Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров



РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсам «Основы автоматизации производственных процессов»,
«Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства»

для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 130000, 130501 «Нефтегазовое дело»

 

 

УФА 2015

 

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки 130000 «Нефтегазовое дело» (МТ, СТ, ГТ, БМТ, БСТ, БГТ), изучающих курсы «Основы автоматизации производственных процессов», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», и представляет собой расчетно-графическую работу с рекомендациями по ее выполнению.

Расчетно-графическая работа включает задачи и вопросы практически по всем разделам курса.

 

Составители: Прахова М.Ю., доц.

Федоров С.Н., ст. преподаватель

 

Рецензент: Шаловников Э.А., доц.

 

© Прахова М.Ю., 2014

© Федоров С.Н., 2014

© Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2014

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

 

Расчетно-графическая работа включает вопросы и задачи по всем основным разделам курса. Она состоит из ответов на теоретические вопросы и решения задач. Вариант выбирается по номеру студента в списке на момент выдачи задания; если он больше 25, то выбор варианта производится по формуле (номер в списке – 25). Например, если номер в списке 27, выполняется вариант 2.

Номера заданий для каждого варианта приведен в таблице.

Работа выполняется на листах формата А4 в рукописном виде. При этом рекомендуется распечатать каждое задание на отдельном листе и в рукописном виде представить ответ или решение. Вопрос и условие задачи должны быть обязательно переписаны при любом варианте оформления. На титульном листе обязательно должны быть указаны номер по списку и вариант.

Ответы на теоретические вопросы должны быть мотивированными, содержать необходимые иллюстрации и формулы. Прежде чем ответить на конкретный вопрос задания, необходимо привести краткие теоретические сведения, касающиеся тематики вопроса. При решении задач необходимо дать базовые определения, указать все используемые расчетные формулы и привести промежуточные расчеты.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические сведения и основные расчетные формулы. Недостающая информация может быть найдена в рекомендуемой литературе, а также в любых других доступных источниках.

Таблица – Варианты заданий и перечень выполняемых заданий

Вариант Номера заданий в каждом разделе
Погрешности измерений Датчики Измерение основных технологических параметров Измерение состава и физико-химических свойств Релейные схемы технологической сигнализации Виды и методы измерений. Типы САР Условные обозначения на схемах автоматизации
      1, 26, 51        
      2, 27, 52        
      3, 28, 53        
      4, 29, 54        
      5, 30, 55        
      6, 31, 56        
      7, 32, 57        
      8, 33, 58        
      9, 34, 59        
      10, 35, 60        
      11, 36, 61        
      12, 37, 62        
      13, 38, 63        
      14, 39, 64        
      15, 40, 65        
      16, 41, 66        
      17, 42, 67        
      18, 43, 68        
      19, 44, 69        
      20, 45, 70        
      21, 46, 71        
      22, 47, 72        
      23, 48, 73        
      24, 49, 74        
      25, 50, 75        

ЗАДАНИЯ Расчетно-графическОЙ работЫ

 

Раздел 2. Датчики

2-1. Тензометрический преобразователь, используемый для измерения деформаций, имеет следующую функцию преобразования длины в сопротивление:

где R – электрическое сопротивления преобразователя, Ом; l – длина преобразователя, мм; l0 – начальная длина преобразователя, 10 мм; R0 – начальное сопротивление преобразователя, 100 Ом.

Выразите дифференциальную чувствительность преобразователя в Ом/мкм.

2-2. На рисунке приведен емкостный преобразователь - плоский конденсатор с подвижной 1 и неподвижной 2 обкладками. Он предназначен для преобразования перемещения x в изменение ёмкости С. На пластине 2 укреплён изолятор толщиной δ2 = 6 мм. Относительные диэлектрические проницаемости изолятора ε2 = 3 и воздуха ε1 = 1. Площадь перекрытия пластин F = 50 см2. Измеряемое перемещение x изменяется в диапазоне от 0 до 5 мм (шаг изменения ∆x = 0,5 мм). При начальном положении пластины 1, когда x = 0, зазор между ней и изолятором равен δ0 = 5 мм. Частота переменного напряжения, питающего преобразователь, f = 500 кГц.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-3. На рисунке приведен емкостный преобразователь - плоский конденсатор с подвижной 1 и неподвижной 2 обкладками. Он предназначен для преобразования перемещения x в изменение ёмкости С за счет изменения площади перекрытия пластин. Параметры преобразователя: a = 10 см; b = 30 см; f = 110 кГц; δ = 1,5 мм; хмакс = 16 см.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине.

Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-4. Для измерения уровня жидкостей используется цилиндрический преобразователь, показанный на рисунке. Он представляет собой два неподвижных коаксиально расположенных цилиндра 1 и 2 длиной l = 10 см. Сплошной цилиндр имеет диаметр d1 = 3,2 мм, а внутренний диаметр полого цилиндра равен d2 = 5,4 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость жидкости εж = 2,3. Изменение х может происходить в пределах 0 - l см. Частота питающего напряжения f = 400 кГц.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

 

 

2-5. Для измерения угловых перемещений Ψ в диапазоне 0 – 120 °С используется преобразователь, показанный на рисунке. Он представляет собой две полукруглые пластины, одна их которых – подвижная 1, а вторая – неподвижная 2. Радиусы подвижной и неподвижной пластин равны соответственно R = 132 мм и r = 20 мм. Угол Ψ изменяется в диапазоне 30 – 180 °С. Частота питающего напряжения f = 300 кГц. Толщина воздушного зазора между пластинами δ = 5 мм.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-6. Одинаковым ли будет по абсолютной величине изменение сопротивления медного терморезистора при изменении температуры от 0 до 60 0С и от 120 до 180 0С? Почему?

2-7. Одинаковы ли коэффициенты преобразования K = DR/DT у терморезисторов ТСП с начальным сопротивлением 46 и 100 Ом в диапазоне температур (0… 350) 0С?

2-8. Имеются два кварцевых пьезоэлектрических датчика, каждый из которых состоит из 4 пластин. Но в одном случае пластины имеют форму круглой шайбы толщиной 0,3 см и диаметром 1 см, а во втором – квадратной пластины толщиной 0,5 см и стороной квадрата 1,5 см. Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше?

2-9. Определите относительную чувствительность и относительное изменение полного сопротивления одинарного индуктивного датчика (см. рисунок). Начальный зазор dв0 = 1 мм, изменение воздушного зазора Δdв = 0,1 мм.

2-10. Имеется два индуктивных трансформаторных датчика линейного перемещения, различающиеся между собой числом витков обмотки питания (у первого датчика оно в 2 раза больше) и частотой питающего напряжения (у первого датчика она в 2 раза меньше). Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше? Все остальные параметры датчиков одинаковы.

2-11. Определите напряжение на обкладках пьезоэлектрического кварцевого датчика, имеющего форму диска диаметром D = 1 см, толщиной d = 1 мм при сжатии его силой Fx = 20 Н. Емкость измерительной схемы, подключенной к датчику, Свх = 16,8 пФ, пьезомодуль кварца Кп = 2,2*10-12 Кл/Н, а его диэлектрическая проницаемость e = 4,5.

2-12. Одной из областей использования вихретоковых датчиков является толщинометрия – определение толщины слоя диэлектрика на металлическом основании. Можно ли использовать вихретоковые датчики для измерения слоя металлизации на диэлектрическом основании?

2-13. На рисунке показана схема трансформаторного (индукционного) датчика угла поворота. Изобразите (качественно) его статические характеристики при отсутствии и наличии обмотки смещения W3.

2-14. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при увеличении толщины пластины в 2 раза? Под толщиной пластины понимается расстояние между электродами.

2-15. Как изменится чувствительность емкостного датчика угловых перемещений с обкладками в виде двух полуокружностей при увеличении их радиусов в 2 раза?

2-16. Терморезистор ТСМ имеет следующие характеристики: начальное сопротивление 53 Ом, диапазон измерения 0 – 180 0С, постоянная времени 1 минута, ТКС 0,00426 1/град. Через 1 минуту после помещения терморезистора в объект измерения его сопротивление оказалось равным 78 Ом. Определите температуру объекта.

2-17. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при пропорциональном увеличении всех параметров кварцевой пластины (длина, ширина, толщина) в 2 раза?

2-18. Зависит ли чувствительность пьезодатчика от площади пластины, на которой установлены электроды?

2-19. Имеются два пьезодатчика, один из которых состоит из 4 пластин площадью S 1, а второй из 2 пластин площадью S 2 (S 1 в два раза меньше S 2). Будет ли их чувствительность одинакова?

2-20. Термопара имеет следующие характеристики: диапазон измерения 0 – 600 0С, постоянная времени 2 минуты, чувствительность 32 мкВ/град. Через 2 минуты после ее помещения в объект измерения выходной сигнал составил 2,56 мВ. Определите температуру объекта, если температура окружающей среды составляет 22 0С.

2-21. Градуировка термопары проводилась при температуре свободных концов минус 20 0С. Как в этом случае будет выглядеть статическая характеристика термопары?

2-22. На рисунке показан стержневой измерительный тензопреобразова-тель, включающий 4 проволочных тензорезистора. Какие из них при измерении усилия F будут измерительными, а какие – компенсационными?

 

2-23. На рисунке приведена статическая характеристика индуктивного датчика. Как изменится эта характеристика, если частота напряжения питания увеличится в 2 раза?

 

2-24. Будет ли работать термопара, если температура свободных концов окажется больше температуры горячего конца? Если будет, изменится ли работа термопары и как?

2-25. От какого параметра пьезодатчика (длины, ширины, толщины) зависит коэффициент пьезочувствительности?

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К РАЗДЕЛУ 5

При составлении или чтении релейных схем необходимо учитывать следующее:

- любое реле может иметь несколько контактов любого типа – замыкающих, размыкающих или переключающих;

- принадлежность контакта к какому-либо реле определяется по его обозначению – например, если реле К2 имеет три контакта, они будут обозначены в схеме К2.1, К2.2 и К2.3, т.е. первая цифра означает номер самого реле, а вторая, указываемая после точки, – номер его контакта;

- у любого реле контакт может изменить свое состояние (замкнуться или разомкнуться) только после подачи напряжения питания на его обмотку;

- все реле срабатывают с некоторой задержкой времени после подачи питания на обмотку;

- состояние лампочки изменяется быстрее, чем срабатывает реле.

В качестве примера рассмотрим фрагмент схемы технологической сигнализации, приведенной на рисунке «а». Ее работа происходит следующим образом. При подаче напряжения питания замкнутой оказывается только цепь 1-1 питания лампочки EL1 (на схеме эта цепь показана жирными линиями). В результате подачи напряжения питания на обмотку реле К1 оно сработает и замкнет свой контакт К1.1 в цепи 2-2, в результате чего загорится лампочка EL2 и сработает реле К2. Оно, в свою очередь, замкнет свой контакт К2.1 в цепи 3-3, при этом загорится лампочка EL3. Таким образом, после всех переключений в схеме будут гореть все три лампочки. Если какая-нибудь лампочка должна отключаться, то в цепь ее питания необходимо ввести размыкающий контакт соответствующего реле. Например, рассмотренную выше схему необходимо изменить таким образом, чтобы после загорания лампочек EL2 и EL3 первая лампочка гасла. Для выполнения этого условия в ее цепь (рисунок «б») введен контакт К3.1, который размыкается при срабатывании реле К3, т.е. после того, как загорится EL3. Как видно из схемы, питание реле К1 в этом случае должно быть независимым, т.к., если ввести контакт К3.1 в цепь 1-1 исходной схемы (см. рисунок «а»), при его размыкании отключится и реле К1, т.е. вся схема вернется в исходное состояние.

 

 

Приложение А

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

 

Состав воздуха: кислород – 21%; азот – 79%.

Таблица А.1 - Теплопроводность компонентов газовой смеси, *10-3, Вт/(м*К)

CO2 O2 N2 H2
18,49 28,67 27,73 195,96

Таблица А.2 – Поправочные коэффициенты для детектора по теплопроводности

Вещество Обозначение на образцовой хроматограмме Поправочный коэффициент К Относительная теплопроводность (по отношению к воздуху)
Воздух   - 1,0
Водород   - 7,14
Гелий   - 5,97
Метан A 0,45 1,25
Азот B 0,67 0,996
Этан C 0,59 0,75
Пропан D 0,68 0,615
Бутан E 0,68 0,552
Пентан F 0,69 0,535

 

СОДЕРЖАНИЕ

С.

1 Общие требования к оформлению расчетно-графической работы ……….  
2 Содержание расчетно-графической работы ………………………………..  
Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров ….………  
Раздел 2. Датчики ……………………………………………………………….  
Раздел 3. Измерение основных технологических параметров ……………...  
Раздел 4. Контроль состава и измерение физико-химических свойств газов и жидкостей ……………………………………………………………………...  
Раздел 5. Релейные схемы технологической сигнализации …………………  
Раздел 6. Виды и методы измерения. Типы автоматических систем ………  
Раздел 7. Условные обозначения на схемах автоматизации …………………  
3 Методические указания к разделу 5 ……………………………………..  
Список рекомендуемой литературы …………………………………………  
Приложение А. Справочные данные …………………………………………  

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсам «Основы автоматизации производственных процессов»,
«Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства»

для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 130000, 130501 «Нефтегазовое дело»

 

 

УФА 2015

 

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки 130000 «Нефтегазовое дело» (МТ, СТ, ГТ, БМТ, БСТ, БГТ), изучающих курсы «Основы автоматизации производственных процессов», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», и представляет собой расчетно-графическую работу с рекомендациями по ее выполнению.

Расчетно-графическая работа включает задачи и вопросы практически по всем разделам курса.

 

Составители: Прахова М.Ю., доц.

Федоров С.Н., ст. преподаватель

 

Рецензент: Шаловников Э.А., доц.

 

© Прахова М.Ю., 2014

© Федоров С.Н., 2014

© Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2014

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

 

Расчетно-графическая работа включает вопросы и задачи по всем основным разделам курса. Она состоит из ответов на теоретические вопросы и решения задач. Вариант выбирается по номеру студента в списке на момент выдачи задания; если он больше 25, то выбор варианта производится по формуле (номер в списке – 25). Например, если номер в списке 27, выполняется вариант 2.

Номера заданий для каждого варианта приведен в таблице.

Работа выполняется на листах формата А4 в рукописном виде. При этом рекомендуется распечатать каждое задание на отдельном листе и в рукописном виде представить ответ или решение. Вопрос и условие задачи должны быть обязательно переписаны при любом варианте оформления. На титульном листе обязательно должны быть указаны номер по списку и вариант.

Ответы на теоретические вопросы должны быть мотивированными, содержать необходимые иллюстрации и формулы. Прежде чем ответить на конкретный вопрос задания, необходимо привести краткие теоретические сведения, касающиеся тематики вопроса. При решении задач необходимо дать базовые определения, указать все используемые расчетные формулы и привести промежуточные расчеты.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические сведения и основные расчетные формулы. Недостающая информация может быть найдена в рекомендуемой литературе, а также в любых других доступных источниках.

Таблица – Варианты заданий и перечень выполняемых заданий

Вариант Номера заданий в каждом разделе
Погрешности измерений Датчики Измерение основных технологических параметров Измерение состава и физико-химических свойств Релейные схемы технологической сигнализации Виды и методы измерений. Типы САР Условные обозначения на схемах автоматизации
      1, 26, 51        
      2, 27, 52        
      3, 28, 53        
      4, 29, 54        
      5, 30, 55        
      6, 31, 56        
      7, 32, 57        
      8, 33, 58        
      9, 34, 59        
      10, 35, 60        
      11, 36, 61        
      12, 37, 62        
      13, 38, 63        
      14, 39, 64        
      15, 40, 65        
      16, 41, 66        
      17, 42, 67        
      18, 43, 68        
      19, 44, 69        
      20, 45, 70        
      21, 46, 71        
      22, 47, 72        
      23, 48, 73        
      24, 49, 74        
      25, 50, 75        

ЗАДАНИЯ Расчетно-графическОЙ работЫ

 

Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров

1-1. Измерение разности давления осуществляется при помощи двух манометров класса точности 0,5. Диапазоны измерений манометров одинаковы и составляют 1,8 МПа. Найти минимальную разность давлений, которую можно измерить данными манометрами с точностью 3%.

1-2. Температура в термостате измеряется терморезистором III класса с параметрами: R0 = 53 Ом и α = 4,26*10-3 К-1. При измерении некоторой температуры его сопротивление оказалось равным 68,82 Ом. Одновременно с терморезистором температура контролируется лабораторным термометром, имеющим свидетельство о поверке. Показания лабораторного термометра составили 70,4 0С, поправка по свидетельству составляет - 0,5 0С. Определите абсолютную и относительную погрешность измерения температуры терморезистором.

1-3. Температура t [°С] оценивается с помощью косвенного измерения терморезистором. Зависимость величины термосопротивления (ТС) меди от температуры имеет вид Rt= R0(1+αt), где α – температурный коэффициент сопротивления меди; Rt, R0– значение сопротивления ТС при 0 °С и при t, °С соответственно.

Сопротивление Rtопределяется по формуле Rt= U /I ─ Rл, где Rл– сопротивление подводящих проводников; U – падение напряжения; I – сила тока.

Величины U и I, измеряемые вольтметром и амперметром, являются результатом прямых измерений с погрешностями ∆U= 0,01В, ∆I= 0,01А; значения погрешностей Rл, R0 считаются ничтожно малыми.

Вычислить погрешность измерения температуры ∆t при U = 10 В, I = = 0,63 А, α = 4,26 ∙10ˉ³ (°С)-1.

1-4. Количество теплоты, отводимое от теплообменного аппарата, может быть определено на основе косвенных измерений по формуле Q = Gc (t1– t2), где G – расход рабочего тела (кг/с); t1и t2 – температура рабочего тела на выходе и входе теплообменного аппарата; с – удельная теплоемкость рабочего тела (Дж/кг), является заданной характеристикой. Величины G, t1, t2 определяются путем прямых измерений расхода и температуры, значения среднеквадратичных отклонений погрешностей измерения равны соответственно σG=0,5 кг/с, σt1= σt2= 0,5 °С. Вычислить σQ– среднеквадратичную погрешность измерения Q - при с = 4,19∙103 Дж/(кг ∙°С), G =5 кг/с, t1= 25 °С, t2 = 8 °С.

1-5. При измерении напряжения на нагрузочном резисторе вольтметр показал 13,5 В. Найти абсолютную и относительную методические погрешности измерения, если сопротивление резистора 7 Ом, ЭДС источника 14,2 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

1-6. В каких пределах может находиться действительное значение давления, если стрелка установилась на отметке 60 атм шкалы манометра с диапазоном измерения 0…100 атм и классом точности 0,5? Можно ли считать манометр годным к эксплуатации, если на отметке шкалы 40 атм. его относительная погрешность g = 1%? Какую цену деления должен иметь прибор, чтобы порог чувствительности был равен 1 атм?

1-7. Плотномер показывает значение плотности 740 кг/м3. Известно, что действительное значение плотности лежит в диапазоне 720 – 760 кг/м3. Характеристики плотномера: предел измерения 780 кг/м3; класс точности 1,0; нормальная температура потока (20 ± 5) 0С. Условие эксплуатации: температура потока 40 0С. Определите дополнительную погрешность по температуре.

1-8. В U – образном манометре с водяным заполнением внутренние диаметры трубок соответственно равны 8 и 8,3 мм. При измерении давления уровень в первой трубке переместился на 200 мм. Измеряемое давление считалось равным 200´2 = 400 мм вод. ст. Оцените абсолютную и относительную погрешности, вызванные неучётом реального уровня во второй трубке. Какой будет являться эта погрешность по причине возникновения и по характеру действия?

1-9. Плотномер показывает значение плотности 740 кг/м3. Известно, что действительное значение плотности лежит в диапазоне 720 – 760 кг/м3. Характеристики плотномера: предел измерения 780 кг/м3; класс точности 1,0; нормальная температура потока (20 ± 5) 0С; дополнительная температурная погрешность плотномера gт = 0,18%/0С. Определите, при какой температуре эксплуатируется плотномер.

1-10. Часто при вычислении относительной погрешности d пользуются приближенной формулой, при этом в знаменатель вместо истинного или действительного значения измеряемой величины подставляют измеренное значение. Полученное в результате такого расчета значение относительной погрешности d¢ отличается от d на «погрешность погрешности» dпогр. Выразите dпогр через d.

1-11. Вольтметр V 1 класса точности 1,0 с диапазоном показаний (0…100) В и вольтметр V 2 класса точности 2,0 с диапазоном показаний (–50…50) В подключены к одному источнику напряжения. Измерения проводятся при нормальных условиях, погрешности отсчитывания пренебрежимо малы. U 1 = 45,6 В и U 2 = 47,5 В — показания V 1 и V 2 соответственно. Можно ли утверждать, что хотя бы один из вольтметров не отвечает указанному для него классу точности?

1-12. Поточный влагомер с диапазоном измерения (0 – 60)% и классом точности 2,0 предназначен для работы в потоке жидкости с температурой (20 ± 5) 0С и содержанием солей (0 – 5) % об. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 2,5% на каждые 10 0С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность по солесодержанию составляет 1,2% на каждые 0,5% отклонения от нормального диапазона. Определите значение относительной погрешности влагомера на отметке шкалы 15%, если измерения проводятся при температуре потока 26 0С и солесодержании 5,5%.

1-13. Вольтметром с диапазоном показаний (0…30) В и классом точности 0,5 было выполнено измерение напряжения. Полученное значение равняется 9,5 В. После определения образцовым вольтметром действительного значения напряжения выяснилось, что относительная погрешность первого вольтметра составила 1,5%. Соответствует ли первый вольтметр своему классу точности?

1-14. Рассчитайте, каким должно быть соотношение между диаметрами плюсового и минусового сосудов чашечного дифманометра, схема которого показана на рисунке, чтобы при отсчете уровня жидкости только в минусовом сосуде погрешность измерения разности давлений не превышала 0,1%.

 

1-15. При измерении расхода калориметрическим расходомером измерение мощности нагревателя производится по показаниям амперметра и вольтметра, имеющих классы точности 0,5 и 1,0 и шкалы 0…5 А и 0…30 В. Показания приборов составляют 3,2 А и 22 В. Оцените максимально возможное значение относительной погрешности, с которой производится измерение мощности.

1-16. Манометр имеет предел измерения 60 атм и класс точности 1,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре 15 ¸ 25 0С и влажности 50 ¸ 70%; он эксплуатируется при температуре 40 0С и влажности 100%. В каких пределах может в этом случае находиться действительное значение давления, если стрелка прибора находится на отметке 30 атм? Дополнительные погрешности равны: gт = 1,2% на 10 0С отклонения от нормального значения; gв = 0,8% на 10% отклонения от нормального значения.

1-17. Градуировка тензопреобразователя проводилась при температуре окружающей среды 20 0С, а измерение проводится при температуре 35 0С. Как называется возникающая в этом случае погрешность? Чему равно действительное значение давления при таком измерении, если измеренное значение сопротивления тензорезистора составило 104 Ома? Паспортные характеристики тензорезистора: при номинальной (градуировочной) температуре сопротивление тензорезистора при изменении давления от 0 до 20 атм изменяется от 100 до 116 Ом; его класс точности 0,5; характеристика тензорезистора линейная, дополнительная температурная погрешность ± 1,5% на каждые 10 0С отклонения от градуировочной температуры.

1-18. Плотномер имеет предел измерения 760 кг/м3 и класс точности 2,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре потока 15 ¸ 35 0С и давлению 0-60 атм; он эксплуатируется при температуре 40 0С и давлении 65 атм. В каких пределах может в этом случае находиться действительное значение плотности, если показания прибора составляют 732 кг/м3? Дополнительные погрешности равны: gт = 1,2% на 10 0С отклонения от нормального значения; gв = 0,8% на 10 атм отклонения от нормального значения.

1-19. Температура в термостате измеряется техническим термометром со шкалой 0 – 500 0С. Его показания составляют 346 0С. Одновременно с техническим термометром температура контролируется лабораторным термометром, имеющим свидетельство о поверке. Показания лабораторного термометра составили 352 0С, поправка по свидетельству составляет - 0,5 0С. Определите класс точности технического манометра.

1-20. Манометр имеет предел измерения 60 атм и класс точности 1,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре 15 ¸ 25 0С и влажности 50 ¸ 70%; он эксплуатируется при температуре 40 0С и некотором значении влажности. При измерении давления 30 атм прибор показал значение 31,4 атм. При каком значении влажности проводились измерения? Дополнительные погрешности равны: gт = 1,2% на 10 0С отклонения от нормального значения; gв = 0,8% на 10% отклонения от нормального значения.

1-21. Оцените погрешность (абсолютную и относительную) измерения температуры медным терморезистором, вызванную отклонением фактических значений R0 и a от номинальных. Фактические значения R0*= 53,05 Ом; a* = 0,00428 град–1. Номинальные значения: R0 = 53 Ом; a = 0,00426 град–1. Текущее значение сопротивления терморезистора Rt = 75,58 Ом.

1-22. На сколько градусов изменятся показания технического термометра с пределом измерения 0 – 200 0С и классом точности 1,5, если он рассчитан на применение в помещениях, влажность которых составляет 40 – 60%, а используется при 100% влажности? Дополнительная погрешность составляет 1,8% на каждые 10% отклонения от нормальных условий. Во сколько раз отличаются значения относительной погрешности в начале и в конце шкалы, если цена деления составляет 5 0С?

1-23. Поточный влагомер с диапазоном измерения (0 – 60)% и классом точности 2,0 предназначен для работы в потоке жидкости с температурой (15 – 30) 0С и содержанием солей (0 – 5) % об. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 1,5% на каждые 10 0С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность по солесодержанию составляет 1,2% на каждые 0,5% отклонения от нормального диапазона. Определите значения абсолютной погрешности влагомера для условий измерения: 1) температура потока 20 0С; солесодержание 5,5%; 2) температура потока 40 0С; солесодержание 6,25%.

1-24. Для технического манометра с пределом измерения 0…100 атм и классом точности 1,5 нормальная температура окружающей среды +(15…25) 0С, рабочая температура + (5…50) 0С; нормальная влажность (60 ± 5)%, рабочая влажность 40 – 80%. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 1,5% на каждые 10 0С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность от влажности составляет 1% на каждые 10% отклонения от нормальных условий. Расcчитайте значения общей приведенной погрешности, которую манометр будет иметь при условиях измерения:

1) температура окружающей среды 25 0С, влажность 62%;

2) температура окружающей среды 45 0С, влажность 75%;

3) температура окружающей среды 0 0С, влажность 60%.

Для условий 2) определите максимально возможное значение относительной погрешности на отметке 40 атм.

1-25. Длина столбика жидкости (см. рисунок) в трубке микроманометра l составляет 95 делений при угле наклона трубки α = 600. Как изменится относительная погрешность измерения давления, если трубку установить в положение, соответствующее α = 300?

 

 

Раздел 2. Датчики

2-1. Тензометрический преобразователь, используемый для измерения деформаций, имеет следующую функцию преобразования длины в сопротивление:

где R – электрическое сопротивления преобразователя, Ом; l – длина преобразователя, мм; l0 – начальная длина преобразователя, 10 мм; R0 – начальное сопротивление преобразователя, 100 Ом.

Выразите дифференциальную чувствительность преобразователя в Ом/мкм.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-09; просмотров: 2535; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.35.148 (0.14 с.)