НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ 

 

ТЕОРИЯ И ТЕХНИКА ИНЖЕНЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для магистрантов специальности 6N0717-Теплоэнергетика 

 

 

 

Алматы 2008

СОСТАВИТЕЛЬ: Н.К.Бекалай. Теория и техника инженерного эксперимента. Методические указания к выполнению лабораторных работ  для магистрантов всех форм обучения специальности 6N0717– Теплоэнергетика. – Алматы: АИЭС, 2008.- 35с.

Методические указания содержат указания по подготовке и проведению лабораторных работ «Поверка регистратора многоканального «Метран-900», «Поверка датчиков температуры ТС и ТП с использованием прецизионного преобразователя сигналов ТС и ТП «ТЕРКОН», «Поверка СИД и преобразователей давления с унифицированными выходными электрическими сигналами» по курсу «Теория и техника инженерного эксперимента».

В них приведены описание лабораторных работ, экспериментальных установок, дана методика проведения эксперимента и обработки опытных данных, перечень рекомендуемой литературы и контрольные вопросы.

Методические указания предназначены для магистрантов специальности 6N0717 – Теплоэнергетика. 

                                                          

Алматы 2008 

1 Лабораторная работа № 1. Поверка регистратора многоканального "Метран - 900"  

1.1 Цель работы

Изучить методику периодической поверки регистратора многоканального "Метран-900", выполнить практически проверку основной погрешности измерения сигналов от термопар, от термопреобразователей сопротивления и датчиков с аналоговым выходным сигналом    0-5А,   0-20А,

4-20 мА.

1.2 Условия поверки и подготовка к ней

1.2.1 Перед началом поверки необходимо изучить:

- руководство по эксплуатации регистратора, технические характеристики,         допускаемые основные погрешности измерения сигналов;

- устройство и назначение органов управления пульта поверки регистратора;

-  назначение органов управления образцовых СИ;

- методику проверки основной погрешности каналов измерения сигналов постоянного тока, сигналов от термопар и от термопреобразователей сопротивления;

- правила техники безопасности и строго их выполнять.

1.2.2 До начало поверки поверяемые и образцовые приборы должны быть в работе в течении времени самопрогрева (15 мин).

1.2.3 Поверка должна производиться в нормальных условиях:

-  температура окружающего воздуха                           (23 ±2) 0С;

-  относительная влажность                                           от 30 до 80%;

-  атмосферное давление                                               от 84 до 106 кПа;

-  внешнее магнитное поле                                            отсутствует;

-  напряжение питания                                                   (220) В;

- вибрация, тряска, удары, наклоны, влияющие на работу, должны отсутствовать.

1.3 Описание оборудования, используемого при поверке

Рисунок 1.1 – Панель стенда

Схема оборудования, используемого при поверке, приведена на рисунке 1.1, где регистратор "Метран-900" (2) и вольтметр В7-40 (3) вмонтированы в панель стенда (1), программируемый коммутатор расположен на стенде и подсоединен к  регистратору системой специальных кабелей.

Пульт для поверки регистратора установлен на столешне стенда и подключен к стенду коммутатора.

Рисунок 1.2 – Схема пульта для поверки регистратора

    

Схема пульта для поверки регистратора приведена на рисунке 1.2, где 1 – магазин сопротивлений Р-33а; 2 – переключатель режимов измерения; 3 – ИРН.

Вольтметр В7-40, используемый в качестве образцового прибора при проверке погрешностей сигналов постоянного тока и напряжения постоянного тока (ТЭДС), расположен на верхней площади стенда, к пульту подключен трёхжильным кабелем.

При проверке погрешностей измерения сигналов от преобразователей сопротивления в качестве образцового прибора используется магазин сопротивлений Р-33, вмонтированный в пульт поверки регистратора.

Питание стенда, пульта и вольтметра В7-40 осуществляется одним кабелем, подключением к розетке ~ 220 В.

 

1.4 Порядок проведение поверки

 

Поверка регистратора осуществляется в следующей последовательности:

1.4.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо убедиться в целости и исправности соединительных кабелей, отсутствии механических повреждений и неисправностей оборудования, в наличии технической документации и свидетельств о периодической поверке. При наличии внешних повреждений или отсутствия необходимых комплектующих, делающих поверку невыполнимой, прибор бракуется.

1.4.2 Опробование

При опробовании проверяют работоспособность регистратора, функционирование измерительных каналов, работоспособность средств измерений и пульта.

1.4.3 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от термопар.

1.4.4 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от

термопреобразователей сопротивления.

1.4.5 Проверка основной погрешности каналов измерения аналоговых

сигналов постоянного тока.

1.5 Выполнение поверки

1.5.1 Собрать поверочную схему. Для этого необходимо выполнить следующие операции:

- установить органы управления пульта, стенда и вольтметра В7-40 в исходное положение: - тумблер "сеть" стенда - выкл.;

- тумблер "питание" пульта - выкл.;

- тумблер "сеть" В7-40 - выкл.;

- переключатель каналов пульта - выкл.;

- регулятор ИРН: обе ручки в крайнее положение;

- подсоединить кабель пульта к разъему на стенде;

- подсоединить измерительный кабель к прибору В7-40 согласно цветовой маркировке;

- подсоединить к розетке ~ 220 В кабель питания стенда.

1.5.2 Порядок включения:

- включить тумблер "сеть" на стенде;

- включить тумблер "питание" на пульте;

- включить тумблер "сеть" вольтметра В7-40;

- нажать кнопку "АВП" (автоматический выбор пределов) на панели вольтметра В7-40;

- индикатор регистратора после инициализации (10-15с) автоматически установится в режим измерения параметров каналов.

В регистраторе "Метран-900" для целей лабораторной работы запрограммированы следующие каналы:

- для проверки основной погрешности измерения сигнала от                 термопар: канал № 10;

- для проверки основной погрешности измерения сигнала от    термопреобразователей сопротивления: канал № 11;

- для проверки основной погрешности измерения аналоговых сигналов постоянного тока:  канал № 12.

 После 15-ти минутного прогрева приборов можно приступить к измерениям.

1.5.3      Поверка основной погрешности измерения сигналов от термопар

Тип подключаемых термопреобразователей программируется коммутатором " Метран-900" с помощью специального пульта. На 10 - канале запрограммирован термопреобразователь ХА(К).

Пределы допускаемых основных погрешностей измерения сигналов от термопар указаны в Приложении А (таблица А1).

Таблица ГОСТ Р 8.585 дана в приложении В (таблицы В1, В2) .

Интервал температур, в котором будет выполняться поверка, задается преподавателем  (t, t.)

Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.1;

Протокол измерения

- тип поверяемого прибора _____________________________;

- тип термопары ______________________________________.

Диапазон изменения входного сигнала:

                               t _____________ 0С,

                               t _____________ 0С;

- пределы допускаемой основной погрешности

                                ______________ ∆, 0С;

- образцовые СИ, применяемые при поверке

                                ___________________

                                ___________________ .

Т а б л и ц а  1.1

Проверяемая

точка

t, 0C

U, мВ

Уί, 0С

, 0С

Заключение

і

% от диапазона вход.сигнала

1

0,1

 

 

 

 

 

2

25

 

 

 

 

 

3

50

 

 

 

 

 

4

75

 

 

 

 

 

5

99,9

 

 

 

 

 

tи t- соответственно нижняя и верхняя границы диапазона изменений входного сигнала от термопары,  0С;

tί -  значение температуры (% от диапазона входного сигнала в поверяемой точке);

U  - значение в mV подаваемого входного cигнала (по таблице ГОСТ Р 8.585), соответствующее tί   (установленной температуре в поверяемой точке);

Уί   - измеренное значение выходного сигнала, 0С;       

аί  - абсолютная погрешность измерения сигнала в измеряемой точке.

Поверку погрешности проводят в следующей последовательности:

- записать для каждой проверяемой точки в столбец  таблицы 1.1 значение температуры в 0С;

- по таблице ГОСТ Р 8.585 (приложение В) найти напряжение U, соответствующее значению температуры в ί - той поверяемой точке, записать в таблицу 1.1;

- установить переключатель каналов пульта в положение "И" (поз.2, см. рисунок 1.2);

- с помощью регуляторов ИРН ("грубо" и ""точно") (поз.3, см. рисунок 1.2) установить соответствующее температуре в 1-ой поверяемой точки напряжение по вольтметру В7-40 - U;

- показания регистратора (канал 10) в 0С записать в столбец Уί 0С;

- вычислить абсолютную погрешность.

Аналогично выполнить измерения для остальных проверяемых точек.

Измерение в каждой поверяемой точке выполнить 4 раза.

За оценку абсолютной погрешности ∆ принимают значение, вычисленное по формуле         ∆= max (Уί - Т)   0С.

Если хотя бы в одной из проверенных точек выполняется неравенство:

| ∆|  ≥  | ∆ |  поверяемый регистратор бракуется, в противном случае признается годным.

1.5.4 Проверка основной погрешности измерения сигнала от термопреобразоватей сопротивления.

Тип подключаемых термопреобразователей сопротивления и схемы подключения программируются коммутатором регистратора с помощью специального пульта. На 11-ом канале запрограммирован термопреобразователь сопротивления  Рt100. Интервал температур и поверочные точки задаются преподавателем.

Пределы допускаемых погрешностей измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления указаны в приложении Б (см. таблицу Б.1). Таблица ГОСТ 6651-94 дана в приложении Г (см. таблицы Г.1, Г.2).

Протокол измерения

Диапазон изменений входного сигнала 0С/Ом

           t____________________,

           t ____________________ .

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности,  0С:           

                      ____________________ .

Т а б л и ц а   1.2

Проверяемая

точка

t ί , 0C

Хί, Ом

Уί, 0С

, 0С

Заключение

і

% от диапазона вход.сигнала

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

tи t - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона изменений входного сигнала , 0С;

tί - значение температуры и соответствующее  Хί  (приложение Г) значение подаваемого входного сигнала, Ом;

Уί   - измеренное значение сигнала 0С по регистратору.

Поверку погрешности проводят в следующей последовательности:

- в столбец tί для каждой проверяемой точки записывают значение температуры, заданные преподавателем;

- по таблице ГОСТ 6651-94 найти значение сопротивления Хί, соответствующее значению температуры в ί - той проверяемой точке и записать в таблицу 1.2;

- переключатель каналов установить в положение "R";

- на декадах магазина сопротивлений Р33 установить значение сопротивления для 1-ой проверяемой точки;

- по индикатору регистратора ( 11канал) измерить температуру для 1-ой проверяемой точки, записать в таблицу;

- аналогично выполнить измерения для остальных проверяемых точек;

- измерения Уί в каждой точке выполнить 4 раза;

- за оценку абсолютной погрешности ∆в ί-той проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле

                                                     ∆= maxί - Тί ]        

где Уί измеряется в 0С.

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство:

| ∆|  ≥  | ∆ |, то поверяемый регистратор бракуется, в противном случае признается годным.

1.5.5 Проверка основной погрешности измерения аналогового сигнала постоянного тока   4-20, 0-20, 0-5 мА.

Для установки пределов измерения аналогового сигнала постоянного тока необходимо с помощью пульта управления запрограммировать 12й канал на определенный предел измерения (выполняется преподавателем). Максимальное значение диапазона проверяемого предела аналогового сигнала постоянного тока принять за 100 условных единиц.

     Вычислить и записать в таблицу 1.3 число условных единиц, соответствующих току проверяемой точки.

Установить переключатель каналов пульта в положение U проверяемого предела аналогового сигнала постоянного тока.

С помощью регулятора ИPH установить показание 12-го канала индикатора регистратора в условных единицах, соответствующее 1ой проверяемой точке. Записать показание вольтметра В7-40 в столбец У.

Измерение тока по вольтметру В7-40 производить в режиме U, перенося запятую в показаниях влево на 1 знак.

П р и м е р.  Показание В7-40   197,5 мВ  cответствует току 19,75 мА;

47,32 мВ соответствует току 4,732 мА.

Измерения в каждой точке выполнить 4 раза.

За абсолютную погрешность в ί-той проверяемой точке принимают значение, вычисленное по формуле

                                              ∆ = maxизм. - У].

Если хотя бы в одной из проверенных точек выполняется неравенство

 |∆|  ≥  |∆|  поверяемый регистратор бракуется, в противном случае признается годным.

 

Т а б л и ц а   1.3

Проверяемая точка

Ухί

У

∆αί = Уизм. - Уί

вывод

 

% от диапазона вход.сигнала

 

1

2

3

4

5

 

 

 

1

2

3

4

 

 

 

1

2

3

4

 

0-5мА

20%

40%

60%

80%

100%

 

0-20мА

 

25%

50%

75%

100%

 

4-20мА

 

25%

50%

75%

100%

 

 

 

 

 

 

Уί - значение проверяемой точки в мА;

 - значение проверяемой точки в условиях единицах;

У- значение проверяемой точки в мА, измеренное по вольтметру

В7-40;

- абсолютная погрешность измерения канала в проверяемой точке.

Регистратор признается годным, если абсолютные погрешности измерения всех проверенных каналов не превышают допустимые.

 

 

 

2 Лабораторная работа № 2.  Поверка датчиков температуры ТП и ТС с использованием прецизионного преобразователя сигналов ТС и ТП «ТЕРКОН»

 

2.1 Цель работы

Изучить методику периодической поверки преобразователей сигналов ТП и ТС. Выполнить практическую поверку и определить погрешность измерения сигналов от термопар и термометров сопротивления.

 

2.2 Условия  поверки и подготовка к ней

 

2.2.1 Перед началом  поверки необходимо изучить:

- правила техники безопасности при работе с электроустановками применительно к поверочному стенду;

- руководства по эксплуатации, технические характеристики, допускаемые основные погрешности  приборов и устройств, установленных на стенде;

- методику поверки основной  погрешности измерения сигналов от термопар и термопреоброзователей сопротивления.

2.2.2 До начала поверки поверяемые и образцовые СИ должны быть в работе в течении времени самопрогрева.

2.2.3 Поверка должна производиться в нормальных условиях:

- температура окружающего воздуха                                              - 20 ± 20С

-относительная влажность                                                                - 40¸80%

- атмосферное давление                                                              - 84¸106 кПа

- внешнее магнитное поле                                                          - отсутствует

- напряжение электропитания                                                     - 220 ± 4,4 В

-вибрация, тряска, удары, влияющие на работу приборов и установок должны отсутствовать.

 

2.3 Описание оборудования, используемого при поверке

Поверочное  оборудование размещено на стенде  (см. рисунок 2.1).

2.3.1 Для нагрева термопреоброзователей до заданной температуры служит специальная электропечь. Заданная температура нагрева термопреоразователей устанавливается и автоматически поддерживается постоянной на  выбранном пределе блоком управления (5).

2.3.2 В качестве образцового преобразователя сигналов от термопар и термометров сопротивления использован прецизионный преобразователь сигналов ТП и ТС «Теркон» (3).

2.3.3 В качестве образцовой термопары установлена термопара  типа ТПП (платиновая) (2).

«Теркон» позволяет поверять практически все типы термообразователей со стандартными и индивидуальными градуировочными характеристиками.

Выбор типа термопреоразователя при выполнении лабораторной работы, варианта и температурных интервалов поверки устанавливает преподаватель.

2.3.4  На  пульте управления (5) расположены:

- переключатель типов термопреоброзователей;

- тумблер включения сети 220 В;

- тумблер включения электропечи;

- тумблеры включения сдвигов термопар;

- предохранитель и сигнальные лампочки;

- ртутный термометр для определения температуры холодных концов термопар. 

Рисунок 2.1 – Стенд для поверки датчиков температуры ТП и ТС с использованием прецизионного преобразователя сигналов ТП и ТС  «ТЕРКОН»

     1. Электропечь

     2. Датчики температуры ТП и ТС.

     3.  «ТЕРКОН»

     4. Пульт управления электропечью.

     5. Пульт управления стенда.

     6,7. Компьютер.

     8. Ртутный термометр

Поверяемые и образцовые термопары  термокомпенсационными проводами подключены через пульт управления к соответствующим каналам «Теркона».

При подключении «Теркона» к персональному компьютеру с установленным программным обеспечением из комплекта поставки возможна регистрация результатов измерений, как в виде графиков, так и в виде таблиц численных значении. Принцип действия и устройство «Теркона» описаны в пункте 2.4.5.

Технические характеристики и допустимые погрешности измерений элементов стенда приведены в приложении Д.

2.3.5 Описание и работа системного меню прибора.

Управление режимами работы, ввод параметров термометров, калибровка внутреннего эталона осуществляется с помощью системного меню.  

Системное меню состоит из 8 пунктов, каждый пункт имеет название и порядковый номер от 1 до 8.

Для входа в системное меню из режима измерения следует нажать клавишу МЕНЮ (она совмещена с цифрой 1).

При этом на индикаторном табло появляется надпись «Меню настройки прибора». Выбор требуемого пункта меню можно осуществить двумя способами:

1) перебором при помощи клавиш ← и →, или ­ и ¯;

2) непосредственным вводом порядкового номера пункта меню при помощи цифровых клавиш от 1 до 8.

При этом на индикаторном табло появляется название пункта меню с его порядковым  номером в верхнем левом углу.

Вход в выбранный пункт меню осуществляется нажатием клавиши ВВОД, а возврат  в режим измерения – клавишей ОТМЕНА.

2.3.6 В системном меню прибора действует следующие соглашения:

- клавиша ВВОД подтверждает  действие  -  ответ «Да»;

- клавиша ОТМЕНА отменяет  действие -  ответ «НЕТ»;

- для ввода нового численного значения параметра следует нажать клавишу     СБРОС (она совмещена с цифрой 2). После этого старое значение параметра будет скрыто и на табло появится курсор в виде мигающего прямоугольника. При нажатии цифровых клавиш от 0 до 9 на место, отмеченное курсором, будет введена соответствующая цифра и курсор   сдвинется вправо. Ошибочно введённый символ можно удалить клавишей ←. Запись введённого значения  в память прибора осуществляется  клавишей ВВОД, а клавиша  ОТМЕНА восстанавливает прежнее  значение параметра.

2.3.7 Работа меню: режим измерении (пункт  меню 3).

Этот пункт меню предназначен для установки режима измерении каналов прибора.

В верхней строке   индикаторного табло вводится номер канала, а в нижней – его режим измерения: напряжения U (мВ), сопротивления R (Ом) или температуры t (0С). Изменить номер канала можно клавишами ­ и ¯, а его режим измерения клавишами  ←или →.

Если  установлен режим измерения температуры, то после нажатия клавиши ВВОД можно выбрать тип используемого датчика температуры. Выбор производят клавишами ← и → из списка:

- термопары с НСХ типа: B, E, J, K, L, N, R, S, T, или термопары ТПП и ТРП с индивидуальной градуировкой;

- термометры сопротивления: ТСМ, ТСП, ТСП (МТШ-90).

Запись выбранного типа датчика температуры в память преобразователя ТС и ТП осуществляется клавишей ВВОД.

    

2.3.8 Единицы измерений (пункт меню 4).

Этот пункт меню предназначен для выбора единиц измерения для канала, настроенного в предыдущем пункте на режим измерения температуры. При этом возможен выбор следующих единиц: Кельвин (К), градус Цельсия (0С) или градус Фаренгейта (F). Изменить номер канала можно клавишами ¯ и ­, а его единицу измерения клавишами ← и →.

Выбор единиц измерения возможен только для каналов, ранее настроенных на режим измерения температуры. При этом соответствующий канал отмечается знаком  в правом верхнем  углу индикаторного табло.

Сопротивление всегда  измеряется в Ом, напряжение в мВ.

Запись выбранной единицы измерения в память прибора осуществляется клавишей ВВОД.

2.3.9 Параметры термометров (пункт меню 5).

Этот пункт меню позволяет ввести параметры датчиков температуры, которые используются при пересчете измеренных величин напряжения  или сопротивления в шкалу температур.

Ввод параметров датчиков температуры возможен только для каналов, ранее настроенных на режим измерения температуры. Если для канала установлен режим измерения или сопротивления, то в нижней строке индикаторного табло появится надпись: «Измерение U» или «Измерение R», при этом ввод параметров невозможен.

Сначала клавишами ­ и ¯ в верхней строке индикаторного табло выбирается номер канала, для которого будет устанавливаться параметры термометра. Информация в нижней строке индикаторного табло зависит от датчика температуры, подключенного к выбранному каналу.

Если  к выбранному каналу подключена термопара с НСХ (стандартная термопара), то в нижней строке задаётся температура свободных концов термопары. При этом по НСХ определяется значение ТЭДС, соответствующее значению температуры свободных концов, которые суммируются со значением ТЭДС термопары. По суммарной ТЭДС и НСХ  вычисляется значение измеряемой температуры.

Если к выбранному  каналу подключен термометр сопротивления, то в нижней строке появится подсказка «ВВОД - ПАРАМЕТРЫ» и нажатием клавиши ВВОД на индикаторное табло можно вывести список параметров термопары, который определен типом термометра и методом вычисления температуры.

Завершается ввод параметров  клавишей ВВОД, отменяется ввод параметров клавишей ОТМЕНА.

 

2.4 Порядок выполнения поверки

2.4.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо убедится в целости и исправности соединительных кабелей, установленных в печь термопар, ручек и кнопок на блоках управления, в наличии технической документации. При обнаружении внешних повреждений или отсутствия комплектующих стенда, делающих поверку невыполнимой, известить об этом преподавателя.   

2.4.2 Опробование

При опробовании проверяют работоспособность пультов управления, печи и преобразователя сигналов, для чего установить органы управления в исходное положение.

На пульте управления стенда:

- тумблер «сеть» – в положение «выкл»;

- тумблер включения сдвига – «выкл»;

- переключатель термопар – в положении «0».

     На пульте управления печью:

- включатель сети – в положении «выкл»;

- включатель печи – в положение «вык.».

     На преоброзователе «Теркон»:

- выключатель сети – в положение «выкл».

2.4.3 Порядок включения стенда

- на пульте управления стенда тумблер «сеть» установить в положение «вкл»;

- выключатель сети «Теркон» - в положение «вкл»;

- выключатели «сеть» и «печь» - в положение «вкл».

О включении аппаратуры сигнализируют сигнальные лампочки и светящиеся табло.

2.4.4 Установка заданной температуры нагрева печи.

На блоке управления печью нажать клавишу «установка». На табло цифры покажут температуру в помещении. Дважды подряд выполнить нажатие на эту клавишу, пульт перестроится в режим установки температуры, с помощью клавиш ­¯ установить заданную температуру печи и один раз нажать клавишу «установка», на табло будет фиксироваться температура нагрева печи и установленных в ней термопар. Следует иметь ввиду,  что скорость роста температуры печи несколько опережает рост температуры нагрева термопар. Печь нагревается импульсным напряжением. Чем больше разница между установленной температурой и реальной температурой печи, тем длительность импульса больше и наоборот. О равенстве установленной температурой печи и реальной температуры нагрева свидетельствует загорание лампочки зелёного цвета и установившиеся показания табло в режиме измерения температуры.

2.4.5 Подготовка к работе «Теркона» и измерение  температуры термопарой.

Измеряемое напряжение (≤± 1000 мВ) и сигнал от термопар подключаются с помощью соединительных проводов к клеммам U+ и U – соответствующего канала на клемной панели прибора. При этом следует установить перемычку между клеммами U- и I-.

Измеряемое сопротивление (≤ 1000 Ом) и термометры сопротивления  подключается по 4-х проводной схеме к клеммам I+, U+ и  U-, I- на клеммой панели прибора.

Нельзя соединять клеммы  I+, U+ и  U-, Iс клеммами заземления. После присоединения датчиков температуры к входным клеммам следует выполнить самокалибровку прибора нажатием клавиши СБРОС.   

На стенде к первому каналу «Теркона» подключена образцовая термопара, поверяемые термопары подключаются ко второму каналу переключателем термопар на пульте управления стенда.

Измерение температуры термопарой выполняется в следующей последовательности.

П р и м е р. Задана температура 1000С, требуется определить относительную приведённую погрешность измерения температуры 1000С термопарой ТХА(К). Переключатель термопар на пульте управления стенда устанавливаем в положение «К». На блоке управления печью устанавливаем температуру 1000С. Включаем печь. При достижении температуры 1000С печь автоматически перейдёт в режим поддержания заданной температуры.

Поверяемая термопара подключена к клеммам второго канала, образцовая - к клеммам 1-го канала. Выполняем самокалибровку преобразователя, для этого необходимо нажать клавишу СБРОС.

Выбрать режим измерения, для чего нажать клавишу МЕНЮ, нажатием клавиши 3 выбрать «Режим измерения» и нажать клавишу ВВОД. Нажатием клавиши ↑ и ↓ в верхней строке индикаторного табло установить канал 1, в нижней строке – канал 2. Затем клавишу ← и → выбрать режим измерения температуры. t, 0C для первого канала, а для второго – режим измерения напряжения «U, мB», нажать ВВОД. Ещё раз с помощью клавиши ← и → выбрать тип датчика температуры первого канала «Термопара типа S» и нажать ВВОД. Аналогично для второго канала установить датчик температуры «Термопара типа L», нажать клавишу ВВОД. Нажатием клавиши ОТМЕНА выйти из этого пункта меню.

Нажатием клавиши 4 выбрать «Единицы измерения» и нажать ВВОД. С помощью клавиши ← и → выбрать единицу измерения температуры для  1-го канала «0С» и нажать ВВОД: для второго канала ввести единицу измерения мВ, нажать клавишу ВВОД. Нажатием клавиши ОТМЕНА выйти из этого пункта меню.

Нажатием клавиши 5 выбрать «Параметры термометров» и нажать ВВОД. Затем с помощью клавиши ↑ и ↓ установить в верхней строке  табло канал 1. Клавишами ← и → установить в нижней строке табло режим ввода температуры холодного спая «tхол.спая═ ХХ.Х» (здесь ХХ.Х – предыдущие значение установленной температуры).

После этого нажать клавишу СБРОС. Старое значение tхол.спая  очистится и после знака равенства появится курсор в виде мигающего прямоугольника. Ввести необходимую температуру tхол.спая, если какой-либо символ был введён ошибочно, вернуть к нему курсор клавишей ← , и ввести правильный символ.

Температура холодного спая определяется по ртутному термометру, расположенному на корпусе пульта управления стенда.

Убедившись, что значение введено правильно, нажать клавишу ВВОД.

Аналогично ввести tхол.спая для второго канала.

Для выхода из системного меню и перехода в режим измерения  дважды нажать клавишу ОТМЕНА. На табло появится значение измеряемой температуры: первого канала в 0С, второго- ТЭДС в мВ.

Для вычисления относительной приведенной погрешности измерения температуры термопарой ТХА (К) нужно заполнить таблицу 2.1.

В графе 2 записываются значения температур, по заданию преподавателя.  

В графе 3 - значение температуры, измеренной образцовой термопарой (показания верхней строки) t 0 , 0C.

В графе 4 – температура холодных концов t хол  ,0C.

В графе 5 – значение ТЭДС, соответствующее температуре холодных концов поверяемой термопары Uхк ,мВ (определяется по таблице ГОСТ Р8.585).

В графе 6 – значение ТЭДС поверяемой термопары при температуре измерения U1 ,мВ (показания нижней строки табло).

В графе 7 - значение ТЭДС поверяемой термопары, приведённое к tхол = 0.  U2 = U1 + Uхк

В графе 8 – значение ТЭДС поверяемой термопары, соответствующее температуре,  измеренной образцовой термопарой Uт  ,мВ (показания верхней строки).

В графе 9 – абсолютная погрешность измерения температуры поверяемой термопарой                          

∆ = U2 + Uт  , мВ.

В графе 10 – относительная приведённая погрешность измерения температуры поверяемой термопарой          

% .

Если хотя бы в одной из проверенных точек погрешность измерения превышает допустимую, термопара бракуется, из эксплуатации изымается, в противном случае признается годной.  

Т а б л и ц а 2.1

п/п

t, 0C

t0 , 0C

tхол, 0C

Uхк,

мВ

U1, мВ

 

U2,

мВ

 

U2=U1+Uхк

 

Uт,

мВ

 

 

∆=U2+ Uт

%

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t, 0C - значения температуры по заданию преподавателя;

t0 ,0C - значение температуры, измеренной образцовой термопарой (показания  верхней     строки табло);

tхол ,0C - температура холодных концов термопары;

Uхк  - значение ТЭДС, соответствующее температуре холодных концов 

поверяемой термопары;

U1 -  значение ТЭДС поверяемой термопары при температуре измерения 

(показания нижней строки табло);

U2 - значение ТЭДС поверяемой термопары, приведённое к tхол0C = 0;

Uт  - значение ТЭДС поверяемой термопары, соответствующее температуре,  измеренной образцовой термопарой (показания верхней строки табло);

 - абсолютная погрешность измерения температуры поверяемой термопары, мВ;

γ -  относительная приведённая погрешность измерения температуры поверяемой термопары,  %.

Вывод:  Прибор годен, если < , прибор забракован, если  >,

где   - допустимая погрешность датчика. 

3 Лабораторная работа № 3.  Поверка средств измерения давления  и преобразователей давления с унифицированными выходными электрическими сигналами

 

3.1             Цель работы 

Изучить методику периодической поверки средств измерения давления (СИД) и преобразователей давления с унифицированными выходными электрическими сигналами.

Выполнить практически поверку манометров и преобразователей давления с аналоговым выходным сигналом 0-5 mA, 0-20 mA, 4-20 mA.

 

3.2 Условия поверки и подготовка к ней

3.2.1 Перед началом поверки необходимо изучить:

- принцип действия, устройство, расположение, назначение и правила пользования органами управления приборов и оборудования стенда;  

- технические характеристики и пределы допускаемых основных погрешностей поверяемых и образцовых СИ, установленных на стенде;

- технические описания и руководства по эксплуатации компонентов стенда даны в приложениях  1, 2, 3, 4;

- методику поверки СИД и преобразователей давления, правила вычисления основной погрешности измерения давления и сигналов от преобразователей;

- правила техники безопасности и строго их выполнять.

3.2.3 До начало поверки поверяемые и образцовые СИ должны быть

в работе в течении времени самопрогрева (15 мин).

3.2.4 Поверка должна производиться в нормальных условиях:

- температура окружающего воздуха                                         (23±2)0С

- относительная влажность                                                           30÷80%

- атмосферное давление                                                               84÷106 кПа

- напряжение сети                                                                         (220±4,4)В

- вибрация, удары, наклоны, влияющие на работу, внешнее магнитное поле должны отсутствовать.

 

3.3 Описание оборудования, используемого при поверке

Поверочное оборудование и поверяемое СИД и преобразователи размещены на стенде (см. рисунок 3.1).

В качестве образцового прибора для измерения давления и сигналов

от преобразователей давления использован "Портативный калибратор давления ПКД-10М".

Для задания избыточного давления при проведении поверки средств измерения давления (показывающих и самопишущих манометров, дифманометров, измерительных преобразователей давления, реле давления) и их калибровки применён "Ручной насос пневматический H-2,5 М" (см. рисунок 3.2).

Для преобразования избыточного давления в электрический унифицированный сигнал служит модуль давления, который крепится к пневматическому насосу. Избыточное давление к поверяемому манометру и преобразователю подаётся по трубопроводам. Поверяемые приборы прикрепляются к пневмосистеме с помощью резьбовых штуцеров, расположенных на коромысле. Герметичность пневмосистемы, удобное располжение манометров на коромысле обеспечивается сменными прокладками.

Модуль давления и блок питания с калибратором давления соединены специальными кабелями.

Электропитание стенда блока питания и преобразователей - от сети переменного тока 220 В.

Метран ПКД-10М и блок питания закрыты защитным чехлом и прикреплены к столешне стенда. Предусмотрено освещение рабочего места, люминисцентными лампами, которые включаются кнопками на пульте включения сети.

    

Рисунок 3.1 – Стенд поверки манометров и преобразователей

1. Стенд поверки манометров и преобразователей.

2. Стойки.

3. Коромысло.

4. Штуцеры.

5. Трубопровод.

6. Метран ПДК – 10 М.

7. Блок питания калибратора.

8. Ручной пневматический насос.

9. Столешня стенда.

10. Пульт включения питания и освещения.

11. Поверяемый манометр.

12. Поверяемый преобразователь.

13. Рефлектор светильника.

 

3.4 Порядок проведения поверки

Поверка СИД и преобразователей осуществляется в следующей последовательности:

3.4.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо убедиться в целости и исправности корпуса прибора, резьбовых соединений, шкал и стрелок приборов давления. При наличии внешних дефектов и повреждений, делающих поверку невыполнимой, прибор бракуется.

3.4.2 Порядок включения стенда и проверки герметичности пневмосистемы:

- присоединить поверяемые приборы к  штуцерам стенда: к левому штуцеру присоединяются манометры, к правому - преобразователи давления. В случае поверки только одного прибора, присоединить его к соответствующему штуцеру, свободный штуцер заглушить заглушкой. Предельное давление, которое создается ручным пневматическим насосом и на которое рассчитан модуль давления, равно 2,5 Мпа, поэтому прилагать больших усилий на ключ при присоединении манометров и преобразователей не следует. Для установки манометров в удобное положение для наблюдения показаний стрелки и шкалы использовать дополнительные уплотнительные прокладки;

- подключить сетевой шнур к розетке электропитания;

- включить тумблер "сеть"на пульте включения сети, при этом должна

светиться сигнальная лампа на пульте и сигнальная лампа на блоке питания калибратора давления;

- нажать клавишу "Питание/подсветка" на лицевой панели калибратора на 1 секунду. Для включения или отключения подсветки в ходе работы следует кратковременно нажать клавишу "Питание/подсветка". Если не отключить подсветку, то через 5÷10 секунд она отключится автоматически. Выключается калибратор после нажатия клавиши " Питание/подсветка " на время более 1 с.

После включения калибратора на ЖКИ появляется главное меню:

                                                   ►1. измерения

2.     память

Время установления рабочего режима калибратора при его включении - 5 минут.

Как правило, на стенде установлены два поверяемых прибора: манометр и преобразователь давления с одинаковыми верхними пределами измерения давления. Это позволяет контролировать герметичность пневмосистемы и устанавливать заданные значения поверяемых отметок преобразователей давления в унифицированный сигнал по делениям шкалы манометра.

3.4.3 Проверка герметичности пневмосистемы

На ручном насосе завернуть игольчатый винт 11 (см. рисунок 3.2) узла точной регулировки 10.

ВНИМАНИЕ! При завинчивании игольчатого винта не следует прилагать значительных усилий, достаточно лёгкого усилия пальцев для обеспечения герметичности. Чрезмерное усилие при завинчивании приведёт к быстрому выходу из строя фторопластового уплотнения.

Ручным насосом создать избыточное давление в пневмосистеме равное 0,8 от верхнего предела измерения давления.

Наблюдать за показаниями манометра 2 минуты. Падение давления в пневмосистеме допускается не более 0,1 от ВПИ (верхнего предела измерения) модуля давления в минуту. При удовлетворительной герметичности разгерметизировать пневмосистему, повернув микровинт ручного насоса на 1÷2 оборота против часовой стрелки, стрелка манометра должна установиться на отметку "О".

На этом подготовку к поверке закончить.

    

Рисунок 3.2 – Насос ручной пневматический «Н-2,5М»

3.4.4 Поверка манометров

При нажатии клавиши ВНИЗ или ВВЕРХ будут циклически предложены для выбора  следующие пункты меню:

1 ИЗМЕРЕНИЯ, 2 ПАМЯТЬ, 3 ТЕСТ РЕЛЕ, 4 ГЕРМЕТИЧНОСТЬ,

5 АV-МЕТР, 6 АККУМУЛЯТОР, 7 ОПЦИИ, 8 ЕДИН.ИЗМЕРЕН.

 Для перехода к нужному пункту нажать соответствующую цифровую клавишу. Символ "►" означает выбор текущего пункта меню. Установить в главном меню:

                                                     1.►измерения

2.                        память

 

Нажать клавишу ВВОД. На ЖКИ появится максимальное допустимое давление подключенного модуля: 2,5 МПа.

Максим. давление 

Мпа                  2,5

Нажать клавишу ВВОД. Появится меню выбора диапазона поверяемого манометра.

Выбор ВПИ

……………

 При нажатии клавиши "ВНИЗ" или "ВВЕРХ" во второй строке будут циклически представлены для выбора диапазоны поверяемого манометра. Информация о диапазоне поверяемого манометра используется в калибраторе для вычисления погрешности показаний манометра и для сигнализации о перегрузке (звуковой сигнал). В случае появления звукового сигнала при создании давления, немедленно разгерметизировать пневмосистему поворотом микровинта против часовой стрелки на пневмонасосе. Установить курсор против выбранного диапазона и нажать клавишу "ВВОД".

Далее необходимо выбрать единицы измерения, в которых проградуирован поверяемый манометр.

Для этого войти в главное меню пункт 8. Нажать клавишу ВВОД.

Клавишами ВВЕРХ или ВНИЗ установить курсор против требующейся единицы измерения, нажать клавишу ВВОД. После этого    выбранная единица измерения запишется в энергонезависимую память калибратора. После выбора единиц измерения происходит автоматический возврат в  исходное меню (режим поверки манометра).

Нажать клавишу ВВОД, в верхней строке появится значение максимального давления подключенного модуля.

Нажать клавишу ВВОД, клавишами ВВЕРХ и ВНИЗ установить курсор против выбранного ВПИ поверяемого манометра. Нажать клавишу ВВОД. Ещё раз нажать клавишу ВВОД. В верхней строке обозначается значение текущего давления.

Клавишей ВНИЗ установить курсор  против пункта «обнулить Р».  Нажать клавишу ВВОД. При этом смещение давления («ноль давления») заносится в энергонезависимую память модуля давления и учитывается при поверке манометров.

Ручным пневмонасосом, загерметизировав пневмосистему, создать избыточное давление равное давлению первой поверяемой точки. Установку стрелки на оцифрованные давления шкалы производить, пользуясь микровинтом плавной установки давления 10 (см. рисунок 3.2).

Установить стрелку манометра на оцифрованное давление шкалы сначала со стороны меньших значений, затем со стороны больших значений. Записать показания верхней строки ЖКИ. Аналогично поверить все заданные оцифрованные точки шкалы манометра. Запрещается  подавать давление выше ВПИ манометра.

Результаты измерений записать в таблицу 3.1, вычислить значения абсолютной и относительной приведенной погрешности в каждой поверяемой точке.

Сравнить значения погрешностей измерений с допустимой погрешностью. Если погрешности измерений  превышают допустимые, то прибор бракуется.  В противном случае  признаётся годным к эксплуатации. По результатам поверки оформить протокол.

По окончании поверки разгермитизировать  пневмосистему стенда, выключить МЕТРАН ПДК-10М, отключить стенд от сети.

Т а б л и ц а 3.1

п/п

Р

дел.шк.

Р1

РU

РU

кгс/см2

1

кгс/см2

1

%

2

кгс/см2

2

%

кгс/см2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- абсолютная погрешность измерения со стороны меньших значений;

2- абсолютная погрешность со стороны больших  значений;

РU1, РU2 – значения давлений измеренных калибратором;

Р – поверяемые точки в делениях шкалы (оцифрованные);

Р1 – поверяемые точки в единицах измерения давления;

1- погрешность  измерения давления в % от ВПИ манометра при установке стрелки манометра на оцифрованную точку от меньших значений к большим;

2 – погрешность измерения давления в % ВПИ манометра при установке стрелки на оцифрованную точку от больших значений к меньшим.

Если хотя бы одно значение 1, или 2 превышает допустимую погрешность измерения давления, то манометр  бракуется,  в противном случае признаётся годным.

3.4.5 Поверка датчиков давления

Тип датчиков давления, значения и количество поверяемых точек устанавливает преподаватель.

Подготовка к поверке датчиков аналогично для поверки манометров. Поверяемый датчик давления подключается к поверочному стенду четырёх штырьковым разъёмом. Тип датчика, пределы измерения давления, токовый сигнал и класс точности указаны на шильдике корпуса датчика.

После подключения датчика и проверки герметизации пневмосистемы в главном меню установить курсор «►» напротив пункта ИЗМЕРЕНИЕ.

Нажать клавишу ВВОД. На ЖКИ появится: максимально допустимое давление подключенного модуля.

макс.давление

кг/см2        ХХ

                                                                                                                    .

 
 

 

 


 

 

Выбор ВПИ

►кг/см2       ХХ

 
Нажать клавишу ВВОД, появится меню выбора диапазона поверяемого датчика.

При нажатии клавиш ВНИЗ или ВВЕРХ во второй строке будут циклически предложены для выбора диапазона поверяемого датчика. Установить курсор против выбранного диапазона, нажать клавишу ВВОД появится меню выбора диапазона  токового датчика.

При нажатии клавиш ВНИЗ или ВВЕРХ во второй строке будут циклически предложены для выбора следующие пункты подменю:

1) 4-20мА, 2) 0-5мА, 3) 20-4мА, 4) 5-0мА.

Токов. сигнал

  4-20мА

 
 

 

 

 Установить курсор на нужный диапазон и нажать клавишу «ВВОД». Калибратор перейдет в режим поверки датчика. В первой строке отображаются текущие единицы измерения давления и значение текущего давления, непрерывно обновляемое с некоторым временным интервалом. Число знаков, отображаемых после запятой, устанавливается автоматически. Во второй строке отображается  выбранный диапазон токового сигнала датчика и значение этого сигнала.

кгс/см2     ХХ

► ХмА    ХХ

 
    

 

                  

При нажатии клавиши ВНИЗ  во второй сроке отобразится погрешность поверяемого датчика. Выдаваемый датчиком токовый сигнал пересчитывается в давление с учетом выбранных диапазонов давления и тока, и полученное значение сравнивается с величиной давления выдаваемое модулем давления.

кгс/см2

►кг/см2       ХХ %

 
 

 

 


При нажатии клавиши ВНИЗ во второй строке отобразится значение текущего давления в % от ВПИ датчика.

При нажатии клавиши ВНИЗ во второй строке отобразится значение ВПИ датчика.

кгс/см2

►ВПИ      ХХ

 
 


    

 

При нажатии клавиши ВНИЗ во второй строке отобразится пункт ОБНУЛИТЬ Р.

      кгс/см2      ХХ

► ОБНУЛИТЬ Р

 

 
    

 

 

Нажатие клавиши ВВОД в данном пункте обнуляет показания давления. При этом смещение давления («ноль» давления) заносится в энергонезависимую память электронного блока, и будет учитываться при следующих измерениях. Процесс обнуления может занять несколько секунд (в этом случае на экране будет отображаться надпись о необходимости подождать). Операцию обнуления необходимо выполнять при нулевом давлении в пневмосистеме.

Для обнуления тока следует использовать пункт «ОПЦИИ» исходного меню. В режиме главного меню курсор установить против пункта ОПЦИИ нажать клавишу ВВОД. На ЖКИ во второй строке отобразится

«2. обнуление I».

1.Звук

2.Обнуление I

 
 

 

 

Установить курсор против второй позиции и нажать клавишу ВВОД при этом выполняется обнуление показании тока. Обнуление тока, как и обнуление давления, производит при нулевом давлении в пневмосистеме.      Загермитизировать пневмосистему. Для определения погрешности измерения давления в заданных точках ручным пневмонасосом создать давление в пневмосистеме,  равное  заданному.

Выдержать пневмосистему под давлением для затухания термогидродинамических процессов в течение 2-3 минут. Записать показания погрешности измерения тока в %, обозначенное в нижней строчке ЖКИ.

З а м е ч а н и е. Заданные точки поверки тока датчика  даны в % от ВПИ  датчика. Удобнее устанавливать значения заданных точек по манометру, определив количество делении шкалы манометра, соответствующие  10%, 20%, 30%, ... 100%. ВПИ. При установке заданного значения тока по шкале  манометра не обязательно  абсолютно точно устанавливать стрелку манометра на рассчитанное  число делении шкалы, достаточно установить стрелку манометра на рассчитанное значение в пределах ±2 малых делений шкалы. Это не повлечет к большой ошибке определения погрешности в % от ВПИ.

Установить заданное значение давления, пересчитанное в ток удобнее используя  микровинт. При этом запрещается устанавливать значение давления, превышающее ВПИ датчика и манометра.

Поверку датчика в заданных точках выполнить 3 раза, результаты поверки записать в таблицу 3.2. Вычислить среднее арифметическое значение погрешности измерения для каждой точки. Если хотя бы в одной поверяемой точке погрешность измерения тока в %  окажется выше допустимой,  то прибор признаётся непригодным к эксплуатации, в противном случае,  признаётся годным.

Отчет о выполненной поверке оформить в протокол

Тип поверяемого датчика                                      _____________________

Заводской номер                                                    _____________________

Год выпуска                                                            _____________________

Пределы измерения тока                                       _____________________ 

Верхний предел измерения давления                  _____________________

Класс точности датчика                                        _____________________

Тип образцового прибора                                     _____________________

Дата поверки                                                          _____________________

Поверку выполнил:                                               _____________________

Т а б л и ц а  3.2

№ п/п

Ii пов

% от ВПИ

Iп

mA

Ii пов

mA

Ii пов

кгс/см2

%

%

%

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ii пов – заданные поверяемые точки  в % от ВПИ  датчика тока;

Iп  - пределы измерения тока (в mA) датчика тока;

I пов,  mA  – заданные поверяемые точки в  mA;

Ii пов, кгс/см- заданные поверяемые точки в кгс/см (делениях шкалы манометра);

, , - погрешности измерения тока в %.;

 - среднее арифметическое значение  погрешности в %. 

Вывод: Прибор годен, если < , прибор забракован, если  >,

где  - допустимая погрешность датчика.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое поверка и чем оно отличается от измерения?

2. Что такое средство измерений?

3. Назовите статические характеристики и параметры средств измерений.

4. Назовите динамические характеристики и параметры средств измерений.

5. Каким образом классифицируются средства измерений?

6. Какие метрологические характеристики описывают погрешность средств измерений?

7. Что такое класс точности средств измерений? Какие способы выражения класса точности существуют?

8. Какие обязательные элементы включает поверка средств измерений? Перечислить в порядке выполнения.

9. Абсолютная погрешность. Правила вычисления. В каких единицах измеряется абсолютная погрешность?

10. Порядок оформления результатов измерения при поверке. Обработка и анализ результатов поверки.

11. Протокол поверки средств измерений. Какие сведения о приборах и условиях поверки записываются в протокол. Нормальные условия поверки.

12. Правила поверки термометра сопротивления. Правила вычисления абсолютной и относительной погрешности.

13. Правила поверки термоэлектрического термометра. Правила вычисления абсолютной и относительной погрешности.

14. Какие способы включения измерительных приборов в цепь термопары существуют?

15. Какие стандартные термопары обладают максимальной и минимальной чувствительностью, максимальным и минимальным диапазоном измерения?

16. Для чего нужны удлиняющие термоэлектродные провода и какие требования к ним предъявляются?

17. Каковы устройство и принцип действия термометра сопротивления?

18. Какие методы измерения сопротивления ТС существует?

19. Методика проверки основной погрешности каналов измерения сигналов постоянного тока.

20. Методика проверки основной погрешности каналов измерения сигналов от термопар.

21. Методика проверки основной погрешности каналов измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления.

Приложение А

     Т а б л и ц а А.1 – Допустимые отклонения термо-ЭДС стандартных

                    термоэлектрических термометров от градуировочных таблиц

 

Наименование термопар

Условное обозначение градуировки

Интервал температур рабочего конца термопар, °С

Допустимое отклонение (погрешность), ± мВ

Платинородий

(10% родия) -платина

 

ПП-1

От -20 до 300, свыше 300 до 1600

0,01

Платинородий

(30%родия)- Платинородий

(10% родия)

ПР-30

От 300 до 1800

Хромель-

алюмель

ХА

От -50 до 300, свыше 300 до 800

0,20

Хромель –

копель

ХК

От -50 до 300, свыше 300 до 800

0,20

 

Приложение Б

     Т а б л и ц а  Б.1 – Оценка абсолютной погрешности измерения при

                 подключении различных термопреобразователей сопротивления

 

Максимальное сопротивление, указанное в паспорте прибора, Ом

 

 

200

 

 

250

 

 

300

 

 

350

 

 

400

 

 

450

 

 

500

 

Градуировка

 

Поргешность, °С

50М

0,46

0,58

0,7

0,82

0,93

1,05

1,17

100М

0,46

0,58

0,7

0,82

0,93

1,05

1,05

50П

0,53

0,67

0,80

0,94

1,1

1,21

3,13

100П

0,53

0,67

0,80

0,94

1,1

1,21

3,13

 

 

 

 

Приложение В

Градуировочные таблицы при температуре свободных концов 0°С

ГОСТ Р 8.585

Т а б л и ц а  В.1 – Хромель-алюмель (Градуировка ХА), Е, мВ

ºС

0

1

2

3

4

 

6

7

8

9

0

0,000

0.040

0.080

0.120

0.160

0.200

0.240

0.280

0.320

0.360

10

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

0.640

0.680

0.720

0.760

20

0.800

0.840

0.880

0.920

0.960

1.000

1.040

1.080

1.120

1.160

30

1.200

1.240

1.280

1.320

1.360

1.410

1.450

1.490

1.530

1.570

40

1.610

1.650

1.690

1.730

1.770

1.820

1.860

1.900

1.940

1.980

50

2.020

2.060

2.100

2.140

2.180

2.230

2.270

2.310

2.350

2.390

60

2.430

2.470

2.510

2.560

2.600

2.640

2.680

2.720

2.770

2.810

70

2.850

2.890

2.930

2.970

3.010

3.060

3.100

3.140

3.180

3.220

80

3.260

3.300

3.340

  3.390

3.430

3.470

3.510

3.550.

3.600

3.640

90

3.680

3.720

3.760

3.810

3.850

3.890

3.930

3.970

4.020

4.060

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

4.100

4.140

4.180

4.220

4.260

4.310

4.350

4.390

4.430

4.470

   110

4.510

4.550

4.590

4.630

4.670

4.720

4.760

4.800

4.840

4.880

120

4.920

4.960

5.000

5.040

5.080

5.130

5.170

5.210

5.250

5.290

130

5.330

5.370

5.410

5.450

5.490

5.530

5.570

5.6.10

5.650

5.690

140

5.730

5.770

 5.810

5.850

5.890

5.930

5.970

6.010

6.050

6.090

    150

6.130

6.170

6.210

6.250

6.290

6.330

6.370

6.410

6.450

6.490

   160

6.530

6.570

6.610

6.650

6.690

6.730

6.770

6.810

6.850

6.890

 170

6.930

6.970

7.010

7.050

7.090

7.130

7.170

7.210

7.250

7.290

180

7.330

7.370

7.410

7.450

7.490

7.530

7.570

7.610

7.650

7.690

190

 7.730

7.770

7.810

7.850

7.890

7.930

7.970

8.010

8.050

8.090

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

8.130

8.170

8.21.0

8.250

8.290

8.330

8.3.70

8.410

8.450

8.490

 210

8.530

8.570

8.610

8.650

8.690

8.730

8.770

8.810

8.850

8.890

220

8.930

8.970

9.010

9.060

9.090

9.140

9.180

9.220

9.260

9.300

230

9.340

9.380

9.420

9.460

9.500

9.540

9.580

9.620

9.660

9.700

240

9.740

9.780

9.820

9.860

9.900

9.950

9.990

10.03

10.07

10.11

250

10.15

10.19

10.23

10.27

10.31

10.35

10.40

10.44

10.48

10.52

260

10.56

10.60

10.64

10.68

10.72

10.77

10.81

10.85

10.89

10.93

270

10.97

11.01

11.05

11.09

11.13

11.18

11.22

11.26

11.30

11.34

280

11.38

11.42

11.46

11.51

11.55

11.59

11.63

11.67

11.72

11.76

290

11.80

11.84

11.88

11.92

11.96

12.01

12.05

12.09

12.13

12.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

12.11

12.25

12.29

12.33

12.37

12.42

12.46

12.50

12.54

12.58

310

12.62

12.66

12.70

12.75

12.79

12.83

12.87

12.91

12.96

13.00

320

13.04

13.08

13.12

13.16

13.20

13.25

13.29

13.33

13.37

13.41

330

13.45

13.49

13.53

13.58

13.62

13.66

13.70

13.74

13.79

13.83

340

13.87

13.91

13.95

14.00

14.04

14.08

14.12

14.16

14.21

14.25

350

14.30

14.34

14.38

14.43

14.47

14.51

14.55

14.59

14.64

14.68

360

14.72

14.76

14.80

14.85

14.89

14.93

14.97

15.01

15.06

15.10

370

15.14

15.18

15.22

15.27

15.31

15.35

15.39

15.43

15.48

15.52

380

15.56

15.60

15.64

15.69

15.73

15.77

15.81

15.85

15.90

15.94

390

15.99

16.02

16.06

16.11

16.15

16.19

16.23

16.27

16.32

16.36

 

 

продолжение таблицы В.1

ºС

0

1

2

3

4

5  

6

7

8

9

400

16.40

16.44

16.49

16.53

16.57

16.63

16.66

16.70

16.74

16.79

410

16.83

16.87

16.91

16.96

17.00

17.04

17.08.

17.12

17.17

17.21

420

17.25

17.29

17.33

17.38

17.42

17.46

17.50

17.54

17.59

17.63

430

17.67

17.71

17.75

17.79

17.84

17.88

17.92

17.96

18.01

18.05

440

18.09

18.13

18.17

18.22

18.26

18.30

18.34

18.38

18.43

18.47

450

18.51

18.55

18.60

18.64

18.68

18.78

18.77

18.81

18.85

18.90

460

18.94

18.98

19.03

19.07

19.11

19.16

19.20

19.24

19.28

19.33

470

19.37

19.41

19.45

19.50

19.54

19.58

19.62

19.66

19.71

19.75

480

19.79

19.83

19.88

19.92

19.96

20.01

20.05

20.09

20.13

20.16

490

20.22

20.26

20.31

20.35

20.39

20.44

20.48

20.52

20.56

20.61

500

20.65

20.69

20.74

20.78

20.82

20.87

20.91

20.95

20.99

21.04

510

21.08

21.12

21.16

21.21

21.25

21.29

21.33

21.37

21.42

21.46

520

21.50

21.54

21.59

21.63

21.67

21.72

21.76

21.80

21.84

21.89

530

21.93

21.97

22.01

22.06

22.10

22.14

22.18

22.22

22.27

22.31

540

22.35

22.39

22.44

22.48

22.52

22.57

22.61

22.65

22.69

22.73

550

22.78

22.82

22.87

22.91

22.95

23.00

23.04

23.08

23.12

23.17

560

23.21

23.25

23.29

23.34

23.38

23.42

23.46

23.50

23.55

23.59

570

23.63

23.67

23.72

23.76

23.80

23.85

23.89

23.93

23.97

24.02

580

24.06

24.10

24.15

24.19

24.23

24.28

24.32

24.36

24.40

24.45

590

24.49

24.53

24.57

24.62

24.66

24.70

24.74

24.78

24.83

24.87

600

24.91

24.95

25.00

25.04

25.08

25.13

25.16

25.20

25.24

25.28

610

25.33

25.36

25.42

25.47

25.51

25.55

25.59

25.63

25.68

25.72

620

25.76

25.80

25.85

25.89

25.93

25.98

26.02

26.06

26.10

26.15

630

26.19

26.23

26.27

26.32

26.36

26.40

26.44

26.48

26.53

26.57

640

26.61

26.65

26.70

26.74

26.78

26.83

26.87

26.91

26.95

27.00

650

27.04

27.08

27.12

27.17

27.21

27.25

27.29

27.33

27.38

27.42

660

27.46

27.50

27.54

27.58

27.63

27.67

27.71

27.75

27.80

27.84

670

27.88

27.92

27.96

28.01

28.05

28.09

28.13

28.17

28.22

28.26

680

28.30

28.34

28.39

28.43

28.47

28.52

28.56

28.60

28.64

28.69

690

28.73

28.77

28.81

28.86

28.90

28.94

28.98

29.02

29.07

29.11

700

29.15

29.19

29.23

29.28

29.32

29.36

29.40

29.44

29.49

29.53

710

29.57

29.61

29.65

29.70

29.74

29.78

29.82

29.86

29.91

29.95

720

29.99

30.03

30.07

30.12

30.16

30.20

30.24

30.28

30.33

30.37

730

30.41

30.45

30.49

30.54

30.58

30.62

30.66

30.70

30.75

30.79

740

30.83

30.87

30.91

30.95

30.99

31.04

31.08

31.12

31.16

31.20

750

31.24

31.27

31.32

31.37

31.41

31.45

31.49

31.53

31.58

31.62

760

31.66

31.70

31.74

31.79

31.83

31.87

31.91

31.95

32.00

32.04

770

32.08

32.12

32.16

32.20

32.24

32.28

32.33

32.37

32.41

32.45

780

32.49

32.53

32.57

32.62

32.66

32.70

32.74

32.78

32.83

32.87

790

32.90

32.94

32.98

33.03

33.07

33.12

33.16

33.20

33.24

33.28

800

33.32

33.36

33.40

33.44

33.48

33.52

33.56

33.60

33.64

33.68

900

37.37

37.77

38.17

38.57

38.97

39.36

39.76

40.15

40.54

40.93

1000

41.32

41.71

42.09

42.48

42.88

43.26

43.64

44.02

44.40

44.78

1100

45.16

45.54

45.91

46.29

46.66

47.03

47.40

47.77

48.14

48.50

1200

48.87

49.23

49.59

49.95

50.31

50.67

51.02

51.38

51.73

52.08

1300

52.43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Т а б л и ц а  В.2 – Хромель-копель (Градуировка ХК), Е, мВ

 

°С

0

1

2

3

4

5

6

   7

8

9

-40

2.50

-2.56

-2.62

-2.68

-2.74

-2.81

-2.87

-2.93

-2.99

-3.05

-30

1.89

-1.95

-2.02

-2.07

-2.13

-2.20

-2.26

-2.32

-2.38

-2.44

-20

-1.27

-1.33

-1.39

-1.46

-1.52

-1.58

-1.64

-1.70

-1.77

-1.83

-10

-0.64

-0.70

-0.77

-0.83

-0.89

-0.96

-1.02

-1.08

-1.14

-1.21

-0

-0.00

-0.06

-0.13

-0.19

-0.26

-0.32

-0.38

-0.45

-0.51

-0.58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.00

0.07

0.13

0.20

0.26

0.33

0.39

0.46

0.52

0.59

10

0.65

0.72

0.78

0.85

0.91

0.98

1.05

1.11

1.18

1.24

20

1.31

1.38

1.44

1.51

1.57

1.64

1.70

1.77

1.84

1.91

30

1.98

2.05

2.12

2.18

2.25

2.32

2.38

2.45

2.52

2.59

40

2.56

2.73

2.80

2.87

2.94

3.00

3.07

3.14

3.21

3.28

50

3.35

3.42

3.49

 3.56

3.63

3.70

3.77

3.84

3.91

3.98

60

4.05

4.12

4.19

4.26

4.33

4.41

4.48

4.55

4.62

4.69

70

4.76

4.83

4.90

4.98

5.05

5.12

5.20

5.27

5.34

5.41

80

5.48

5.56

5.63

5.70

5.78

5.85

5.92

5.99

6.07

6.14

90

6.22

6.29

6.36

6.43

6.51

6.58

6.65

6.73

6.80

6.87

100

6.95

7.03

7.10

7.17

7.25

7.32.

7.40

7.47

7.54

7.62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11О

7.69

7.77

7.84

7.91

7.99

8.06

8,13

8.21

8.28

8.35

120

8.43

8.50

8.58

8.65

8.72

8.80

8.08

8.05

9.03

9.10

130

9.18

9.25

9.33

9.40

9.48

9.55

9.63

9.70

9.78

9.85

140

 9.93

10.00

10.08

10.16

10.23

1034

10.38

10.46

10.54

10.61

150

10.69

10.77

10.85

10.92

10.99

11.08

11.15

11.23

11.31

11.38

160

 11.46

11.54

11.62

11.69

11.77

11.85

11.93

12.00

12.08

12.15

170

12.24

12.32

12.40

12.48

12.55

12.63

12.71

12.79

12.85

12.95

180

13.03

13.11

13.19

13.27

13.36

13.44

13.52

13.60

13.68

13.76

190

13.84

13.92

14.00

14.16

14.16

14.25

14.34

14.42

14.50

14.58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

14.66

14.74

14.82

14.90

14.98

15.06

15.14

15.22

15.30

15.38

210

15.48

15.56

15.64

15.72

15.80

15.89

15.97

16.05

16.31

16.21

220

16.30

16.38

16.46

16.54

16.62

16.71

16.79

16.86

16.95

17,03

230

17.12

17.20

17.28

17.37

17.45

17.53

17.62

17.70

17.78

17.87

240

17.95

18.03

18.11

18.19

18.28

18.36

18.44

18.52

18.61

18.70

250

18.77

18.85

18.93

19.02

19.10

19.18

19.27

19.35

19.43

19.52

260

19.60

19.68

19.76

19.85

19.93

20.01

20.10

20.18

20.26

20.35

270

20.43

20.51

20.59

20.67

20.75

20.84

20.92

21.00

21.08

21.16

280

21.25

21.32

21.41

21.50

21.58

21.66

21.74

21.83

21.91

21.99

290

22.08

22.16

22.24

22.33

22.41

22.49

22.58

22.66

22.74

22.82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

22.91

22.99

23.08

23.16

23.24

23.33

23.41

23.50

23.58

23.67

310

23.75

23.84

23.92

24.01

24.09

24.18

24.26

24.35

24.43

24.52

320

24.60

24.69

24.77

24.86

24.94

25.03

25.11

25.20

25.28

25.37

330

25.45

25.54

25.62

25.71

25.79

25.87

25.96

26.04

26.13

26.22

340

26.31

26.39

26.48

26.56

26.65

26.74

26.82

26.91

26.99

27.08

350

27.16

27.25

27.35

27.42

27.50

27.59

27.67

27.76

27.84

27.93

360

28.02

28.11

28.20

28.28

28.37

28.46

28.55

28.63

28.72

28.81

 

продолжение таблицы В.2

°С

0

1

2

3

4

5

6

   7

8

9

370

28.89

28.98

29.07

29.15

29.24

29.32

29.41

29.50

29.59

29.67

380

29.77

29.84

29.93

30.01

30.10

30.18

30.27

30.35

30.44

30.55

390

30.62

30.71

30.80

30.88

30.97

31.06

31.14

31.23

31.31

31.40

400

31.49

31.58

31.67

31.75

31.84

31.93

32.01

32.10

32.19

32.27

410

32.35

32.44

32.53

32.61

32.70

32.79

32.87

32.96

33.05

33.14

420

33.22

33.31

33.40

33.48

33.57

33.66

33.74

33.83

33.91

33.99

430

34.08

34.17

34.26

34.34

34.43

34.52

34.61

34.66

34.78

34.86

440

34.95

35.04

35.13

35.21

35.30

35.39

35.47

35.56

35.65

35.73

450

35.82

35.91

35.99

36.08

36.16

36.25

36.34

36.42

36.51

36.59

460

36.68

36.77

36.85

36.94

37.03

37.12

37.20

37.29

37.38

37.46

470

37.55

37.64

37.72

37.81

37.90

37.99

38.07

38.16

38.25

38.33

480

38.42

38.51

38.59

38.68

38.77

38.86

38.94

39.03

39.12

39.20

490

39.29

39.38

39.46

39.55

39.64

39.73

39.81

39.90

39.99

40.07

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ºС

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

500

40.28

41.17

42.06

42.95

43.83

44.71

45.59

46.47

47.35

48.23

600

49.11

49.99

50.87

51.75

52.63

53.50

54.37

55.24

56.11

56.98

700

57.85

58.72

59.59

60.45

61.31

62.17

63.03

63.89

64.75

65.61

800

66.47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Г

     Т а б л и ц а  Г.1 – Градуировочная таблица платиновых термометров

                                               сопротивления  (ГОСТ 6651-94)

               Номинальное сопротивление термометра при 0°С R=46 Ом

С

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-200

7.95

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-100

27.44

25.54

23.63

21.72

19.79

17.85

15.90

13.93

11.95

9.96

-0

46.00

44.17

42.34

40.50

38.65

36.80

34.94

33.08

31.21

29.33

0

46.00

47.82

49.64

51.45

53.26

55.06

56.86

58.65

60.43

62.2

100

63.99

65.76

67.52

69.28

71.03

72.76

74.52

76.26

77.99

79.71

200

81.43

83.15

84.86

86.56

88.26

89.96

91.64

93.33

95.00

96.66

300

98.34

00.01

01.66

03.31

04.96

06.60

08.23

09.86

11.48

13.10

400

14.72

16.32

17.93

19.52

21.11

22.70

24.28

25.86J

27.43

28.99

500

30.55

32.10

33.65

35.20

36.73

38.27

39.79

41.32

42.83

44.34

600

45.85

47.35

48.84

50.33

51.81

53.30

54.77

56.32

57.70

59.15

700

60.60

62.04

63.48

64.92

66.36

-

-

-

-

-

750

76.77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Т а б л и ц а  Г.2 - Градуировочная таблица медных термометров

                                         сопротивления (ГОСТ 6651-94)

         Номинальное сопротивление термометра при 0°С R=53 Ом

С

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-50

41.71

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-0

53.00

50.74

48.48

46.23

43.97

-

-

-

-

-

0

53.00

55.26

57.52

59.77

62.03

64.29

66.55

68.81

71.06

73.32

100

75.58

77.84

80.09

82.35

84.61

86.87

89.13

91.38

-

-

180

93.64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Д

 

Технические характеристики элементов стенда для поверки преобразователей сигналов термопар и термометров сопротивления

 

«Теркон»

1. Верхний предел измерения сопротивления - 1000 Ом. Погрешность измерения сопротивления ± (0,0002·10-5R) Ом.

2. Верхний предел измерения напряжения – 1000 мВ; погрешность измерения напряжения  ± (0,0005+5 ·10-5 U) мВ.

3. В качестве первичных преобразователей температуры могут быть использованы платиновые или медные термометры сопротивления со стандартными или индивидуальными градуировочными характеристиками Pt110, Pt150, Pt1100, Cu110, Cu150, Cu1100, погрешность преобразования не более ± (0,005÷0,016)0С.

Термопары типов: B, E, J, K, L, N, R, S, T, погрешность преобразования температуры не более ± 0,20С.

4. Количество независимых каналов- 2.

5. Время измерения 2-х каналов не более 0,8 с.

6. Время выхода на режим после вкл. – 30 мин.

7. Питание от сети переменного тока (220 ± 22) В.

8. Потребляемая мощность, не более 12 Вт.

 

Электропечь

1. Питание от сети переменного тока, U = 220 В.

2. Потребляемая мощность не более 7,5 кВт.

3. Максимальная температура нагрева 12000С.

4. Время выхода на режим t макс.- 2 час.

5. Диаметр внутреннего канала - 50 мм.

 

Блок управления печи

Погрешность установки температуры печи не более 0,50С.

Диапазон установки температуры - 0÷20000С.

 

Термопары

1 S (ПР 10/0)   Диапазон измеряемых температур - 0÷17680С.

                    Погрешность измерения не более _________ . 

2 К (ХА).         Диапазон измеряемых температур - 200÷13720С.

                    Погрешность измерения не более _________.  

3 L (ХК)          Диапазон измеряемых температур - 200÷ 8000С.

                    Погрешность измерения не более _________ . 

 

 

Список литературы 

1 Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов.- М.:Издательство МЭИ,2005.-460 с.

2 Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов.- М.: Логос, 2002.-408с.

3 Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергия, 1978.-702с.

4 Тюрин Н.И. Введение в метрологию. - М.: Издательство стандартов,1985.

5 Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. - М.: Издательство стандартов, 1986. -318с.

6 Аскаров Е.С. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебное пособие. - Алматы, 2005.-278с.

 

Содержание  

1. Лабораторная работа № 10. Поверка регистратора многоканального "Метран - 900"                                                                   3 

2. Лабораторная работа №11  Поверка датчиков температуры ТП и ТС с использованием прецизионного преобразователя сигналов ТС и ТП «ТЕРКОН»                                        10     

3. Лабораторная работа № 12  Поверка СИД и преобразователей давления с унифицированными

выходными электрическими сигналами                                                     18

 4. Контрольные вопросы                                                                               28

 5. Приложения                                                                                               29

 6. Список литературы                                                                                   34