Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Омский государственный университет путей сообщения
ОмГУПС (ОмИИТ)
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Термоэлектрические первичные измерительные преобразователи
Выполнил:
студенты гр.
_________
.
Руководитель:
к.т.н., доцент
___________
Омск 2022
Цель работы: исследование зависимости измеряемой температуры от термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термоэлектрических первичных измерительных преобразователей (ТП), получение практических навыков определения их погрешностей
Задание к работе:
Изучить принцип действия, свойства и основные характеристики ТП.
Определить номинальную статическую характеристику (НСХ) ТП.
Определить погрешности ТП.
Оформить отчет и сделать вывод по результатам работы.
Ход работы:
Определяем номинальную статическую характеристику термоэлектрических измерительных преобразователей. Для определения НСХ ТП выбраем необходимый ТП и, увеличиваем температуру в печи от 0℃ до значения температуры, при котором ТП отключится от схемы. Температура свободных концов ТП должна быть равной градуировочному значению (Т0гр=0℃).
По результатам измерений строим градуировочные графики Е=F(Т) и составляем градуировочные таблицы.
Таблица 1 – измерения хромель-алюмель по схеме 1
СХЕМА 1 10 ГРАД
|
СХЕМА 1 0 ГРАД
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
0
|
0
|
-0,388
|
0
|
0
|
0
|
100
|
5,047
|
4,559
|
100
|
5,047
|
5,047
|
200
|
8,7
|
8,394
|
200
|
8,7
|
8,7
|
300
|
12,26
|
11,87
|
300
|
12,26
|
12,26
|
400
|
16,41
|
15,99
|
400
|
16,41
|
16,41
|
500
|
20,63
|
20,21
|
500
|
20,63
|
20,63
|
600
|
24,86
|
24,44
|
600
|
24,86
|
24,86
|
700
|
29,05
|
28,63
|
700
|
29,05
|
29,05
|
800
|
33,14
|
32,73
|
800
|
33,14
|
33,14
|
900
|
37,12
|
36,73
|
900
|
37,12
|
37,12
|
1000
|
41,02
|
40,63
|
1000
|
41,02
|
41,02
|
1100
|
44,86
|
44,47
|
1100
|
44,86
|
44,86
|
1200
|
48,68
|
48,29
|
1200
|
48,68
|
48,68
|
1300
|
52,54
|
52,15
|
1300
|
52,54
|
52,54
|
Рисунок 1 - График зависимости Е от Т по схеме 1 (10 град)
Рисунок 2 - График зависимости Е от Т по схеме 1 (0 град)
Таблица 2 – измерения хромель-алюмель по схеме 2
СХЕМА 2 10 ГРАД
|
СХЕМА 2 0 ГРАД
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
Е2
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
Е2
|
0
|
0
|
-0,388
|
-0,358
|
0
|
0
|
0
|
0
|
100
|
5,047
|
4,559
|
4,208
|
100
|
5,047
|
5,047
|
4,659
|
200
|
8,7
|
8,394
|
7,748
|
200
|
8,7
|
8,7
|
8,031
|
300
|
12,26
|
11,87
|
10,95
|
300
|
12,26
|
12,26
|
11,32
|
400
|
16,41
|
15,99
|
14,76
|
400
|
16,41
|
16,41
|
15,15
|
500
|
20,63
|
20,21
|
18,66
|
500
|
20,63
|
20,63
|
19,05
|
600
|
24,86
|
24,44
|
22,56
|
600
|
24,86
|
24,86
|
22,95
|
700
|
29,05
|
28,63
|
26,43
|
700
|
29,05
|
29,05
|
26,81
|
800
|
33,14
|
32,73
|
30,21
|
800
|
33,14
|
33,14
|
30,59
|
900
|
37,12
|
36,73
|
33,9
|
900
|
37,12
|
37,12
|
34,27
|
1000
|
41,02
|
40,63
|
37,51
|
1000
|
41,02
|
41,02
|
37,86
|
1100
|
44,86
|
44,47
|
41,05
|
1100
|
44,86
|
44,86
|
41,41
|
1200
|
48,68
|
48,29
|
44,58
|
1200
|
48,68
|
48,68
|
44,93
|
1300
|
52,54
|
52,15
|
48,14
|
1300
|
52,54
|
52,54
|
48,5
|
Рисунок 3 - График зависимости Е от Т по схеме 2 (0 град)
Рисунок 4 - График зависимости Е от Т по схеме 2 (10 град)
Таблица 3 – измерения вальфрам-рения по схеме 1
СХЕМА 1 10 ГРАД
|
СХЕМА 1 0 ГРАД
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
T , ̊C
|
Е0
|
Е1
|
0
|
0
|
-0,116
|
0
|
0
|
0
|
100
|
1,337
|
1,194
|
100
|
1,337
|
1,337
|
200
|
2,871
|
2,712
|
200
|
2,871
|
2,871
|
300
|
4,512
|
4,345
|
300
|
4,512
|
4,512
|
400
|
6,203
|
6,032
|
400
|
6,203
|
6,203
|
500
|
7,907
|
7,737
|
500
|
7,907
|
7,907
|
600
|
9,605
|
9,436
|
600
|
9,605
|
9,605
|
700
|
11,28
|
11,12
|
700
|
11,28
|
11,28
|
800
|
12,93
|
12,77
|
800
|
12,93
|
12,93
|
900
|
14,55
|
14,39
|
900
|
14,55
|
14,55
|
1000
|
16,12
|
15,97
|
1000
|
16,12
|
16,12
|
1100
|
17,66
|
17,51
|
1100
|
17,66
|
17,66
|
1200
|
19,15
|
19
|
1200
|
19,15
|
19,15
|
1300
|
20,58
|
20,44
|
1300
|
20,58
|
20,58
|
1400
|
21,97
|
21,83
|
1400
|
21,97
|
21,97
|
1500
|
23,3
|
23,17
|
1500
|
23,3
|
23,3
|
1600
|
24,59
|
24,46
|
1600
|
24,59
|
24,59
|
1700
|
25,81
|
25,69
|
1700
|
25,81
|
25,81
|
1800
|
26,99
|
26,87
|
1800
|
26,99
|
26,99
|
1900
|
28,11
|
28
|
1900
|
28,11
|
28,11
|
2000
|
29,18
|
29,07
|
2000
|
29,18
|
29,18
|
2100
|
30,19
|
30,09
|
2100
|
30,19
|
30,19
|
2200
|
31,14
|
31,04
|
2200
|
31,14
|
31,14
|
2300
|
32,02
|
21,94
|
2300
|
32,02
|
32,02
|
2400
|
32,85
|
32,77
|
2400
|
32,85
|
32,85
|
2500
|
33,64
|
33,56
|
2500
|
33,64
|
33,64
|
Рисунок 5 - график зависимости Е от Т по схеме 1 (10 град)
Рисунок 6 - график зависимости Е от Т по схеме 1 (0 град)
Таблица 4 – измерения вальфрам-рения по схеме 2
СХЕМА 2 10 ГРАД
|
СХЕМА 2 0 ГРАД
|
T , ̊C
|
Е1
|
Е1
|
Е2
|
T , ̊C
|
Е1
|
Е1
|
Е2
|
0
|
0
|
-0,116
|
-0,107
|
0
|
0
|
0
|
0
|
100
|
1,337
|
1,194
|
1,102
|
100
|
1,337
|
1,337
|
1,234
|
200
|
2,871
|
2,712
|
2,504
|
200
|
2,871
|
2,871
|
2,65
|
300
|
4,512
|
4,345
|
4,011
|
300
|
4,512
|
4,512
|
4,165
|
400
|
6,203
|
6,032
|
5,568
|
400
|
6,203
|
6,203
|
5,725
|
500
|
7,907
|
7,737
|
7,142
|
500
|
7,907
|
7,907
|
7,229
|
600
|
9,605
|
9,436
|
8,71
|
600
|
9,605
|
9,605
|
8,866
|
700
|
11,28
|
11,12
|
10,26
|
700
|
11,28
|
11,28
|
10,42
|
800
|
12,93
|
12,77
|
11,79
|
800
|
12,93
|
12,93
|
11,94
|
900
|
14,55
|
14,39
|
13,28
|
900
|
14,55
|
14,55
|
13,43
|
1000
|
16,12
|
15,97
|
14,74
|
1000
|
16,12
|
16,12
|
14,88
|
1100
|
17,66
|
17,51
|
16,16
|
1100
|
17,66
|
17,66
|
16,3
|
1200
|
19,15
|
19
|
17,54
|
1200
|
19,15
|
19,15
|
17,67
|
1300
|
20,58
|
20,44
|
18,87
|
1300
|
20,58
|
20,58
|
19
|
1400
|
21,97
|
21,83
|
20,15
|
1400
|
21,97
|
21,97
|
20,28
|
1500
|
23,3
|
23,17
|
21,39
|
1500
|
23,3
|
23,3
|
51,51
|
1600
|
24,59
|
24,46
|
22,58
|
1600
|
24,59
|
24,59
|
22,69
|
1700
|
25,81
|
25,69
|
23,72
|
1700
|
25,81
|
25,81
|
23,83
|
1800
|
26,99
|
26,87
|
24,81
|
1800
|
26,99
|
26,99
|
24,91
|
1900
|
28,11
|
28
|
25,85
|
1900
|
28,11
|
28,11
|
25,95
|
2000
|
29,18
|
29,07
|
26,84
|
2000
|
29,18
|
29,18
|
26,93
|
2100
|
30,19
|
30,09
|
27,77
|
2100
|
30,19
|
30,19
|
27,87
|
2200
|
31,14
|
31,04
|
28,66
|
2200
|
31,14
|
31,14
|
28,74
|
2300
|
32,02
|
21,94
|
29,48
|
2300
|
32,02
|
32,02
|
29,56
|
2400
|
32,85
|
32,77
|
30,25
|
2400
|
32,85
|
32,85
|
30,33
|
2500
|
33,64
|
33,56
|
30,98
|
2500
|
33,64
|
33,64
|
31,05
|
Рисунок 7 - график зависимости Е от Т по схеме 2 (10 град)
Рисунок 8 - график зависимости Е от Т по схеме 2 (0 град)
Таблица 5 – данные расчета погрешностей для вальфрама-рения
T , ̊C
|
Tx, ̊C
|
δЕ0/E1, %
|
δT ,%
|
0
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
100
|
99,36
|
-10,70
|
0,64
|
200
|
213,36
|
-5,54
|
-6,26
|
300
|
335,32
|
-3,70
|
-10,53
|
400
|
460,98
|
-2,76
|
-13,23
|
500
|
587,62
|
-2,15
|
-14,91
|
600
|
713,81
|
-1,76
|
-15,94
|
700
|
838,29
|
-1,42
|
-16,50
|
800
|
960,91
|
-1,24
|
-16,75
|
900
|
1081,30
|
-1,10
|
-16,77
|
1000
|
1197,98
|
-0,93
|
-16,53
|
1100
|
1312,43
|
-0,85
|
-16,19
|
1200
|
1423,16
|
-0,78
|
-15,68
|
1300
|
1529,43
|
-0,68
|
-15,00
|
1400
|
1632,73
|
-0,64
|
-14,25
|
1500
|
1731,57
|
-0,56
|
-13,37
|
1600
|
1827,44
|
-0,53
|
-12,45
|
1700
|
1918,10
|
-0,46
|
-11,37
|
1800
|
2005,80
|
-0,44
|
-10,26
|
1900
|
2089,03
|
-0,39
|
-9,05
|
2000
|
2168,55
|
-0,38
|
-7,77
|
2100
|
2243,61
|
-0,33
|
-6,40
|
2200
|
2314,21
|
-0,32
|
-4,94
|
2300
|
2379,61
|
-0,25
|
-3,35
|
2400
|
2441,29
|
-0,24
|
-1,69
|
2500
|
2500,00
|
-0,24
|
0,00
|
Таблица 6 – данные расчета погрешностей для хромель-аллюминия
T , ̊C
|
Tx, ̊C
|
δЕ0/E1, %
|
δT ,%
|
0
|
104,6588
|
9,67
|
4,45
|
100
|
207,3615
|
3,52
|
3,55
|
200
|
309,4308
|
3,18
|
3,05
|
300
|
411,3608
|
2,56
|
2,76
|
400
|
512,6954
|
2,04
|
2,48
|
500
|
613,3862
|
1,69
|
2,18
|
600
|
713,4077
|
1,45
|
1,88
|
700
|
812,7462
|
1,24
|
1,57
|
800
|
911,4215
|
1,05
|
1,25
|
900
|
1009,466
|
0,95
|
0,94
|
1000
|
1106,902
|
0,87
|
0,62
|
1100
|
1203,745
|
0,80
|
0,31
|
1200
|
1300
|
0,74
|
0,00
|
Определение погрешности измерения температуры, обусловленной отклонением свободных концов от градуировочного значения, производи по формуле 1
 (1)
Определение погрешности измерения температуры, обусловленной сопротивлением измерительной цепи, производиться по формулам 2,3
 (2)
 (3)
 ывод: в результате лабораторной работы была изучена зависимость измеряемой температуры из от термоэлектродвижущей силы термоэлектрических первичных измерительных преобразователей, так же были освоены практические навыки определения их погрешностей. Полученные в ходе лабораторной работы погрешности указывают на то, что измеренные значения температуры и термоэлектродвижущей силы близки к истинным.
Ответы на контрольные вопросы:
Удельная проводимость — это величина, обратная электрическому сопротивлению. Он представляет собой способность материала проводить электрический ток.
Изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, Сo Ox, NiO и CuO), полупроводников типа AIII BV, стеклообразных, легированных полупроводников (Ge и Si), и других материалов.
Тип преобразователя, номинальное сопротивление при 0 С, условное обозначение, диапазон рабочих температур, °С
—50 ..+1100 —100...+1100 —200...+1000 —260 ..1000 = ТСП
—50 . +200 —50 ..+200 —50...+180 —200...+200 = ТСМ
Погрешности термометров возникают прежде всего из-за того, что температура термопреобразователя не совпадает с температурой контролируемой среды. Совпадение этих температур и, следовательно, уменьшение методической погрешности зависит от размеров, формы, материалов термопреобразователя, от условий и способа передачи тепла, от степени заторможенности газового потока.
|
Скачать 81.83 Kb.