Опыт 1. Измерение температуры медным терморезистором

На рисунке 2 изображен макет для контроля основных характеристик тепловых преобразователей в диапазоне от 0 – 110 °С.

Термопары и терморезисторы могут быть подключены к внешнему прибору непосредственно, либо с помощью переключателей К₁ и К₂, соответственно.

В данном опыте температуру масла измеряют с помощью медного терморезистора .

 

1 – клеммы подключения терморезисторов; 2 – переключатель подключения терморезисторов К₁; 3 – клеммы подключения термопар; 4 – переключатель подключения термопар К₂; 5 – термометр; 6 – масло; 7 – колба; 8 – нагреватель.

 

Рисунок 2 – Внешний вид и электрическая схема макета для контроля характеристик тепловых преобразователей

 

 

Порядок выполнения опыта

Внимание! Опыт 1, опыт 2, опыт 3 выполняются одновременно.

1. К клеммам лабораторного макета (рисунок 2) подключить прибор для измерения сопротивления (предел измерения кОм).

2. Переключатель К₁ перевести в положение 2.

3. После проверки схемы преподавателем, подключить прибор к сети.

4. Включить тумблер ВКЛ на панели макета, при этом должна загореться лампочка сигнализации.

5. Измерить сопротивление медного терморезистора при различной температуре масла.

6. Диапазон и шаг измерений задает преподаватель.

7. Результаты измерений занести в таблицу 1.

8. Построить график R₂= f(t°), по нему, используя графические построения, определить значения R₀, t для выбранного линейного участка графика. Определить класс точности медного терморезистора.

Градуировочные значения медного терморезистора и допустимые отклонения от номинальных значений сопротивления ТСМ, даны в приложении Б.

 

Таблица 1

 

Ртутный термометр t°, С	Сопротивление медного терморезистора R2, Ом	Градуировочные значения R2Г, Ом

 

 

Опыт 2. Измерение температуры полупроводниковым терморезистором

В данном опыте температуру масла измеряют полупроводниковыми резисторами , , .

 

Порядок выполнения опыта

1. Проведение опыта 2 аналогично поведению опыта 1. Переключатель К₁ ставим в положения 1, 3, 4 и поводим измерения.

2. Результаты измерений занести в таблицу 2.

3. Построить графики R= f(t°), R_р= f(t°).

Таблица 2

 

Ртутный термометр t°, С	Сопротивление п/п терморезистора R, кОм R1, R3, R4	Сопротивление п/п терморезистора Rр, кОм (расчётное)

 

 

Опыт 3. Измерение температуры термоэлектрическим преобразователем

В данном опыте температуру масла измеряют различными видами термопар.

Порядок выполнения опыта

1. К клеммам III и IV лабораторного макета подключить прибор для измерения ЭДС.

2. Переключатель К₂ установить в положение 1, 2, 3 или 4 (по заданию преподавателя).

3. Подключить прибор к сети.

4. Измерить ЭДС термопар при различной температуре масла.

5. Диапазон и шаг измерений задает преподаватель.

6. Результаты измерений занести в таблицу 3. Градуировочные значения стандартных термопар даны в Приложении В.

7. Построить графики Е= f(t°), Е_Г= f(t°).

 

 

Таблица 3

 

Ртутный термометр t°, С	Измеряемая термо-ЭДС, Е, мВ	Градуировочные значения стандартной термопары, ЕГ

 

 

Содержание отчёта

В отчёте должны быть приведены таблицы экспериментальных данных, по данным измерений и вычислений построить графики, указанные в описании опытов.

 

Контрольные вопросы

1. Какие существуют методы измерения температуры?

2. Почему чувствительный элемент первичного измерительного преобразователя в значительной мере определяет главные его возможности?

3. Назовите тепловые чувствительные элементы, обоснуйте возможные границы их использования.

4. Перечислите достоинства и недостатки металлических термометров.

5. Перечислите достоинства и недостатки полупроводниковых терморезисторов.

6. Объясните суть термоэлектрического метода измерения.

 

Литература

1. Храмов А.В. Первичні вимірювальні перетворювачі приладів і автомотичних систем. – Київ: Вища школа, 1998. – С.150 – 153, 216 – 220.

2. Головко Д.Б., Скрыпник Ю.О., Химичова Г.И. Структурно-алгоритмические методы повышения точности измерения температуры. – Киев: <<ФАДА, ЛТД>>, 1999.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Приборы для измерения температуры	Диапазон измерения, °С	Достигнутая погрешность, %
Контактные
Термометры сопротивления с терморезисторами: из благородных металлов; из неблагородных металлов; из полупроводниковых материалов. Термометры сопротивления с термотранзисторами. Кварцевые термометры. Термоэлектрические термометры с термопарами: из благородных металлов; из неблагородных металлов; из полупроводниковых материалов.	‑ 260¸ +1300 ‑ 200¸ +200 ‑ 270¸ +300   ‑ 60¸ +100 ‑ 50¸ +100     20¸ 1800 ‑ 200¸ +1300 ‑ 0¸ 2500	±0,002 ±0,5 ±1,0   ±1,0 ±0,05     ±0,1 ±1,0 ±1,0
Бесконтактные
Пирометры излучения: радиационные; оптические (яркостные); цветовые.	20¸ 4000 700¸ [phone]¸ 300	±1,0 ±0,5 ±1,0

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Основные данные металлических термопреобразователей сопротивления типа ТСМ по ГОСТ 6651 – 78.

R при 0°С, Ом	Условные обозначения статической характеристики	Диапазон измеряемых Т, °С
	10М	‑ 50…200
	50М	‑ 50…200
/53/	/2р23/	‑ 50…180
	100М	‑ 200…200

Примечание. Преобразователи, характеристики которых указаны в скобках, рекомендуется в новых разработках не использовать.

 

Градуировочная таблица для медных

термометров сопротивления

Температура, °С	Сопротивление, Ом
-50	41,71
-40	43,97
-30	46,23
-20	48,48
-10	50,74
	53,00
	55,26
	57,52
	59,77
	62,03
	64,29
	66,55
	68,81
	71,06
	73,32
	75,58
	77,84
	80,09
	82,35

Допустимые отклонения, % от номинальных значений сопротивления, металлических термопреобразователей сопротивления (при 0°С)

Тип	Класс точности
I	II	III	IV	V
ТСП	±0,05	±0,1	±0,4	±0,2	±0,8
ТСМ		±0,1	±0,5	±0,2	±1,0

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Температура рабочего конца спая, °С	Термо-ЭДС, мВ
ТП медь-константан	ТП железо-константан	ТП хромель-копель	ТП хромель-алюмель
	1,196	1,536	1,801	1,203
	1,611	2,058	2,419	1,611
	2,035	2,585	3,047	2,022
	2,467	3,115	3,683	2,430
	2,908	3,649	4,329	2,850
	3,357	4,186	4,983	3,266
	3,813	4,725	5,646	3,681
	4,277	5,268	6,317	4,095
	4,749	5,812	6,996	4,508
	5,227	6,359	7,683	4,919
	5,712	6,907	8,377	5,327

 

Лабораторная работа № 7