ДЗ изм. сист.. Информационные измерительные средства систем управления
 Скачать 177 Kb.
|
 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Домашнее задание По дисциплине «Информационные измерительные средства систем управления» Выполнил: Михалец Д.С. Группа: ЗУТС-141 Проверил: доц., к.н. Ибатуллин А.А. Омск 2017 СодержаниеВведение…………………………………………………………………......……..3 Содержание 2 Понятие о температуре и о температурных шкалах 2 Устройства для измерения температур 4 Введение Понятие о температуре и о температурных шкалахТемпературой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул. Отсюда температурой называют условную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела. Все предлагаемы температурные шкалы строились (за редким исключением) одинаковым путем: двум (по меньшей мере) постоянным точкам присваивались определенные числовые значения и предполагалось, что видимое термометрическое свойство используемого в термометре вещества линейно связанно с температурой t:  ,где k – коэффициент пропорциональности; E – термометрическое свойство; D – постоянная. Принимая для двух постоянных точек определенные значения температур, можно вычислить постоянные k, D и на этой основе построить температурную шкалу. При изменении температуры коэффициент k меняется, при чем различно для разных термометрических веществ. Поэтому термометры, построенные на базе различных термометрических веществ с равномерной градусной шкалой, давали при температурах, отличающихся от температур постоянных точек, различные показания. Последние становились особенно заметными при высоких (много больших температуры кипения воды) и очень низких температурах. Термодинамическая шкала тождественна шкале идеального газа, построенной на зависимости давления идеального газа от температуры. Законы изменения давления от температуры для реальных газов отклоняются от идеальных, но поправки на отклонения реальных газов невелики и могут быть установлены с высокой степенью точности. Поэтому, наблюдая за расширением реальных газов и вводя поправки, можно оценить температуру по термодинамической шкале. В начале XX века широко применялись шкалы Цельсия и Реомюра, а в научных работах – также шкалы Кельвина и водородная. Пересчеты с одной шкалы на другую создавали большие трудности и приводили к ряду недоразумений. Поэтому в 1933 году было принято решение о введении Международной температурной шкалы (МТШ). Опыт применения МТШ показал необходимость внесения в нее ряда уточнений и дополнений, чтобы по возможности максимально приблизить ее к термодинамической шкале. Поэтому МТШ была пересмотрена и приведена в соответствие с состоянием знаний того времени. В 1960 году было утверждено новое "Положение о международной практической температурной шкале 1948 года. Редакция 1960 г.". Устройства для измерения температурТемпературу измеряют с помощью устройств, использующих различные термометрические свойства жидкостей, газов и твердых тел. Существуют десятки различных устройств применяемых в промышленности, при научных исследованиях, для специальных целей. Анализ состояния вопроса ЗАДАНИЕ: Выбрать средство измерения для измерения температуры. Требуемые параметры для выбора:
Анализируя исходные данные выберем тип прибора для измерения температуры: В таблице 1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения. Таблица 1
Продолжение таблицы 1
Исходя из приведенных данных согласно нашего задания выбираем электрические термометры сопротивления. Выбор типа, производителя В металлургической практике для измерения температур до 6500С применяются термометры сопротивления (ТС), принцип действия которых основан на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры. Зная данную зависимость, по изменению величины сопротивления термометра судят о температуре среды, в которую он погружен. Выходным параметром устройства является электрическая величина, которая может быть измерена с весьма высокой точностью (до 0.020С), передана на большие расстояния и непосредственно использована в системах автоматического контроля и регулирования. В качестве материалов для изготовления чувствительных элементов ТС используются чистые металлы: платина, медь, никель, железо и полупроводники. Изменение электросопротивления данного материала при изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом сопротивления  , который вычисляется по формуле , (1)где t – температура материала, 0С; R0 и Rt – электросопротивление соответственно при 0 0С и температуре t, Ом. Сопротивление полупроводников с увеличением температуры резко уменьшается, т. е. они имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления практически на порядок больше, чем у металлов. Полупроводниковые термометры сопротивления (ТСПП) в основном применяются для измерения низких температур (1.5 400 К). Достоинствами ТСПП являются небольшие габариты, малая инерционность, высокий коэффициент  . Однако они имеют и существенные недостатки:
отсутствие воспроизводимости состава и градуировочной характеристики, что исключает взаимозаменяемость отдельных ТС данного типа. Это приводит к выпуску ТСПП с индивидуальной градуировкой. Таблица 2
Проверка соответствия необходимым параметрам Анализируя исходные параметры электрических термометров сопротивления представленных марок, нашим параметрам измеряемой величины, а также классу типоисполнения подходит датчик типа 50П 100П. Окончательный выбор измерительного преобразователя Из приведенной таблицы 2 выбираем датчик 50П 100П с рабочим диапазоном температур -200… +500, класс допуска В, схема подключения 2. Описания схемы включения
Заключение В данном задании был выбран тип полупроводникового термометра сопротивления. Провели проверку соответствия заданным параметрам от -200 до +500 С , выбрали конкретный вид ТСП 50П 100П. Термометры удовлетворяют высокой точности и стабильности. Характеристика сопротивление-температура близка к линейной. Самый широкий диапазон температур. Высокое удельное сопротивление. Для изготовления ЧЭ требуется небольшое количество платины. Возможно изготовление ЧЭ методом напыления платины на подложку (пленочные ЧЭ). Очень широко используется в промышленности всех стран, существует стандарт МЭК 60751 на платиновые термометры сопротивления и ЧЭ. Последняя редакция включает требования к проволочным и пленочным ЧЭ Для измерения температуры жидких, газообразных сред и твердых тел, не разрушающих защитную арматуру. Список используемой литературы
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
