Материал: Метрология. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника». Надеев А.А

Результаты измерений занести в табл. 2.3.

5.Сформировать три выборки, состоящие из первых 4, 8 и 16 измерений. Дальнейшие расчёты производятся для всех выборок.

6.Вычислить среднее арифметическое результатов измерений W , % по формуле (2.1).

7.Вычислить среднеквадратическое отклонение среднего арифметического SW по формуле (2.2).

8.По табл. 2.1 определить значение квантиля распределения Стьюдента tn,P , если доверительная вероятность равна 0,95 и 0,99.

9.Вычислить нижнюю и верхнюю границы доверительного интервала по формулам

11. Записать окончательный результат измерения влажности силикагеля в двух формах:

Wн <W <Wв ; P = ___;

21

W =W ±ε %; P = ___.

Отчёт по лабораторной работе

Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

1.Название и цель работы.

2.Определение равноточных измерений и доверительных границ.

3.Формулы (2.1) - (2.3) для статистической обработки результатов наблюдений с описанием входящих в них величин.

4.Таблица 2.3 – Результаты измерений.

5.Три таблицы 2.4 – Результаты вычислений.

6.Вычисления в соответствии с пунктами 6-9 и 11 порядка выполнения работы.

7.Выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы

1.В каких случаях измерения называют равноточными?

2.Опишите последовательность статистической обработки результатов многократных равноточных измерений.

3.Каким образом вычисляется среднеквадратическое отклонение?

4.Каким образом вычисляется доверительный интервал?

5.Поясните назначение анализатора влажности «ЭВЛАС-2М».

6.Назовите основные функциональные узлы влагомера.

7.Опишите методику определения влажности, применяемую в анализаторе влажности.

8.Как значение доверительной вероятности влияет на границы доверительного интервала?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ГРАДУИРОВКА И ПОВЕРКА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Цель работы: изучение методов поверки средств измерений; получение практических навыков градуировки и поверки термоэлектрических преобразователей.

Краткие теоретические сведения

Градуировка средств измерений – это метрологическая операция, при помощи которой средство измерений (меру или измерительный прибор) снабжают шкалой или градуировочной таблицей (кривой).

22

Отметки шкалы должны с требуемой точностью соответствовать значениям измеряемой величины, а таблица (кривая) с требуемой точностью отражать связь эффекта на выходе измерительного прибора с величиной, подводимой к входу X = f (Y ) (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема средства измерения:

X – входная величина; Y – выходная величина

Градуировка производится с помощью более точных, чем градуируемые, средств измерений, по показаниям которых устанавливают действ и- тельные значения измеряемой величины. Точные средства измерений градуируются индивидуально, менее точные снабжаются типовой шкалой, напечатанной заранее, или стандартной таблицей (кривой) градуировки.

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых с целью подтверждения соответствия средств измерений установленным метрологическим требованиям.

Выделяют четыре метода поверки средств измерений:

1)метод непосредственного сравнения с эталоном;

2)метод сличения при помощи компьютера;

3)метод прямых измерений величины;

4)метод косвенных измерений величины.

Наиболее простым методом поверки является первый метод. Он базируется на осуществлении измерений одной и той же физической величины поверяемым прибором и эталонным прибором одновременно. Погрешность поверяемого прибора вычисляется как разность показаний калибруемого прибора и эталонного прибора (т.е. показания эталонного прибора принимаются за настоящее значение измеряемой физической величины).

Преимущества метода непосредственного сличения с эталоном: простота; наглядность; возможность автоматической поверки; возможность проведения калибровки с помощью ограниченного количества приборов и оборудования.

Принцип действия термоэлектрических преобразователей

Принцип работы термоэлектрических преобразователей (ТЭП) основан на термоэлектрическом эффекте (эффекте Зеебека). Он заключается в том, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из двух или более по-

23

следовательно соединённых разнородных проводников, возникает электрический ток, если хотя бы два места их со единения (спая) имеют разную температуру.

Чувствительным элементом ТЭП является термопара – два разнородных проводника, соединённых (скруткой, пайкой, сваркой) только на одном конце (рис. 3.2).

Спай 1 называется рабочим спаем термопары, т.к. он помещается в контролируемую среду. Концы термоэлектродов 2 и 3 называются свободными концами термопары. Они служат для подключения измерительного прибора.

Рис. 3.2. Схема термопары:

1 – рабочий спай; 2, 3 – свободные концы; А, В – термоэлектроды

Термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС), т.е. напряжение постоянного тока, вырабатываемая термопарой, обозначается EAB (t,t0 ), мВ. Её ве-

личина зависит от обеих температур, причём она увеличивается с увеличе-

нием разности (t −t0 ). Если t =t0 , то EAB (t,t0 )=0.

Градуировка ТЭП производится при температуре свободных концов 0 °C. В том случае, если температура t0 отличается от 0 °C, то вводится по-

правка на температуру свободных концов:

измеренная термо-ЭДС; EAB (t0 ,0) – поправка (знак «+», если t0 >0 °C; знак

«–», если t0 <0 °C).

Операции поверки термоэлектрических преобразователей

При проведении первичной и периодической поверок ТЭП должны быть выполнены операции, указанные в табл. 3.1.

24

Таблица 3.1

Операции поверки ТЭП

Термоэлектрические преобразователи типа ДТПL011 предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (например, пара, газа, воды, сыпучих материалов, химических реагентов и т.п., а также поверхностей твёрдых тел), не агрессивных к материалу термоэлектродов и защитной изоляции.

На рис. 3.3 представлен общий вид ТЭП типа ДТПL 011-0,5/1,5.

Рис. 3.3. Общий вид ТЭП типа ДТПL 011-0,5/1,5: 1 – рабочий спай; 2 – термоэлектроды в оплётке; 3 – кабельный вывод

25