Приборы для измерения температуры, работающие в комплекте с термометром сопротивления.

Цель работы:

Изучение принципа действия, устройства и технических характеристик:

­ электронного автоматического моста типа МСР1-01;

­ автоматического моста типа КВМ1-513И;

­ полуавтоматического потенциометра Р368;

­ логометра типа ЛПр-53.

С помощью перечисленных приборов произвести измерение температуры в печи и вычислить в каждом случае возможную погрешность прибора.

В

Rт

R3

R2

R1

Rл

Rш

У

Rр

Rп

Rл

~6.3 В

Рис. 1. Принципиальная схема МСР1-01

1.1 Краткие теоретические сведения

Описание приборов:

 

1. Электронный автоматический мост МСР1-01. (Рис. 1)

 

R₁, R₂, R₃ – сопротивления плеч моста;

R_Р – сопротивление реохода;

R_Ш – шунт реохода, служит для подгонки сопротивления к стандартной величине 90 Ом;

R_П – сопротивление, служащее для подгонки реохода до величины соответствующей данному пределу измерения;

R_Т – термометр сопротивления.

При изменении температуры меняется сопротивление R_T, равновесие моста нарушается. В измерительной диагонали АВ моста появляется напряжение, которое усиливается электронным усилителем У до величины достаточной для приведения в действие реверсного двигателя РД–09. Ротор двигателя, вращаясь, будет перемещать движок В по реоходу до момента наступления равновесия моста. Каждому значению измеряемой температуры соответствует определенная величина сопротивления термометра, а, следовательно, и определенное положение движка реохода и связанного с ним указателя пером.

Основные технические характеристики моста МСР1-01:

1. основная погрешность показаний прибора не превышает 0,5% от области измерения;

2. погрешность записи не превышает 1% от области измерения;

3. вариации показаний не превышает 0,5% от области измерения;

4. порог чувствительности приборов составляет не более 0,1% от области измерения;

5. погрешность срабатывания контактов позиционного регулирующего устройства не превышает 1% от области измерения;

6. время прохождения указателя с пером всей длинны шкалы, в зависимости от разновидности приборов, может иметь одно из следующих значений: 2,5 или 8 секунд.

 

2. Автоматический мост типа КВМ1-513И.

Основные технические характеристики моста КВМ1-513И:

1. автоматический уравновешивающий мост типа КВМ1-513И предназначен для измерения температуры и других величин, значения которых может быть преобразовано в постоянный ток;

2. основная погрешность показаний прибора при температуре окружающей среды 20 ± 5, и относительной влажности 30 – 80%не превышает 0,5% от области измерения;

3. вариации показаний не превышает для приборов класса 0,5 - 0,5% и для приборов класса 0.25 – 0,2% от области измерения;

4. изменение показаний приборов, вызванное изменением температуры окружающей среды (воздуха) не превышает 0,25%;

5. погрешность срабатывания контактов позиционного регулирующего устройства не превышает 1% от области измерения;

6. питание силовой схемы приборов осуществляется переменным током напряжением 127В и частотой 50 Гц;

7. время прохождения указателя с пером всей длинны шкалы, в зависимости от разновидности приборов, может иметь одно из следующих значений: 2,5 или 10 секунд;

8. градуировки вольтметров, амперметров, ваттметров на постоянном токе, а также для измерения токов, напряжений и сопротивлений.

 

3. Полуавтоматический потенциометр Р368.

Полуавтоматический потенциометр предназначен для поверки и градуировки вольтметров и ваттметров на постоянном токе, а также для измерения токов, напряжений и сопротивлений.

Потенциометр состоит из неавтоматической части, имеющей две декады ручной компенсации измеряемого напряжения, декады фиксированных напряжений, декады НЭ и автоматической части – автокомпенсатора напряжения (АКН). АКН работает со встроенным усилителем. Рис. 2. Принципиальная схема Р368

АК – компенсатор

1AK – включение АК при настройке рабочего тока

2АК – включение АК при проверке приборов

3АК – включение АК при включение АК при установке напряжения в параллельной цепи ваттметра

И – указывающий прибор АК

1П1, 1П2 – переключатель пределов измерения

2П и 3П – переключатели I и II декад.

7П – переключатель декады фиксированных напряжений.

8П – декада нормального элемента.

Х – измеряемое напряжение.

ДН – делитель напряжения.

НЭ – нормальный элемент.

Э – экран.

АКН – автокомпенсатор напряжений. Измеряемая ЭДС подключается к зажимам Х. Основная часть измеряемого напряжения компенсируется на декадах I, II. Разность между измеряемой ЭДС и компенсационным напряжением автоматически уравновешивается и измеряется АКН.

Класс точности 0,02

 

4. Логометр ЛПр-53. (Рис. 2)

 

Логометры используются для измерения и записи температуры в комплекте с термометрами сопротивления.

R₁¸R₃ – сопротивления плеч моста (R₁ = R₃);

R₄ – постоянный резистор;

R_T – термометр сопротивления;

R_П1 – подгоночный резистор подключен в плечо R₂;

R_П2 – подгоночный резистор включен в цепь R_T;

R_Р1, R_Р2 – рамки логометра, включенные в диагональ ab;

R₅, R₆ – резисторы, служащие для получения заданного угла отклонения подвижной части и температурной компенсации прибора.

Мост находится в равновесии при сопротивлении R_T, соответствующем середине шкалы прибора. При этом из-за равенства потенциалов в вершинах a и b падение напряжения на плечах.

R₁ и R₃ (значит токи в рамках R_Р1 и R_Р2 равны).

При отклонении измеряемой температуры от значения, соответствующего средней отметке шкалы равновесие моста нарушается. Рис. 2

Принципиальная схема ЛПр-53

 

Повышение температуры вызывает возрастание сопротивления R_T, это приводит к уменьшению тока в рамке R_Р2. Возникает разность вращающихся моментов рамок, которая заставляет подвижную часть поворачиваться до наступления нового равновесия, обусловленного выравниванием моментов из-за переменной ширины воздушного зазора.

Действие прибора основано на измерении сил токов, протекающих в двух параллельных электрических цепях, питаемых от постороннего источника постоянного тока, в каждую из которых включено по одной рамке.

 

В данной работе произвести измерение температуры с помощью следующих приборов: электронного автоматического моста типа МСР1-01, автоматического моста типа КВМ1-513И, полуавтоматического потенциометра Р368, логометра типа ЛПр-53. Полученные результаты измерений проверить, находятся ли пределах допустимых погрешностей приборов.

 

1.3. Контрольные вопросы

1. Зависимость Rt от Т у полупроводниковых ТС (тиристо­ров). (Ответ: зависимость нелинейная, чувствительность уменьшается с ростом температуры)
2. Основные недостатки ТС (Ответ: значительная инерционность вследствие большой массы).
3. Что означает градуировка, например, 100 М, 50 П. Кратко тип НСХ однозначно определяется двумя параметрами: R0 – сопротивлением ЧЭ при 0°С (100Ом – платина, 50Ом – медь соответственно) и W100 – отношением сопротивления ЧЭ при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С ()

1.4. Оформление отчета

1.4.1 Цель работы.

1.4.2 Краткое описание эксперимента.

1.4.3 Графический и табличный материал эксперимента.

 

Список литературы к лабораторным занятиям:

1. Гетманов В.Г., Жужжалов В.Е. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: МГТА – 2003.-77с.

2. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. М.: «Высшая школа». – 2002.-205с.