и свойств веществ.

Также углублены и закреплены знания по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля».

Библиографический список

1. О.А. Леонов, Н.Ж. Шкаруба Курсовое проектирование по метрологии, стандартизации и сертификации: учебное пособие. – М.

2. Курс лекций по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», доктор технических наук Леонов О.А.