Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения



Скачать 186.5 Kb.
страница4/7
Дата30.04.2018
Размер186.5 Kb.
Название файлазадания Kурсовая работа по ТИП.doc
Учебное заведениеКурганский государственный университет
ТипМетодические указания
1   2   3   4   5   6   7
Манометрические термометры предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры газов, жидкостей и паров. Принцип действия их основан на изменении давления рабочего вещества в замкнутом объеме термометра при изменении температуры.

Манометрические термометры – достаточно простые устройства, позволяющие осуществлять автоматическую регистрацию измерений и передачу показаний на расстояние. В настоящее время промышленностью выпускаются манометрические термометры с унифицированными пневматическим и электрическим выходными сигналами классов точности 1; 1,5; 2,5. Важное достоинство этих термометров – возможность использования их на взрывоопасных объектах.

К их недостаткам относят необходимость частой поверки из-за возможной разгерметизации прибора и сложность ремонта. Периодичность поверки устанавливается не реже одного раза в 6 месяцев. В интервале от –30 до 300 оС манометрические термометры поверяют образцовыми ртутными термометрами; в интервале от –60 до -30 оC – образцовыми медь-константановыми термометрами и в интервале от 300 до 500 оС – платиновыми термометрами сопротивления. При поверке показаний манометрических термометров их вместе с образцовыми термометрами устанавливают в термостат, а затем сравнивают их показания, определяя приведенную погрешность.

Передаточная функция манометрических термометров может быть представлена в виде



, (1)

где Т – постоянная времени; τ- время запаздывания; К – коэффициент передачи.

Значения постоянной времени Т и времени запаздывания приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры манометрических термометров


Условия определения характеристик

Т, с



Нагрев от 30 до 100 оС в баке с водой

Нагрев от 40 до 60 оС в потоке воздуха (скорость 8 м/с)



1

2


8

12

Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Зная зависимость сопротивления от температуры и измерив сопротивление, можно судить о температуре среды, в который помещен этот проводник. В отличие от манометрических термометров термометр сопротивления не показывает температуру, а лишь служит первичным измерительным преобразователем.

Термометры сопротивления работают в комплекте с вторичными электроизмерительными приборами, измеряющими сопротивления термометра и показывающими соответствующую этому сопротивлению температуру.

Промышленностью выпускаются стандартные термометры сопротивления из медной (ТСМ) и платиновой проволоки (ТСП). Платиновые преобразователи сопротивления используются для измерения температуры от –260 до +1100оС. Медные термопреобразователи сопротивления предназначены для измерения температуры в диапазоне от –50 до +200оС.

Динамическая характеристика термопреобразователей может быть представлена передаточной функцией вида



. (2)

Значения постоянной времени Т и время запаздывания зависят от размеров защитного чехла и его материала, теплоемкости элементов, находящихся в чехле, а также от условий теплообмена. Так, при скачкообразном нагреве от 30 до 100 оС в баке с водой для термопреобразователя со стальным чехлом =8 c и Т=120 c, а для латунного чехла = 3 с и Т=33 с.

В практике технологических измерений температуры с использованием термопреобразователей сопротивления широкое применение нашли мосты (уравновешенные и неуравновешенные), логометры и нормирующие преобразователи. Для точных измерений температуры и метрологической аттестации термопреобразователей сопротивления, проводимых обычно в лабораторных условиях, получили применение потенциометры постоянного тока. Уравновешенные мосты подразделяются на неавтоматические и автоматические. В них используется нулевой метод измерения. С помощью неавтоматических мостов измеряют сопротивления от 0,5 до 107 Ом, в частности производят градуировку термопреобразователей сопротивления и измеряют температуру.

Выпускаемые автоматические мосты отличаются друг от друга конструкцией, размерами, точностью измерения и другими техническими характеристиками, однако измерительные схемы отличаются незначительно. Классы точности автоматических мостов равны 0,25: 0,5; 1, а время пробега стрелки всей шкалы 1; 2,5; и 10 с.

Неуравновешенные мосты не требуют уравновешивания тока, проходящего в его измерительной диагонали, и они относительно редко используются для измерения температуры.

Для введения информации, получаемой с помощью термопреобразователя сопротивления, в ЭВМ или систему автоматического регулирования используются нормирующие токовые преобразователи, формирующие на своем выходе сигнал постоянного тока 0…5 мА. Токовый сигнал нормирующего преобразователя пропорционален сопротивлению термопреобразователя сопротивления. Классы точности 0,6…1,5.

Термоэлектрический метод измерения температуры основан на возникновении электродвижущей силы в цепи, состоящей из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах соединения концов проводников.

Динамические характеристики термоэлектрических преобразователей в общем виде описывается передаточной функцией



. (3)

Значения постоянной времени Т и транспортного запаздывания зависят от конструктивных размеров и используемых материалов защитного чехла. Для выпускаемых термоэлектрических термометров эти величины находятся в пределах Т = 1,5 мин и =9 – 30 с.

В качестве средств измерений, работающих в комплекте с термоэлектрическим преобразователем, используются милливольтметры магнитоэлектрической системы, потенциометры и нормирующие преобразователи.

В промышленности в основном применяются пять стандартных градуировок термоэлектрических преобразователей, характеристики которых приведены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристики термоэлектрических преобразователей



Термоэлектрический преобразователь


Диапазон измеряемых температур при длительном измерении, оС

Предельная температура при кратковременном применении, оС

Допустимые
отклонения, оС

Хромель-копель

-50…600

800

(2,2-5,8)

Хромель-алюмель

-50…1000

1300

(4.0-9,7)

Платинородий-платина

0…1300

1600

(1,2-3,6)

Платинородий-платинородий

300…1600

1800

(3,2-5,2)

Вольфрамрений-вольфрамрений

0…2200

2500

(5,4-9,7)

Милливольтметры, предназначенные для работы в комплекте с термоэлектрическими преобразователями, по конструктивному исполнению бывают переносными и стационарными (щитовыми). Стационарные милливольтметры имеют только градусную шкалу. Промышленностью выпускаются показывающие, самопишущие и регулирующие милливольтметры классов точности 0,5; 1,0; 1,5; 2,0.

Переносные милливольтметры имеют две шкалы (градусную и милливольтовую) или только одну милливольтовую. Эти приборы выполняют как показывающие и имеют классы точности 0,2; 0,5; 1,0.

Принцип действия потенциометров основан на уравновешивания (компенсации) измеряемой ЭДС известным падением напряжения, создаваемым током от дополнительного источника тока. Потенциометры с ручным уравновешиванием имеют высокий класс точности, вплоть до 0.0005. Автоматические потенциометры в зависимости от модификаций выпускаются классов точности 0,25; 0.5; 1,0.

Для введения информации от термоэлектрических преобразователей в ЭВМ или систему автоматического регулирования широко применяются нормирующие измерительные токовые преобразователи. Они предназначены для преобразования естественного выходного сигнала термопреобразователя в унифицированный сигнал постоянного тока 0…5 мА.

Температуру нагретого тела (вещества) можно определить по энергии, излучаемой телом. Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии излучаемого тела электромагнитными волнами. Приборы, определяющие температуру тела по его излучению, называются пирометрами. Этими приборами можно измерять температуру тела без непосредственного контакта измерительного прибора с телом, температура которого измеряется.

Бесконтактные методы измерения температуры основаны на законе увеличения интенсивности излучения при возрастании температуры тела. При увеличении температуры нагретого тела изменяется его цвет и возрастает его монохроматическое излучение (излучение определенной длины волны), а также его полное световое и тепловое излучение.

Радиационный метод измерения температуры основан на зависимости интенсивности полного (интегрального) излучения нагретого тела от его температуры. При измерении температуры радиационным методом испускаемые нагретым телом лучи собираются линзой и направляются на чувствительный элемент пирометра. Чувствительным элементом пирометра является миниатюрная термобатарея, состоящая их нескольких последовательно соединенных термопар. В термобатарее энергия, излучаемая поверхностью нагретого тела, преобразуется в электродвижущую силу, по которой судят о температуре.

Классы точности радиационных пирометров 1,0 и 1,5. Постоянная времени этих приборов составляет 0,3…1,5 с. При установки телескопа между ним и объектом не должно быть паров влаги, дыма, пыли и т.д., так как последние поглощают лучистую энергию.

В качестве вторичных приборов, работающих с телескопом, могут применяться милливольтметры, автоматические потенциометры и мосты, если в качестве тепловоспринимающего элемента в телескоп встроен термометр сопротивления. В промышленности используются пирометры с телескопами ТЕРА и ПИРС.

Принцип работы пирометров спектрального отношения основан на сравнении интенсивности излучения контролируемого тела в лучах двух заранее выбранных волн. Отношение интенсивностей излучения характеризует температуру тела. Достоинством таких пирометров является независимость их показаний от наличия между излучателем и пирометром частиц, поглощающих излучение. Класс точности пирометра 1,0.

Оптический метод измерения температуры основан на зависимости интенсивности монохроматического (одноцветного) излучения от температуры поверхности тела. Если два тела имеют в одном направлении одинаковую яркость, то, согласно закону монохроматического излучения, они имеют и одинаковую температуру. При измерении температуры этим методом сравнивают яркость (интенсивность излучения) исследуемого тела с яркостью нити лампочки накаливания, расположенной между глазом наблюдателя и телом, температура которого измеряется. Используемый при этом красный светофильтр пропускает излучение только определенной длины волны и срезает коротковолновую часть спектра, обеспечивая восприятие глазом оператора практически монохроматического излучения. Существующие в настоящее время оптические пирометры ОППИР имеют различные модификации с различными пределами измерений. Класс точности оптических пирометров 1,5…4,0.

1.2. Измерение давления
Давление характеризуется силой, равномерно распределенной по поверхности. В системе СИ за единицу давления принят паскаль (Па). Паскаль – давление силы в 1 ньютон на площадь в 1 квадратный метр.

В технических измерениях допускается единица давления килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м2) и внесистемные единицы: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2), которую называют технической атмосферой (ат), миллиметр водного столба (мм вод. ст.), миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

Средства измерения давления классифицируют по виду измеряемого давления и принципу действия. По принципу действия средства измерений давления подразделяются на: жидкостные, поршневые, деформационные, ионизационные, тепловые, электрические. В настоящее время существует большой парк средств измерений давления, позволяющий осуществить измерение давления в диапазоне 10-12 – 1011 Па.

Принцип действия деформационных средств измерения давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента (ЧЭ) или развиваемой им силы. Мерой измеряемого давления является деформация ЧЭ или развиваемая им сила. Различают три основных формы ЧЭ, получивших распространение в практике измерений: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны.

Измерительные приборы с одновитковой трубчатой пружиной предназначены для измерения избыточного давления и разрежения неагрессивных жидких и газообразных сред. Диапазоны измерений манометров от 0,1 до 103 МПа. Классы точности приборов: 0,5; 1,0: 1,5; 2,5; 4,0.

Измерительные приборы с сильфонным чувствительным элементом предназначены для измерения избыточного давления, разрежения и разности давлений. Верхний предел измерений сильфонных приборов ограничен давлениями 0,025 – 0,4 МПа. Классы точности сильфонных манометров: 1,5; 2,5.

Измерительные приборы с мембранным чувствительным элементом предназначены для измерения атмосферного и избыточного давлений и разряжения. Максимальный диапазон измерений мембранных манометров 0 – 2,5 МПа. Классы точности приборов 1,5 и 2,5.

Используемые в промышленности измерительные преобразователи давления различаются как видов упругого элемента, так и способом преобразования его перемещения или развиваемого им усилия в сигнал измерительной информации. Для преобразования перемещения или деформации чувствительного элемента в сигнал измерительной информации широко применяются индуктивные, дифференциально-трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и другие преобразовательные элементы. Преобразование усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации осуществляется пьезоэлектрическими элементами.

Индуктивные измерительные преобразователи давления применяются при давлениях до 30 МПа, основная погрешность (0,2 – 5) %, постоянная времени 92,2 – 3)10-4 с.

Измерительные преобразователи давления дифференциально-трансформаторного (ДТ) типа имеют унифицированный сигнал в виде напряжения переменного тока в диапазоне –1 – 0 - 1 В. Преобразователи давления ДТ-типа работают в комплекте с ДТ вторичными приборами. Классы точности 1,0 и 1,5.

Емкостные измерительные преобразователи давления применяют для измерения давления до 120 МПа. Преобразователи давления данного типа используются для преобразования быстро изменяющихся давлений. Постоянная времени преобразователя 10-4 с, основная погрешность (0,2 – 5) %.

Тензорезисторные измерительные преобразователи давления представляют собой деформационный чувствительный элемент, чаще всего мембрану, на которую наклеиваются или напыляются тензорезисторы. В основе принципа работы тензорезисторов лежит явление тензоэффекта, суть которого состоит в изменении сопротивления проводников и полупроводников при их деформации. Классы точности тензорезисторных измерительных преобразователе избыточного давления, разряжения и разности давлений 0,6; 1,0; 1,5. Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении измеряемого параметра 0,5 и 2,5 с. Диапазоны измерений: избыточного давления – 0 –10-3 до 0 – 60 МПа; разряжения – от –1 – 0 до –10 – 0 кПа; абсолютного давления от 0 – 2,5 кПа до 0 – 2,5 МПа; разности давлений- от 0 – 1 кПа до 0 – 2,5 МПа. Тензорезисторный преобразователь избыточного давления от 0 –2,5 кПа до 0 – 100 МПа имеет унифицированные токовые сигналы 0 – 5, 0 – 20, 4 – 20 мА. Классы точности преобразователи 0,25; 0,5; 1.0.

В основу работы пьезоэлектрических измерительных преобразователей положено преобразование измеряемого давления в усилие посредством деформационного чувствительного элемента и последующего преобразования этого усилия в сигнал измерительной информации пьезоэлектрическим преобразовательным элементом. Верхние пределы измерений пьезоэлектрических преобразователей давления с кварцевыми чувствительными элементами 2,5 – 100 МПа. Классы точности 1,5; 2,0. Из-за утечки заряда с кварцевых пластин преобразователи давлений этого типа не используются для измерения статических давлений.

Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе уравновешивающего преобразования, имеют унифицированные пневматические и электрические выходные сигналы. Отличительной особенностью этих преобразователей является блочный принцип построения с использованием унифицированных преобразователей «сила – давление» или «сила – ток». Классы точности пневматических измерительных преобразователей давления: 0,5; 1,0; 1,5; разности давлений: 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; разряжения: 1,0; 1,5. Классы точности измерительных преобразователей давления, разности давлений, разряжения с унифицированным токовым сигналом: 0,5; 1,0; 1,5.

1.3. Измерение расхода и количества вещества
Для контроля за ходом технологического процесса, для автоматического регулирования процесса и управления им необходимо измерять расход топлива, воздуха, воды, расход исходных материалов и получаемой продукции. Под расходом подразумевают количество материалов, проходящее в единицу времени по каналу, трубопроводу и т.п.

Различают объемный и массовый расход. Под объемным расходом Qo понимают количество вещества, проходящее в единицу времени через поперечное сечение трубопровода (канала и т.п.) и измеряемое в м3/ч, м3/мин, л/мин, л/с. Под массовым расходом Qм понимают количество вещества, проходящее в единицу времени через поперечное сечение трубопровода и измеряемое в т/ч, кг/с и т.п.

Приборы для измерения расхода называются расходомерами. В зависимости от метода, принятого для измерения расхода газов, жидкости и пара, различают следующие виды расходомеров:


  • расходомеры переменного перепада давления;

  • расходомеры постоянного перепада давления;

  • расходомеры скоростного напора;

  • расходомеры переменного уровня;

  • электромагнитные (индукционные) расходомеры;

  • ультразвуковые расходомеры.

Для измерения количества вещества, проходящего через поперечное сечение трубопровода или канала за какой-то промежуток времени (сутки, смену, год), применяют счетчики или интегрирующие устройства, встраиваемые в расходомеры. Интегрирующие устройства суммируют мгновенные расходы, измеряя суммарный расход, т.е. количество вещества в кубических метрах, литрах, килограммах.

Принцип переменного перепада давления на сужающем устройстве является наиболее распространенным для измерения расхода жидкостей, газов и паров. Это связано со следующими преимуществами:



  • простота и надежность;

  • легкость серийного изготовления средств измерений практически на любые давления и температуры окружающей среды;

  • низкая стоимость;

  • возможность измерения практически любых расходов.

В соответствии с принципом переменного перепада давления в трубопровод устанавливают сужающее устройство. При протекании измеряемого потока через отверстие сужающего устройства создается перепад давления до и после сужающего устройства, зависящий от расхода потока. Таким образом, измерив перепад давления дифманометром и зная зависимость между перепадом и расходом, можно определить расход вещества.

В качестве сужающих устройств применяются диафрагмы, стандартные сопла и трубы Вентури. Рекомендации по выбору, расчет и правила применения сужающих устройств приведены в следующих нормативных документах:



  • РД 50-213-80. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами;

  • РД-50-411-83. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств.


Скачать 186.5 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания к выполнению курсовой работы для бакалавров Архангельск 2017 Составители
Методические указания предназначены для бакалавров по специальности «Экономика» очной и заочной формы обучения, выполняющих курсовую...
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические рекомендации по написанию курсовой работы. Специальные рекомендации по выполнению курсовой работы
Для студентов очной формы обучения по специальности 1 – 96 01 01 «Таможенное дело»
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению практических работ для студентов специальности спо очной формы обучения

Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМчс россии
А. А. Кузьмин, Н. Н. Романов. Теплофизика. Методические указания по самостоятельному изучению дисциплины и выполнению контрольных...
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания по самостоятельной работе, методические указания по выполнению курсовой работы, контрольно-измерительные материалы «Методика профессионального обучения, банк тестовых заданий»
Рабочая тетрадь студента по дисциплине «Методика профессионального обучения» для обучающихся направлению – профессиональное обучение...
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению учебной практики по пм. 03 «Проведение расчетов с бюджетом и внебюджетными фондами»
Пм. 03 «Проведение расчетов с бюджетом и внебюджетными фондами» для студентов заочной формы обучения по специальности
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания для студентов зф и фддо по выполнению курсовой работы «Расчет бурильной колонны для вертикальной скважины»
По табл. 1 для нормальных условий бурения при Dд  295,3 мм рекомендуется kубт = 0,85
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания по написанию контрольной работы для студентов, обучающихся по заочной форме обучения
Контрольная работа является важной формой обучения и текущего контроля знаний, умений, навыков обучающихся. Она представляет собой...
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения iconМетодические указания задания контрольной для студентов заочной Н. Н. Горбина Кострома : кгсха 2011. 23 с
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлениям «Экономика Бухгалтерский учет, анализ и аудит бакалавры...




База данных защищена авторским правом ©refnew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Методические указания
Методические рекомендации
Лабораторная работа
Рабочая программа
Общая характеристика
Теоретические аспекты
Учебное пособие
Практическая работа
История развития
Пояснительная записка
Дипломная работа
Самостоятельная работа
Общие положения
Экономическая теория
Методическая разработка
Физическая культура
Методическое пособие
Исследовательская работа
Направление подготовки
Общая часть
Теоретическая часть
Общие сведения
Техническое задание
Общие вопросы
Образовательная программа
Управления государственных
Федеральное государственное
Экономическая безопасность
Конституционное право
реакция казахского
Основная часть
Организация работы
Техническое обслуживание
Российская академия
Понятие сущность
Усиление колониальной
прохождении производственной
Обеспечение безопасности
программное обеспечение
Выпускная квалификационная
квалификационная работа
муниципальное управление
Теория государства
Уголовное право
Математическое моделирование
Административное право
Название дисциплины
Земельное право