Порядок и методика выполнения работ. 7.4.1. Оценить технические характеристики приборов и заполнить таблицу: № Тип прибора Класс точности Предел измерения Цена деления

7.4.1. Оценить технические характеристики приборов и заполнить таблицу:

7.4.2. В соответствии с заданием, изложенными в данной инструкции, студентам необходимо произвести поверку двух пружинных манометров:

а) лабораторного пружинного манометра путем сравнения с эталонными грузами;

б) технического пружинного манометра способом сравнения его показаний с показаниями лабораторного (образцового) манометра.

Поверка производится с помощью поршневого манометра, описание которого давалось в данной инструкции.

Предварительно с помощью установочных винтов поршневой манометр устанавливают по уровню.

Для выполнения первой части практического задания, то есть для поверки пружинного лабораторного манометра, необходимо:

1. В один из штуцеров (левый) вставить лабораторный пружинный манометр. При этом нужно проследить, чтобы вентили 4, 5, 5, 6 были закрыты.

2. Включить лабораторный манометр на поверку. Для этого открыть вентили 5 и 6.

3. Произвести поверку пяти контрольных точек лабораторного манометра при возрастающем давлении (прямой ход). Для этого:

а) на тарелку 8 поршневого манометра положить груз, соответствующий первой контрольной точке (необходимо учесть вес самого поршня с тарелкой, равной 1 кг);

б) с помощью винтового пресса вращением рукоятки 13 создать необходимое давление так, чтобы поднять шток 7 с грузом на некоторую высоту (высота поднятия контролируется по риске на теле штока);

в) легким толчком сообщить грузу вращательное движение;

г) запись показаний произвести до постукивания пальцем по корпусу лабораторного манометра и после постукивания;

д) предохраняя шток от резкого опускания (поддерживая его рукой) на тарелку поместить груз, соответствующий второй контрольной точке, и вращением рукоятки 13 создать давление необходимое для установки штока на уровень риски и т.д.

4. После выдержки в течении 5 минут в конце шкалы произвести поверку тех же контрольных точек лабораторного манометра при снижении давления (обратный ход).

Методика поверки на обратном ходе аналогична.

Для выполнения второй части практического задания, то есть для поверки технического пружинного манометра способом сравнения его показаний с показаниями лабораторного (образцового) манометра необходимо:

1) Поместить поверяемый манометр на установку. Проследить, чтобы вентили 4, 6, 5, 5 были закрыты.

2) Включить образцовый и поверяемый манометры на поверку. После этого открыть вентили 5 и 5!

3) Произвести поверку всех оцифрованных отметок шкалы поверяемого манометра при возрастающем давлении (прямой ход).

Для этого:

а) с помощью винтового пресса, вращением рукоятки 13 создать необходимое давление так, чтобы стрелка поверяемого прибора установилась на оцифрованную отметку;

б) запись показаний поверяемого и образцового манометров производить до и после постукивания по корпусу поверяемого прибора.

Поверка при обратном ходе аналогична.

Результаты поверки заносят в таблицу.

Отчет по работе

Отчет по работе состоит из:

1. Краткого описания работы.

2. Схемы манометра или установки.

3. Протокола поверки манометра.

4. Заключения о годности прибора к эксплуатации.

Контрольные вопросы

1. Зачем проводится постукивание по корпусу поверяемого и образцового пружинного манометра?

2. Чем объясняется вариация показаний пружинных манометров?

3. Какие условия необходимо учитывать при выборе манометра?

4. Перечислите конструктивные разновидности пружинных манометров и их особенности?

5. Как проводится поверка показаний рабочего пружинного манометра на месте установки?

6. Что может вызвать появление дополнительных погрешностей?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кулаков М.В. «Технологические измерения и приборы для химических производств», изд-во М. «Машиностроение», 1983г.

2. Петров И.К. «Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности», М., Агропромиздат, 1985г.

3. Сердобинцев С.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов в рыбной промышленности.-М.: Колос, 1994г.

4. Фарзане Н.С., Ильясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы.-Уч.для студ.Вузов.-М.:Высшая школа.1989г.

5. Таланов В.Д., Кочетков А.Г. и др. Технологические измерения и приборы/ Под ред. Клюева А.С. Фирма "Испо-Сервис", 1995г.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

6.1 Требования к оформлению контрольной работы

Контрольная работа является составной частью самостоятельной работы студента заочной и сокращенной форм обучения по усвоению программы дисциплины.

Контрольное задание включает три задачи и два теоретических вопроса. При выполнении задач предусматривается определение параметров и характеристик приборов и измерительных преобразователей температуры, давления, расхода газа и жидкости, уровня жидкости, влажности газа и воздуха; определение метрологических параметров и характеристик приборов и измерительных преобразователей. Задачи, расчеты и теоретические вопросы должны выполняться с подробными пояснениями и ссылками на литературу. При решении задач необходимо использовать рекомендуемую литературу.

Перед выполнением каждого задания необходимо изучить программный материал курса, относящийся к данной теме.

При выполнении контрольной работы необходимо:

- правильно оформить графики. Оси координат должны быть обозначены, на осях проставлены масштабные деления и их цифровые значения. Чертить графики необходимо на клетчатой или миллиметровой бумаге;

- схемы чертить в соответствии с действующими стандартами на буквенные и графические обозначения элементов схем (схемы можно выполнить в графическом редакторе на компьютере);

- список литературы должен быть приведен в конце контрольной работы. При выполнении работы должны быть приведены ссылки на использованную литературу;

- все расчеты производятся в системе СИ;

- справочные данные и коэффициенты указаны в справочной литературе

Применение ксерокопий в задании, требующем графического выполнения схем, не допускается.

Контрольные задания разработаны на 30 вариантов. Номер варианта для студентов-заочников выбирается согласно заданию преподавателя.

Контрольные работы, выполненные небрежно, с нарушением предъявляемых требований и не соответствующие заданному варианту, не зачитываются.

Теоретические сведения

Измерение температуры

(задача № 1 для вариантов 1 – 30)

1.Термометры расширения действуют на основании способности жидкости изменять свой объем, а твердых тел – размер при изменении температуры.

Жидкостный термометр расширения состоит из резервуара, заполненного жидкостью (ртуть, спирт), капиллярной трубки и шкалы. Объем жидкости в зависимости от температуры определяется по формуле

V = V₀ [ 1+ α_V (t – t₀)] (1.1)

где V и V₀ – объемы жидкости при температурах t^о и t^о₀, м³;

α_V - коэффициент объемного расширения, 1/С^о.

Дилатометрический термометр расширения действует на основании использования теплового линейного расширения твердых тел (стержней, пластинок, спиралей).

l = l₀ [1 + (t – t₀)] (1.2)

где l и l₀ – линейные размеры при температуре t и t₀, м;

α _e - коэффициент линейного расширения, 1/^оС.

Перемещение стержня с большим коэффициентом линейного расширения передается через рычажную передачу указательной стрелке. Относительное перемещение стрелки l, вызванное изменением температуры, находят по формуле:

l = k l₀α_e t, (1.3)

где k – отношение плеч рычага;

l₀ – начальная длина стержня, м;

t - измерение температуры, ^оС.

2. Манометрический термометр состоит из чувствительного элемента – термобаллона, погруженного в измерительную среду, капиллярной трубки и трубчато-пружинного манометра. Все элементы соединены герметично, вследствие чего внутренняя полость термометра представляет собой замкнутое пространство, заполненное газом или жидкостью. При нагревании термобаллона в системе создается давление, которое вызывает перемещение механизма указателя.

В газовых термометрах термобаллон заполнен азотом, аргоном или гелием, и зависимость давления от температуры определяется по формуле:

Р = Р₀ [ 1+ α_V (t – t₀)] (1.4)

где Р, Р₀ – давление газа при температурах t и t₀, Па;

α _V - коэффициент объемного расширения газа, 1/С^о.

3.Термоэлектрический преобразователь (термопара) работает на основании возникновения термо-ЭДС в цепи, состоящей из двух разнородных проводников при наличии разности температур t и t₀ соединений их концов.

Одно из соединений термопары (холодный спай) находится в среде с постоянной температурой, а другое (горячий спай) – в измерительной среде. Зависимость Е = f (t,t₀) , близка к линейной и определяется материалами проводников термоэлектрической цепи. Для расчетов используются градуировочные таблицы значений Е= f (t,t₀) при t₀=0^оС, которые приведены в приложении А.

Обычно измерения проводят в окружающей среде, температура которой отличается от 0^оС, поэтому необходимо вводить поправку на температуру холодных спаев. Её можно рассчитать по формуле:

t_ист = t_и + k(t_х – t₀)], (1.5)

где t_ист и t_и – истинное и измеренное значение температуры, ^оС;

t_х и t₀ - температура холодных спаев при измерении и градуировке

(t₀ = 0^оС);

k - поправочный коэффициент, значение которого приведено в справочной литературе.

Термопара работает в комплекте со вторичными приборами: милливольтметром и потенциометром.

Напряжение на выводах милливольтметра связано с термо-ЭДС соотношением

E_t

U = --------------, (1.6)

1 + R_вн / R_V

где R_вн – сопротивление измерительной цепи (термопары, соединительных проводов, контактов и т.д.), Ом;

R_V - внутреннее сопротивление вольтметра, Ом.

Металлические проволочные термосопротивления характеризуются следующими зависимостями сопротивления от температуры: платиновые (ТСП) в диапазоне от 0^о до 650^оС

R_t = R_o (1+ α ₁t + α₂t²), (1.7)

где α ₁ = 3,97 10^-3 1/^оС температурные коэффициенты

α ₂ = 5,85 10^-7 1/^оС² сопротивления

медные (ТСМ) в диапазоне от -50^оС до 180^оС

R_t = R_o (1+ α _t t) (1.8)

где α _t = 4,26 10^-3 1/^оС.

Сопротивление R_o градуируют при 0^оС. В Приложении показаны основные данные термосопротивлений.

Термосопротивления работают в комплекте со вторичными приборами: логометрами и измерительными мостами.

Измерение давления

(задача 2 для вариантов 1-14)

1Жидкостные манометры.

В жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов. Действие их основано на уравновешивании измеряемого давления силой тяжести столба жидкости.

Для U-образного двухтрубного манометра давления определяется по разности уровней жидкости в трубах, в которые подаются атмосферное и абсолютное давления (или разность давлений).

Рисунок 2 – Жидкостный манометр

Р_изб = rgh (1.9)

P = P₁ – P₂ = rqh, (1.10)

где r - плотность заполняющей трубки жидкости, кг/м³

q - ускорение силы тяжести, м/с².

2.Деформационные манометры действуют по принципу преобразования давления в перемещение упругого элемента. В зависимости от типа применяемых элементов различают мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные манометры.

1 – мембрана; 2 - рычаг; 3 – стрелка; 4 – шкала

Рисунок 3 – Деформационный манометр (мембранный)

Максимальное перемещение центра мембраны под действием давления (рисунок 3) определяется по формуле:

PD⁴

d_max = 0,17 (1.11)

16 E_G h

где Е_G – модуль упругости, Па;

D - диаметр мембраны, м;

h - толщина мембраны, м;

Максимальное допустимое механическое напряжение на мембране d_max (Па):

PD²

d _max = 0,75 (1.12)

4h²

3.Электрические преобразователи давления действуют по принципу преобразования давления в электрический сигнал. К таким преобразователям относятся пьезоэлектрические, тензометрические, емкостные.

В пьезоэлектрических преобразователях используется явление возникновения напряжения U на гранях кристаллов при воздействии на них механического усилия или давления.

10¹² К Р S

U = (1.13 )

C_вх/ n + C_o

где К- пьезоэлектрическая постоянная, Кл/н

( для кварца К = 2,2 10^-12 Кл/н);

S – площадь поверхности кристалла, м²

С_вх – емкость измерительной цепи, пФ;

С_о – емкость кристалла, пФ;

n - число пластинок кристалла;

Р - давление (Па).

Емкость С_о (пФ) пьезокристалла определяется по формуле:

8,9 e S

С₀ = (1.14)

h

где e - относительная диэлектрическая проницаемость ( для кварца e= 4,5);

h - толщина кристалла, м;

S - площадь пластины, м².

В тензометрических преобразователях давления используется явление изменения сопротивления металлических проволочных и полупроводниковых резисторов при их деформации.

Обычно тензометрические датчики наклеивают на упругие элементы (например, мембраны) преобразователей давления и включают в мостовые измерительные схемы.

Относительное изменение сопротивления R линейно зависит от изменения длины l.

R К_q l К_q F

----- = ---------- = -------, (1.15)

R lS E_G

где К_q - коэффициент тензочувствительности (0,5 – 2,5);

F - сила, приложенная к площади S упругого элемента

Е_G – модуль упругости, Па.

В емкостных преобразователях давления использовано явление изменения емкости плоского конденсатора при изменении расстояния между его обкладками под действием давления [1].

• ⇐ Назад
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 262728
• 29
• Далее ⇒