Метрология. Контрольные вопросы для самопроверки. Содержание предлагаемого учебного пособия основано на программе дисциплине Технические измерения и приборы
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
4.8.1. Описание лабораторной установки Установка для измерения радиационной температуры объ- екта состоит из комплекта серии АПИР–С, включающего: пиромет- рический преобразователь полного излучения ППТ–142 , преобра- зователь измерительный вторичный ПВВ–0 и вторичный регистри- рующий прибор КСП–3, излучатель с регулируемой температурой. Конструкция преобразователя типа ППТ–142 показана на рис. 3.8.5 в п. 3.8.2. Оптическая система зеркальная. Входное от- верстие корпуса преобразователя закрыто лавсановой пленкой, пропускающей инфракрасные лучи. Снаружи пленка защищена жалюзи. Приемником излучения служит термобатарея из хромель– копелевой фольги. Для уменьшения погрешности преобразователя от воздействия окружающей температуры предусмотрена темпе- ратурная компенсация. Измерительная схема преобразователя подключена с применением мостовой схемы компенсации (рис. 4.8.2). Одно из сопротивлений мостовой схемы R м выполнено из меди и расположено рядом с приемником излучения. Сигнал с преобразователя ППТ–142 поступает во вторичный измерительный преобразователь типа ПВВ–0 (преобразователи типа ПЧД работают с преобразователями ПВВ–3). Во вторичных измерительных преобразователях обоих типов ( рис. 4.8.3) используются следующие комбинации функциональных блоков. ПП–0 – промежуточный преобразователь, преобразующий выходной сигнал пирометрического преобразователя в напряже- ние 0 – 2 В постоянного тока, обеспечивающий ручную коррекцию на излучательную способность объекта, а также периодический контроль и калибровку измерительного преобразователя; БФ – функциональный блок, предназначенный для линеари- зации сигнала 0 – 2 В; 134 БЗ – блок запоминания, обеспечивающий запоминание мак- симальных значений измеряемой температуры (например, при из- мерении температуры поверхности объектов, движущихся в поле визирования первичных преобразователей). В схемах включения блока ВЗ предусматривается установка шунтирующего переключа- теля В, позволяющего переводить комплект пирометра из режима запоминания максимальных значений температуры объекта в ре- жим обычного измерения температуры; Рис. 4.8.2. Электрическая схема преобразователя ППТ–142 Рис. 4.8.3. Структурная схема вторичного измерительного преобразователя БУ – блок выходного усилителя, преобразующий сигнал 0 – 2 В в унифицированные выходные сигналы ГСП. БУ–01 135 (0 – 5 мА); БУ–02 (0 – 10 мА); БУ – 03 (4 – 20 мА); БИ – блок индикации для визуального контроля выходного сигнала вторичных измерительных преобразователей. Блок со- держит показывающий вольтметр или миллиамперметр класса точности 1,0; БП – общий блок питания; питание вторичных измеритель- ных преобразователей осуществляется от сети переменного тока ( напряжением) 220 +22 (-33) В, частотой (50 + 1) Гц, потребляемая мощность не более 15 В. 4.8.2. Порядок выполнения работы 1. Подайте переключателем «Сеть», расположенным на пе- редней панели блока питания БП–01, напряжение питания прибо- ра и погрейте его в течение 10 минут. 2. Произведите калибровку прибора следующим образом: - установите переключатель «ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБ- НОСТЬ» в положение «0,1»; - установите переключатель «КОНТРОЛЬ 1» - «Контроль 2» в положение «КОНТРОЛЬ 2»; - нажмите кнопку «УСТАНОВКА НУЛЯ» и потенциометром « Установка нуля» установите в среднее положение стрелку инди- катора; - нажмите кнопку «КАЛИБРОВКА» и потенциометром «Ка- либровка» установите стрелку в среднее положение. 3. Включите нагреватель, запишите температуру объекта и показания пирометрического комплекта. 4. Сравните показания комплекта пирометра и измерения, произведенные термопарой. Изменив излучательную способность, повторить измерения. 4.8.3. Содержание отчета Отчет должен быть оформлен в соответствии с требования- ми стандарта предприятия (МГТУ). Отчет составляется каждым студентом, и включать в себя: – наименование работы, цель работы, теоретическое введе- ние (конспективно), схемы приборов; – краткое описание к схеме пирометрического преобразова- теля ППТ–142; – краткое описание и схема вторичного измерительного пре- образователя ПВВ–0; – показатель визирования преобразователя ППТ–142 (1:5). Расчет диаметра объекта D при расстоянии от преобразователя до объекта 1 м; 136 – результаты эксперимента и график изменения температу- ры измеренной пирометрическим преобразователем АПИР-С для разных степеней черноты, рис 4.8.4; 6. Выводы по результатам измерения и построенному гра- фику. Рис. 4.8.4. Изменение температуры для различных степеней черноты 4.8.4. Контрольные вопросы 1. Оцените систематическую погрешность измерения темпе- ратуры радиационным методом. Радиационная температура t p = 1527 0 C, коэффициент теплового излучения ε т = 0,38. 2. Пирометр полного излучения (радиационный) имеет пока- затель визирования n = 1/7, диаметр калильной трубки, на которую визируется пирометр, 30 мм. 3. Можно ли пирометром полного излучения измерить темпе- ратуру слитка в нагревательном колодце, если сторона слитка имеет размеры 1800х400 мм, расстояние от слитка до пирометра 1400 мм, показатель визирования n = 1/7? 4. Каким образом в пирометрическом преобразователе ППТ– 142 исключается влияние температуры корпуса телескопа? 5. Какие существуют способы исключения влияния темпера- туры корпуса телескопа на результат измерения? 6. Оцените погрешность измерения пирометром полного из- лучения, если в преобразователе ПВ–0 установлен коэффициент теплового излучения ε т =0,4, а фактически ε т =0,37. 137 Таблица 4.8.1 Суммарный коэффициент черноты излучения T ε Материал Температура материала, 0 С Коэффициент черноты, T ε Алюминий: полированный сильно окисленный Вольфрам: нить Железо: полированное покрытое толстым слоем ржавчины литое необработанное Сталь: листовая шлифованная прокатанная окисленная листовая шероховатая расплавленная Чугун: полированный покрытый пленкой окисленный шероховатый расплавленный Огнеупор: слабо излучающие сильно излучающие Кирпич: динас шамот магнезит Медь: полированная слегка окисленная окисленная при нагреве до 600 0 С 200 – 600 100 – 600 230 – 2230 2800 425 – 1020 40 925 – 1125 930 40 40 1600 – 1800 200 40 40 – 250 1300 – 1400 1000 1000 1000 1000 1000 40 200 – 600 0,04 – 0,06 0,20 – 0,33 0,54 – 0,31 0,39 0,144 – 0,377 0,85 0,87 – 0,95 0,55 0,66 0,80 0,28 0,21 0,70 – 0,80 0,95 0,29 0,75 0,85 – 0,90 0,85 0,59 0,38 0,05 0,57 – 0,55 138 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Бриндли К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1991. 2. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы темпера- турных измерений. – М.:, Энергоатомиздат, 1992. 3. Государственный стандарт РФ ГОСТ 8.585-2001. Термо- пары. Номинальные статические характеристики преобразования. – Москва: Госстандарт России, 2001. 4. Гарсиа В. Измерение температуры: теория и практика. // Современные технологии автоматизации. №1, 1999. 5. Фрайден Дж. Современные датчики: Справочник: Пер. с англ. – Москва: Техносфера, 2005. 6. Измерение в промышленности: Справ. Изд. В 3х кн./Кн.2. Способы измерения и аппаратура: Пер. с нем./Под ред. Профаса П. – 2е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1990. 7. Раннев Г.Г. Методы и средства измерений: Учебник для вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2003. |