Зависимость, выраженная уравнением (5), является уравнением идеальной статической характеристикой термопары. Строится она по градуировочным таблицам.
Динамическая характеристика термопары представляет собой зависимость ТЭДС от температуры во времени. Наиболее показательной формой динамической характеристики является временная характеристика, когда входная величина термопары, т. е. температура, меняется скачкообразно (рис. 17).
Выходной величиной термопары является ТЭДС Е, а входной — температура Qср измеряемой среды, которые связаны между собой дифференциальным уравнением апериодического звена
Tвос – dE/dt + E = K * Qср, (11)
решив которое, получим:
Xвых = K * Xвх * (1— e-t/T) (12)
Построенная по уравнению (12) временная характеристика апериодического звена представляет собой экспоненту, из свойств которой известно, что если из любой ее точки провести касательную до пересечения с прямой нового установившегося значения выходной величины, то проекция этой касательной на ось времени есть величина постоянная для данной экспоненты и равна постоянной времени Т. Таким образом, под постоянной времени можно условно понимать время, в течение которого выходная величина, изменяясь с постоянной скоростью после скачкообразного изменения входной величины, достигнет нового установившегося значения. За время Т отклонение выходной величины апериодического звена, под действием скачкообразного изменения величины достигает 63,2 % от максимального отклонения. Постоянная времени характеризует инерционные свойства термопар (рис.17).
Рис.17 — Временные характеристики термопары
а — статическая, б — динамическая
Стартовое положение
Стартовое положение прибора в данной лабораторной работе представлено на рисунке 18.
Рис. 18 — Внешний вид электрического термометра напряжения в лаборатории.
Порядок действий
1. Установите температуру нагрева печи 80оС с помощью регулятора.
2. Включите прибор с помощью тумблера. И дождитесь нагрева печи до указанной температуры.
3. Возьмите блокнот, нажав на него.
4. Вставьте термометр в печь. В процессе нагрева, показания термометра будут меняться и автоматически фиксироваться в блокноте.
5. Результаты измерений занесите в отчет.
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее:
1. Краткое описание и принцип действия электрического термометра сопротивления.
2. Порядок измерений.
3. Протокол поверки, согласно таблице 6.
4. График нагрева термометра во времени.
5. Вывод о погрешности измерения термометра при 80ºС. Основную приведенную погрешность g определяют по формуле:
g = (Tз − TИ)*100 / Tз, (13)
Tз — заданное значение температуры;
TИ — измеренное значение температуры.
Таблица 6 — Протокол поверки термометра в пределах 80ºС
| № измерения | Время t, сек | Температуа Т, ºС |
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 | ||
| 8 | ||
| 9 | ||
| 10 | ||
| 11 | ||
| 12 | ||
| 13 | ||
| 14 | ||
| 15 |
Контрольные вопросы
1. Принцип действия термоэлектрических термометров.
2. Статическая характеристика термопар
3. Динамическая характеристика, термопар.
Лабораторная работа № 5
«Изучение приборов для измерения давления»
Цель лабораторной работы
Изучение принципа действия и конструкции деформационных чувствительных элементов и поверка трубчатого манометра.
