Засоби вимірювання температури

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

Температура - найважливіший параметр технологічних процесів багатьох галузей промисловості. Впровадження прогресивних автоматичних методів ведення технологічних процесів підвищує вимоги до точності вимірювань температури. Одночасно з цим ускладнення процесів виробництва примушує розширювати межі вимірювань температури і знаходити нові методи її вимірювання в складніших умовах.

Температура грає важливу роль в повсякденному житті, в пізнанні природи, дослідженні нових явищ, а її одиниця -- кельвін -- є однією з семи основних одиниць, на яких заснована Міжнародна система одиниць (СІ). Згідно із статистичними даними близько 40 % всіх вимірювань доводяться на температурні. У деяких галузях народного господарства ця частка значно вища. Так, в енергетиці температурні вимірювання складають до 70 % загальної кількості вимірювань. Особливе значення має температура при контролі, автоматизації і управлінні технологічними процесами. Точність дотримання температурного режиму часто визначає не тільки якість, але і принципові можливості застосування продукції в певній меті, наприклад при вирощуванні напівпровідникових монокристалів. У сучасних умовах технологічні вимоги до точності підтримки температури знаходяться на рівні вищих метрологічних досягнень.

Температура робить вплив на багато процесів і реакції, що протікають в природі, здійснюваних в лабораторіях і на промислових підприємствах. У зв'язку з цим вимірювання температури набуває дуже великого значення. Звичайно вимірювані температури лежать в інтервалі від --273 до 3000 °С. Тому для вимірювання температури у всіх можливих випадках необхідні різноманітні засоби і методи вимірювань, до яких залежно від поставленого завдання вимірювання висуваються істотно різні вимоги, що стосуються точності вимірювання.

Важко назвати область техніку або галузь промисловості, де б не потрібно було вимірювати температуру твердих, рідинних або газоподібних тіл.

Подальший розвиток наукових досліджень і технічна модернізація виробництва ставлять нові завдання перед технікою теплотехнічних вимірювань. В першу чергу потрібні подальше вдосконалення методів і засобів вимірювань, підвищення їх якості, надійності і ремонтопридатності, створення нових засобів вимірювання, що забезпечують потреби народного господарства країни у області теплотехнічних вимірювань.

Температурою називають величину, що характеризує тепловий стан тіла. Згідно кінетичної теорії температуру визначають як міру кінетичної енергії поступального руху молекул. Звідси температурою називають умовну статистичну величину, прямо пропорційну середній кінетичній енергії молекул тіла.

1. ВИБІР ЗАСОБУ ВИМІРЮАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

1.1 Загальні відомості про засіб вимірювальної техніки

На підставі вхідних даних з довідника на прилади для вимірювання температури вибираю термоелектричний термометр.

Для вимірювання температури в металургії найбільш широкого поширення набули термоелектричні термометри, що працюють в інтервалі температур від -270 до +2500 °C і вище. Даний тип пристроїв характеризує висока точність і надійність, можливість використання в системах автоматичного контролю і регулювання параметра, що значною мірою визначає хід технологічного процесу в металургійних агрегатах.

Суть термоелектричного методу полягає у виникненні ЕРС в провіднику, кінці якого мають різну температуру. Для того, щоб зміряти що виникла ЕРС, її порівнюють з ЕРС іншого провідника, створюючого з першим термоелектричну пару AB (рис.1.1) у ланцюзі якої потече струм.

Результуюча термо-ЕРС ланцюга, що складається з двох різних провідників A і B (однорідних по довжині), рівна

1.1

або

 1.2

де і - різниці потенціалів провідників A і B відповідно при температурах t2 і t1, мВ.

Термо-ЕРС даної пари залежить тільки від температури t₁ і t₂ і не залежить від розмірів термоелектродів (довжини, діаметру), величин теплопровідності і питомого електричного опору.

Для збільшення чутливості термоелектричного методу вимірювання температури у ряді випадків застосовують термобатарею: декілька послідовно включених термопар, робочі кінці яких знаходяться при температурі t₂, вільні при відомій і постійній температурі t₁.

Захисні чохли виконуються з газонепроникних матеріалів, що витримують високі температури і агресивну дію середовища. При температурах до 1000°С застосовують металеві чохли з вуглецевої або неіржавіючої сталі, при вищих температурах - керамічні.

Для термоелектродів використовується дріт діаметром 0.5 мм (благородні метали) і до 3 мм (неблагородні метали). Спай на робочому кінці 7 термопар утворюється зваркою, паянням або скручуванням. Останній спосіб використовується для вольфрам-ренієвих і вольфрам-молібденових термопар.

Термоелектричні термометри випускаються двох типів: занурювані, поверхневі. Промисловість виготовляє пристрої різних модифікацій, що відрізняються за призначенням і умовам експлуатації, за матеріалом захисного чохла, за способом установки термометра в місці вимірювання, по герметичності і захищеності від дії вимірюваного середовища, по стійкості до механічних дій, по ступеню теплової інерційності і т.п.

У промисловості виготовляється дуже багато типів термоелектричних термоперетворювачей, вкажемо тільки стандартні перетворювачі: ТВР - термоперетворювач вольфрам-ренієвий; ТПР - платинородій-платинородієвий; ТПП - платинородій-платиновий; ТХА - хромель-алюмелевий; ТХК - хромель-копелевий термоперетворювачі.

На (рис. 2) приведені градуіровочні криві ряду термопар.

В умовах тривалої експлуатації при високих температурах і агресивній дії середовищ з'являється нестабільність градуіровочной характеристики, яка є наслідком ряду причин: забруднення матеріалів термоелектродів домішками із захисних чохлів, керамічних ізоляторів і атмосфери печі; випаровування одного з компонентів сплаву; взаємній дифузії через спай. Величина відхилення може бути значною і різко збільшується із зростанням температури і тривалістю експлуатації. Вказані обставини необхідно враховувати при оцінці точності вимірювання температури у виробничих умовах.

Усі вище вказані термоелектричні термоперетворювачі розом з вимірювальним приладом складають термоелектричний термометр. У якості вимірювального приладу використовують найчастіше такі прилади: пірометри, автоматичні потенціометри, цифрові вольтметри, при цьому усі отградуйовані у градусах Цельсія.

Основними метрологічними характеристиками термоелектричного перетворювача є:

- номінальна статична характеристика, що вказана в ДСТУ 2837;

- основна похибка (відхилення залежності ТЕРСвід температури від НСХ).

1.2 Обґрунтування вибору засобу вимірювальної техніки

За вхідними даними об'єкт що досліджується - трубопровід; середовище, температура якого вимірюється - агресивне. Температура середовища 800°С. Необхідна точність вимірювання заданої температури ±3-4%, тобто ±24-32°С.

У курсовому проекті для даних умов та потреб запропоновано термоелектричний термометр.

Перш за все, діапазон вимірювальних температур термоелектричного термометра забезпечує нам вимірювання заданої температури середовища. Термелектричні термометри використовуються для вимірювання температур до 2500°С у різноманітних сферах техніки та наукових досліджень, також вони можуть використовуватися для вимірювання температур від -270°С. А діапазон вимірювання температури термоперетворювачами опору складає від -260°С до +850°С лише в деяких випадках до 1100°С, тобто вони нам не підходять за діапазоном вимірювання.

Необхідна нам точність вимірювання складає ±24-32°С. Цю точність нам забезпечує термоелектричний термометр. Необхідну нам точність можуть забезпечити нам і термометри опору, де границі похибок сягають 0,1°С, але не має сенсу в економічному та практичному планах вибирати термометр опору у нашому випадку.

Розрахуємо межу допустимого відхилення опору від НСХ, за допомогою ДСТУ 2837. Ми бачимо для «1»класу допуску, в діапазоні температур від 375°С до 1000°С розраховуэться за формулою:

?t=±0,004*РtР=±0,004*Р800Р=±3,2°C. (1.3)

Для «2»класу допуску, в діапазоні температур від 333°С до 1100°С розраховуємо за формулою:

?t=±0,0075*РtР=±0,0075*Р800Р=±6,0°С. (1.4)

За цими даними нам підходить термоелектричний термометр «1» чи «2» класу допуску, але остаточний вибір ми зробимо коли вибиремо конкретний термоелектричний перетворювач тобто конкретного типу.

1.3 Вибір термоперетворювача

1.3.1 Обгрунтування вибору термоперетворювача

З вхідних даних об'єкт що досліджується - трубопровід; середовище, температура якого вимірюється - агресивне; температура, що вимірюється . Температура навколишнього середовища . Необхідна точність вимірювання заданої температури ±3-4%, тобто ±24-32°С.

На підставі цих даних, та на підставі мого вибору термоелектричного термометра, з каталогу сучасних термоелектричних перетворювачів вибираю перетворювач типу ТХА -2088.

Вибір термоперетворювача здійснювався за такими вимогами:

- призначення термоелектричного перетворювача, тобто на якому об'єкті вимірювання він встановлюється та на якому середовищі, а також температура босліджуємого об'єкту повинна входити у діапазон вимірювання перетворювача. Вибраний термоелектричний перетворювач (ТЕП) типу ТХА -2088 відповідає вимогам вхідних даних: термоелектричний перетворювач хромель-алюмелієвий ТХА призначен для вимірювання температури від -40°С до +900 °С газоподібних, і рідких неагресивних та агресивних середовищ, що не руйнують матеріал захисної арматури.

- Основна похибка термоперетворювача повинна бути менша ніж дана точність вимірювання - . Границя основної допустимої похибки термоперетворювача не більше ±6,0°С (6°С<32°С). Встановлюємо якого класу допуска повинен бути термоперетворювач. З п.1.2 встановлюємо клас «2» .

З вхідних даних об'єкт, де вимірюється температура - трубопровід, а середовище-агресивне, так як чутливий кінець термоперетвача повинен знаходитися по середині потоку , то довжина монтажної частини повинна бути 0,15м. Обираємо довжину монтажної частини обраного термоперетворювача складає 150мм . Встановлюємо пертворювач радіально, як показано на рисунку 1.3.

При вимірюванні температури в трубопроводах, і подібних до них середовищах при використанні контактних термоперетворювачей необхідно приймати заходи як по екрануванню чутливого елементу, так і по зменшенню похибки, обумовленої теплоотводом по термоперетворювача. Найбільш ефективний засіб зменшення аохибки, обумовленої теплоотводом, -- збільшення глибини занурення термоперетворювача і теплова ізоляція ділянки, де термоперетворювач закріплений. Проте, якщо в трубопроводах з великими діаметрами складно забезпечити необхідну глибину занурення серійних термоперетворювачей, то вони розташовуються в ньому радіально (рис. 1.3)



Рисунок 1.3 - Схема встановлення термоперетворювача - радіально.

Вибрав цей спосіб встановлення. томущо при обтіканні термоперетворювача коефіцієнт теплообміну більший ніж при інших випадках. А при збільшенні конвективного коефіцієнту теплообміну термоперетворювача з середовищем, температура якого вимірюється, зменшує похибку випромінювання та теплообміну.

1.3.3 Метрологічні характеристики термоперетворювача

Вимоги що висуваються до точності вимірювання температури, повинні виходити з допустимої похибки вимірювання, встановленої для даного технологічного процесу. Допустима похибка вибраного вимірювального комплекту не повинна перевищувати , а у деяких випадків повинна бути меншою допустимої похибки виммірювання температури. Основні метрологічні характеристики термоперетворювача ТХА 2088 вказані в таблиці 1.1.

Таблиця 112 - Основні метрологічні характеристики термоперетворювача

Найменування показників	Значення
Умовні позначення НСХ	К
Клас допуску	2
Межа допустимого відхилення від НСХ	0,0075*РtР=6.0°C

Похибка термоелектричних термометрів складається з похибки термоелектричних перетворювачів і похибки вимірювальних приладів.

Похибка термоперетворювачей складається з: похибки градуювання термоелектричного перетворювача; похибки, викликаною термоелектричною Неоднорідністю перетворювача; похибки унаслідок відхилення градуїровочной характеристики стандартних робочих термопреобразователей від стандартної статистичної номінальної характеристики; похибки, обумовленої зміною температури вільних кінців термоелектричних перетворювачів; похибці, що виникає із-за тимчасової нестабільності термоелектродов; похибці, обумовленій умовами вимірювання, наприклад, теплоотводом по термоперетворювачу, зміною умов теплообміну при встановленні термоелектричного перетворювача на об'єкт вимірювання за рахунок відмінності коефіцієнтів чорноти і т.п.

Похибка градуювання (визначення статичної номинальної характеристики) термоелектричного перетворювача знаходиться похибкою засобів перевірки, наприклад, термостата; зразкового термометра, контролюючого температуру в термостаті; потенціометра, що застосовується при повірці.

Термоелектрична неоднорідність перетворювача обумовлена непостійністю хімічного складу термоелектродів по довжині. Це приводить до зміни значення ТЕДС і до додаткової похибки при різній глибині занурення термоперетворювачей в об'єкт вимірювань. Значення похибки, обумовленої термоелектричною неоднорідністю, може складати від десятих доль до декількох одиниць Кельвіна і навіть більш.

Особливо значно вплив неоднорідності на свідчення низькотемпературних електричних перетворювачів, оскільки при низьких температурах чутливість перетворювача зменшується, а частка паразитної ТЕДС, викликаною неоднорідністю, росте. Електроди таких термоперетворювачей повіряють на неоднорідність методом різного занурення по методиці, вказаної в ГОСТ 14894.

Похибки, обумовлені теплообміном за рахунок теплопровідності і випромінювання.

При вимірюванні температур рідини, газу або пари термометр встановлюється в трубопроводі, газоході або інших місцях технологічного устаткування. При цьому в загальному випадку має місце складний теплообмін між термопріємником, вимірюваним середовищем, навколишнім середовищем і частинами технологічного устаткування. На листі 1 схемний представлений термометр, встановлений в трубопроводі. Термометр розташований в захисному чохлі 2, і фланець 3 кріпиться до трубопроводу 4, по якому протекає вимірюване середовище 5. На кінці чохла розташована головка 6. Представимо, що температура вимірюємого середовища більше температури навколишнього середовища, що спостерігається в більшості випадків вимірювання температури. Всі приведені нижче міркування і виводи справедливі і для випадку, коли температура виміряємого середовища нижча за температуру навколишнього середовища, з урахуванням напрямку теплових потоків. Температура головки термометра більша, ніж температура навколишнього середовища. Тому від головки і виступаючої частини чохла йде передача теплоти до навколишнього середовища (відповідно потоки Q₁ і Q₂). Температура стінки трубопровода буде менше температури вимірюємого середовища.

Тому від чохла і термометра до стінки трубопроводу буде йти потік тепла. У зв'язку з тим що має місце відведення теплоти від головки і чохла в навколишнє середовище і до стінки трубопроводу, відбувається підвод теплоти від частин чохла і термометра, що знаходяться у вимірюваному середовищі. Оскільки температура чохла не рівна температурі стінки трубопроводу те від чохла до стінки передаватиметься за рахунок випромінювання потік тепла. І, нарешті, для заповнення що всією відводиться від чохла і термометра теплоти від вимірюваного середовища до чохла повинна підводитися теплота Q7. Але вона може підводитися тільки в тому випадку, якщо температура вимірюваного середовища і температура чохла не рівні. А ця різниця температур і є похибкою изме¬рения. Можна сказати, що якщо темпе¬ратуры навколишнього і вимірюваного середовищ не рівні, то завжди має місце переда¬ча теплоти через чохол і сам термо¬метр, а це викликає невідповідність температур термометра і вимірюваного середовища

Збільшення конвективного коеффіцієнта тепловіддачу зменшує похибку вимірювання.

Теплообмін випромінюванням може бути зменшений за рахунок зменшення . Для цього можна зробити поверхню термометра полірованою, дзеркальною. Проте в реальних умовах ця поверхня швидко окислюється і опр збільшується. Тому цей шлях може бути використаний тільки в окремих випадках.

Одним з шляхів наближення температури стінки до температури середовища є застосування екранів. Для зменшення променистого теплообміну навколо термометра розташовується дво- чи тришаровий екран, який істотно зменшує теплообмін випромінюванням. Застосування екрануючої пластини зменшує передачу теплоти теплопровідністю.

Якщо в сталому режимі похибка вимірювання температури залежала в основному від теплового потоку, що проходить через термометр, то в несталому, нестаціонарному режимі похибка вимірювання несе специфічний, динамічний характер і залежить також від ряду інших факторів.

Причиною виникнення динамічною похибки вимірювання є невідповідність, яка виникає при зміні температури вимірювального середовища між кількістю теплоти, яку необхідно передати термометру (або від термометра), щоб нагрівати (або охолодити) його до нового значення температури вимірюваного середовища, і кількістю теплоти, яка за даних умов теплообміну може бути миттєво передана від вимірюємого середовища термометру (або навпаки).

Для характеристики динамічних властивостей термометрів використовуються також такі показники, як час встановлення показів.

1.4 Вибір вимірювального приладу

1.4.1 Обгрунтування вибору приладу

З парку сучасних приладів для вимірювання температури вибираємо вимірювальний прилад типу ДИСК 250.

При виборі я користувався такою схемою:

- прилад повинен працювати з вибраним термоперетворювачем. Прилад ДИСК 250 вимірює вхідний сигнал у вигляді ТЕРС перетворювачів термоелектричних типу ТПП, ТХК, ТХА.

- встановлюємо границі вимірювання в залежності від значення вимірюємої температури, при цьому для аналогового приладу значення вимірюємої температури повинно складати 60%-70% шкали. Діапазон вимірювання температури приладу від 0°С до 1100°С.

- відповідність точності вибираємого приладу умовам даних, тобто перевірка виконання умови

(1.5)

(1.6)

°С

,

Так як клас точності приладу виражений у вигляді зведеної похибки

°С

Умова виконалася, прилад вибрали правильно (6,5°С<55,83°С).

Принцип дії вибраного приладу заснований на порівнянні двох сигналів напруг постійного струму: вихідного сигналу первинного перетворювача «» та сигнала зворотнього зв'язку «», що знімається з рухомого контакта реохорда «RP1». Сигнал первинного пертворювача «» з виходу підсилювача «У» поступає на сумарний підсилювач «СУ», куди подається сигнал «».

1.4.2 Технічні характеристики приладу та особливості конструкції

Основні технічні характеристики наведені в таблиці 1.2

Таблиця 1.2 - Технічні характеристики вимірювального приладу

Найменування показників	Значення
Позначення за каталогу	ДИСК 250
Умовні позначення НСХ	К
Габаритні розміри, мм	320х320х260
Тип виконання	Щитовий

Крім основних характеристик вказаних в таблиці 1,3 перелічемо і інші:

- довжина шкали та ширина поля регістрації -560мм

- електричне живлення 220 В (50, 60 Гц) и 240 В (50, 60 Гц).

- швидкодія приладу відповідає одному значенню із ряду : 5 сек

- кількість уставок сигналізації -от 0 до 100% диапазона вихідного сигналу

- значення максимального відхилення регіструючого пристроюне перевищує 1,6мм.

- зпереду корпус закрит кришкою з скляним вікном. Кришка фіксується на корпус за допомогою зачіпки.

Конструктивно прилад складається з таких частин:

- блоку живлення, розташованого на задній стінці пристрою вимірювання і реєстрації;

- каркаса, розташованого під пристроєм вимірювання і реєстрації і закріплюваного в корпусі чотирма гвинтами;

- комплекту електронних модулів, що вставляються в каркас з напрямляючими, що направляють і що стопоряться за допомогою гвинтів в лицьових планках;

- друкарською кросс-плати, що здійснює міжмодульну крос-сировку і зовнішні підключення входів, приладу згідно схеми електричною принциповою і з'єднань;

- як основна друкарська плата модулів застосована плата 100Х160 мм по ГОСТ 26.204;

- панелі зовнішніх з'єднань, на якій розташовані колодка зовнішніх підключень входів в пасивному термостаті, а також панель із з'єднувачами підключення живлення, виходу сигналізації (при її наявності) і виходу для дистанційного керування переміщенням діаграми.

1.4.3 Метрологічні характеристики приладу

Основні метрологічні характеристики приладу РП 160-03 наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Основні метрологічні характеристики приладу РП 160.

Найменування показників °С	Значення
Робочій діапазон	0-1100
Клас точності	±0,5 - за показами ±1 - за регістра цією
Мінімальна ціна поділки °С	20

За нормуюче значення приймають:

різницю верхнього і нижнього граничних значень вхідного сигналу, якщо його нульове значення знаходиться на краю діапазону вимірювання або поза ним; суму абсолютних граничних значень вхідного сигналу, якщо його нульове значення знаходиться усередині діапазону вимірювання.

Варіація показів приладу не перевищує 0,5 абсолютного значення основної похибки, що припускається, до показів і сигналізації.

Основна похибка приладів і варіація показів відповідають значенням, за наступних нормальних умов:

- температура навколишнього повітря від 5 до 50°С ;

- відносна вологість від 30 до 80%;

- атмосферний тиск від 86 до 106,7 кПа;

- параметри живлення силового ланцюга; .

- напруга 220 В (50, 60 Гц) и 240 В (50, 60 Гц);

- коефіцієнт вищих гармонік не більше 5%;

- відсутність вібрації, трясіння і ударів, що впливають на роботу приладу;

- відсутність зовнішніх електричних і магнітних полів, що впливають на роботу приладу;

Відхилення середньої швидкості переміщення діаграмної стрічки не перевищує ±0,5% від номінальної середньої швидкості.

2. РОЗРАХУНОК ПОХИБОК ЗАСОБУ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

2.1 Розрахунок похибки від теплообміну при тепловому випромінені в середовищі

Похибка від променевого теплообміну між термоперетворювачем та тілами що його оточують, визначається за формулою:

(2.1)

де Т_Т, Т_СТ, Т_СР - відповідно температури термоперетворювача, середовища та стінки камери, що оточують термоперетворювач, які беруться з вхідних даних.

Бк - коефіцієнт теплопередачі конвенцією між термоперетворювачем та середовищем, Вт/м2*К.

е - приведений коефіцієнт чорноти, що характеризує променистий теплообмін між ТП та та стінкою трубопроводу або інших предметів що оточують термоперетворювач.

В тому випадку, коли поверхня чохла значно менша ніж стінки об'єкту вимірювання, що оточують термоперетворювач, можливе упущення, що о=от (от - коефіцієнт чорноти арматури для захисту термоперетворювача).

о=0,45

(2,2)

=153*1,35=206,55 Вт*м^-2*К^-1

Т_т=800+273,15=1073,15 К

Т_ст=450+273,15=798,15 К

?t_випр= =-50,626 К

2.2 Розрахунок похибки, що виникає при відводі тепла по чохлу термоперетворювача

Похибку, що виникає при відводі тепла теплопровідністю вздовж чохла ТП, при його зануренні в середовище визначають за формулою:

(2.3)

де Т_т - температура чутливого елементу ТП, °C;

Т_ср - температура середовища, °C;

Т_ст - температура стінки камери, °C;

ch (l*b) - гіперболічний косинус

Гіперболічний косинус розраховується за формулою:

(2.4)

де й - довжина занурюваної частини термоперетворювача, м;

b - знаходиться за формулою:

(2.5)

де б - коефіцієнт теплообміну між термоперетворювача та середовищем, Вт*м^-2*К^-1;

л - коефіцієнт тепопровідності матеріала захисної арматури термоперетворювача, Вт*м^-2*К^-1;

д - товщина захисної арматури, м.

б=206,55 Вт*м^-2*К^-1

л=22,73 Вт*м-2*К-1

д=R-r=6-4=2мм=0,02м

b=

й=800мм=0,8м

b=30,52

З виразу (2,7) виражаємо T_ср.

Таким чином ми отримуємо формулу:

(2.6)

К

=t_T - t_cp= 800 - 800 = 0°C

2.3 Визначення методичних та інструментальних похибок термоперетворювача

Похибка градуювання термоперетворювача не повинна перебільшувати допустиме значення основної похибки, що вказується у метрологічних характеристиках термоперетворювача у п.1.3.3.

За ДСТУ 2837-94, додатком Б ми бачимо, що за класом допуска що відповідає нашому термоперетворювачу у діапазоні вимірюємих температур від 375°С до 1100°С складає:

±?tг=0,004РtР=0,004*900=3,6°С, (2.7)

що є меншою ніж допустиме значення основної похибки обраного термоперетворювача.

2.4 Розрахунок сумарної похибки засобу вимірювальної техніки

Для термоелектричних перетворювачів, що мають контакт з середовищем, сумарна похибка визначається за формулою:

(2.8)

Дt_випр - похибка, що виникає від променистого теплообміну в середовищі;

Дt_то- похибка, що виникає при відводі тепла по чохлу термоперетворювача;

Дt_г - похибка при градуюванні термоперетворювача.

=50,502 К

При цьому повинна виконуватися умова

?t-?t_t?0.5 (2,9)

У нашому випадку

32-27,15?0,5.

Так як умова (2.9) не виконується, я роблю такі заходи:

- шліфую чохол захисної арматури термоперетворювача, доки коефіцієнт чорноти не буде дорівнювати 0,25;

- теплоізолюю місце де термоперетворювач кріпиться до трубопроводу, що підвищить t_ст до 450°С (723,15 К).

Після закінчення заходів робимо розрахунок :

-50,626 К

26,01 К

26-50,262?0,5

Після запропонованих заходів теж не виконується умова. Пропоную до вище згаданих захидів включити екранування занурюємої частини перетворювача (2 екрана):

К

К

Перевіряємо чи виконується умова:



Умова виконується.

Після зроблених вже нами розрахунків, можна знайти граничне значення вимірювальної системи за формулою:

, (2.10)

де - сумарна похибка термоперетворювача;

- границя допустимої основної і додаткової похибок вимірювального приладу (п.1.4.1)

27,15°С

Гранична допустима похибка вимірювальної системи повинна бути не більше заданої у вхідних даних точності температури трубопроводу ?t.

температура вимірювання точність прилад

32°С?27,15°С

Умова виконалася, наша мета досягнена.

ВИСНОВКИ

Метою курсового проекту було знайти за вхідними даними такий вимірювальний прилад, температуру який би міг виміряти з заданою точністю.

Згідно курсового проекту вибрали термометр опору що складається з двох частин:

- Термометр термоелектричний типу ТХА 2088;

- вимірювальний прилад ДИСК 250, що дозволяє виміряти ТЕРС термоелектричного перетворювача.

У 2-му розділі ми виконували розрахунок похибок ТП, вимірювального приладу та взагалі всієї вимірювальної системи. При розрахунку ми побачили скільки факторів впливають на точність вимірювання температури. Їх дуже багато. Але не зважаючи на це ми розрахували з якою похибкою та яких класів допуску ту класів точності повинні бути відповідно ТП та вимірювальний прилад. Також ми ввели ряд умов , при яких точність вимірювання температури збільшується , таких як - зменшення коефіцієнту чорноти чохла захисної арматури ТП, теплоізолювання місця монтажу ТП та подвійне екраування ТП.

Размещено на Allbest.ru

...