Измерение температуры с помощью имитатора термометра сопротивления.
ПМ.01 «Контроль и метрологическое обеспечение средств и систем автоматизации».
МДК.01.01. «Технология формирования систем автоматического управления типовых технологических процессов, средств измерений, несложных мехатронных устройств и систем».
Специальность: 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»
| Специальность | Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) |
| Дисциплина | Контроль и метрологическое обеспечение средств и систем автоматизации |
| Тема | Методы и средства измерений технологических параметров. |
| Лабораторная работа № 2 | Измерение температуры с помощью имитатора термометра сопротивления. |
| Время выполнения | 2 часа |
ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА № 2
Измерение температуры с помощью имитатора термометра сопротивления.
Цель работы:
1. Научиться собирать измерительную цепь.
2. Исследовать работу термометра сопротивления.
3. Экспериментально установить зависимость выходного сигнала термометра сопротивления от температуры.
Приборы и оборудование:
| № п/п | Шифр | Наименование | Количество |
| Блок питания постоянного напряжения ±15 В | |||
| Мостовой усилитель постоянного тока | |||
| Милливольтметр | |||
| Имитатор Рt – 100 (термометр сопротивления) | |||
| Соединительные провода | |||
| Перемычки |
ВНИМАТЕЛЬНО изучите содержание и порядок проведения лабораторной работы и
безопасные приемы ее выполнения:
1) при сборке экспериментальной установки используйте соединительные провода с наконечниками, входящими в комплект оборудования;
2) собранную электрическую схему включать по напряжение ТОЛЬКО ПОСЛЕ проверки ее преподавателем или лаборантом;
3) источник тока в электрической цепи подключайте в последнюю очередь;
4) НЕ ДОПУСКАЙТЕ предельных нагрузок измерительных приборов;
5) по окончании работы отключите источник электропитания, после этого разберите измерительную цепь.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Термометры сопротивления
1) Назначение: Термометры сопротивления предназначены для измерения температуры в различных отраслях промышленности в пределах от -200 до +650 °С.
2) Устройство термометра сопротивления: чувствительный элемент термометра сопротивления (см. рисунок 1) представляется собой тонкую проволоку 3, намотанную бифилярно на специальный слюдяной, фарфоровый или пластмассовый каркас 1. Позицией 2 отмечена серебряная лента, позицией 4 – подводящие серебряные провода. Диаметр проволоки 3 может составлять 0,05-0,07 мм.
Рис.1. Устройство термометра сопротивления
В качестве вторичных приборов в комплекте с термометром сопротивления обычно применяются автоматические электронные мосты и логометры. Для полупроводниковых термосопротивлений измерительными приборами обычно служат неуравновешенные мосты.
3) Принцип действия термометра сопротивления основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента от температуры. Самый популярный вид термометра сопротивления - -платиновый термометр сопротивления ТСП градуировки Pt-100.
4) Достоинства: более высокая точность измерений, возможность передачи показаний на большие расстояния, возможность централизации контроля путем подсоединения нескольких термометров к одному измерительному прибору (через переключатель), меньшие запаздывание в показаниях.
5) Недостатки: необходимость в постороннем источнике питания.
6) Применение: используется для измерения температуры в жидких и газообразных средах, в нагревательной технике, климатической и холодильной, а также в машиностроении, печестроении и т.п., поскольку имеет прямую зависимость электрического сопротивления от температуры.
Иными словами такие термометры еще называют терморезисторами, а также термисторами, так как основным чувствительным компонентом такого термометра является именно резистор, который изготовляется из различных материалов, что позволяет определить техпараметры термометра сопротивления, к примеру, область применения прибора или диапазон его рабочих температур.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1) Соберите измерительную цепь из оборудования согласно рисунка 2.
Рисунок 2.
1 – блок питания ±15 В; 2 – имитатор Рt-100 (термометр сопротивления); 3 – мостовой усилитель постоянного тока; 4 – милливольтметр; 5 – перемычки; 6 – соединительные провода.
Внимание!!! Не включать стенд без разрешения преподавателя или лаборанта.
1) Включите питание стенда.
2) Включите блок питания ±15 В.
3) Установить регулятор усиления на А=10, Б=5;
4) Установить на имитаторе Pt-100 значение температуры 240 °С.
5) Измерьте выходное напряжение на вольтметре. Запишите результат измерения в таблицу 1.
6) Повторите эксперемент для всех значений температуры (таблица 1).
7) Выключите блок питания ±15 В.
8) Отключите питание на стенде.
9) Разберите измерительную цепь.
Результаты измерений Таблица 1
| № измерения | t, °С | U, В |
11) Постройте график зависимости выходного напряжения от температуры U = f(t)
12) Сделать выводы по работе.
Вопросы для самоконтроля:
1) Объясните принцип действия термометра сопротивления.
2) Назовите типы термометров сопротивления.
3) Приведите примеры использования термометров сопротивления в системах автоматического контроля и регулирования.
4) Для измерения в каких пределах температуры применяют термометры сопротивления?
5) Какой основной материал применяется для изготовления термометров сопротивления?
Литература:
1) «Средства измерений» В.Ю. Шишмарев, 3-е издание: учебник для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования; М; Академия; 2009 год.