Жылутехникада өлшеу мен бақылау пәнінен Жарғақты тартуарын өлшерлерді зерттеу және тексеру

Жарғақты тартуарын өлшерлерді зерттеу және тексеру

1. 
   Жұмыс мақсаты
   

Жұмысты орындау барысында студент міндетті :

1. 
   жарғақты тартуөлшерлер, орынөлшерлер және тартуарынөлшерлердің жұмыс істеу принципін және құрылмаларын оқып меңгеру.
   
2. 
   ММН типті көлбеу түтігі бар сұйықтық микроқысымөлшердің жұмыс істеу принципін және құрылмасын оқып меңгеру.
   
3. 
   Сұйықтық микроқысымөлшер көрсетулеріне түзетулер еңгізу әдістерімен танысу.
   
4. 
   Тексеру стендтің сүлбесімен танысу.
   
5. 
   Сұйықтық микроқысымөлшер арқылы тарту және орынөлшер, тартуарынөлшердің тексеруін өткізу.
   
6. 
   Аспаптың пайдалануға жарамдылығы жайында қорытынды жасау.
   

2. 
   Жарғақты тарту және орынөлшерлер, тартуарынөлшерлер.
   

Қарастырылатын аспап түрлерінде серпімді,сезгіш түзгілері ретінде берілшілік қоланың металлдың қорытпасынан жасалған жарғақтық қораптар қолданылады.

Сондықтан оларды әдетте жарғақты аспаптар деп атайды.

Жарғақты аспаптарды жатық кескінді (профильді),кейде концентірлі (дөңгелекті) өлшемесі бар көрсететін аспаптар түрінде орындайды.Жұмыс істеу принципі жағынан олпрдың құрылғылары бірдей болады,тек серпімді қорапбымен санау құрылғысын қосып біріктіретін беріліс тетіктерінің кейбір түзгілері ,өлшеме мен тұрқы пішіндері әр түрлі болуы мүмкін.1-суретте ТМП жарғақты тартуөлшері сүлбелі көрсетілген.Серпімді сезгіш түзгісі ретінде жарғақты қорап 1 қолданылады.

Жарғақты қораптың ішкі газдың сиретілу қысымы өлшенетін кеңістігімен штуцерге 14 қосылатын түтік арқылы қосылады.Өлшенетін газдың сиретілуі 4 қосылған үстіңгі жарғақтың қатты кіндіктің ауытқуына апарады.Бұл ауытқудан жазық 6 бар келдекті 7 бұрады.Келдек 7 тартқыш 9 және келдек 10 көмегімен өлшеме бойымен көрсеткіш жебешесін 5 белгілі бір бұрышқа жылжытады.
ТМП типті жарғақты тартуөлшер.
Келдекті тетікте саңылауларды болдырмау үшін көрсеткіш жебешенің белінде шиыршықты….13 орнатылған.

Аспап өлшемесін түзету үшін келдекті тетікте бұрыштық жетілдіру ескерілген.Жетілдіру жебеше втулкасын 11 келдек 10 орнатылғаны бар бел втулкасына 12 қатысты жылжыту арқылы орындалады.Жебеше втулкасын бекіту үшін бұранда 15 қолданылады.Келдек 10 және жебеше 5 арасындағы бастапқы бұрышын 36-дан 0 дейін өзгертіп келдекті тетіктің бейсызықтығын 2-ден 12% дейін өзгертуге болады.

Жебешені өлшеменің нольдік белгісіне орнату жетілдіргіш 3 көмегімен орындалады.

НМП орынөлшерлері және ТНМП тартуарынөлшерлері өзінің құрылғысы жағынан қарастырылған тартуөлшермен ұқсас.

Жарғақты аспаптардың дәлдік топтары 1,5 және 2,5.Қоршаған ауаның температурасы 20+-5с градустан 5-тен 50с дейінгі температуралар аралығында өзгеруінен болатын қосымша температуралық қателік әр 10с градусқа мұндай шамадан аспауы қажет.

=(x0,025(t-t)) (1)

мұндағы x-көрсетулердің болымды тұрақсыздықтың мәні,болымды негізгі қателік шегінің толық мәннің жартысына тең болып алынады.

t-5 тен 50с дейінгі аралықтағы кез-келген температураның мәні.

t-қоршаған ауаның температурасы қалыпты мәнінің үстіңгі немесе астыңғы шегі (t>25c болғанда t=25c, t<15c болғанда t=15с)

3.Сұйықтық микроқысымөлшер ММН.

Тәсілдік жарғақты аспаптарды тексеру үшін үлгілік аспап ретінде ММП типті көлбеу өлшеуіш түтігі бар бірқұбырлы микроқысымөлшер қолданылады.

Микроқысымөлшер құрылғысы сүлбе түрінде 2 суретте көрсетілген.

ММП типті микроқысымөлшердің сүлбесі.

2-сурет.
Өлшеу түтігінің көлбеуі өлшеу қателігін азайту үшін жасалған.Өлшенетін қысымын теңістіреді сұйық ретінде этил спиртін қолданады.Оның деңгейі көлбеу түтігінің 1 өлшемесі нольдік белгісіне келгенше,оны жалпақ ыдысқа құяды.

Қысымды (+P) өлшегенде ауыстырыпқосқыш шүмегінің көмегімен өлшенетін кеңістік жалпақ ыдыспен,ал сиретілуді (-P) өлшегенде көлбеу түтікпен 1 қосылады.Қысымдар айырмасын P=P-1 өлшегенде үлкен қысым ыдысқа,ал кіші қысым-өлшеу түтігіне беріледі.

Өлшенетін ауа немесе газ қысымы ( сиретілу немесе қысымдар айырмасы ) әсерінен жатық жазықтыққа  бұрышына көлбеулі түтіктегі сұйық деңгейі h биіктігіне тік көтеріледі,жалпақ ыдыста hшамасына түседі.

Өлшенетін шаманы теңестіретін жұмыс сұйығының биіктіктер айырмасы
h=h+h (2)

h=n sin  (3)

Мұндағы n-көлбеу түтіктегі сұйықтық бағанасының ұзындығы.

Егер F және F-көлбеу түтіктің және ыдыстың қималары болса,онда үзіксіздік теңдеуінен

nF= hF (4)
(2),(3) және (4) теңдеулерін шығарып аламыз

h=n(sin+F/ F) (5)

Өлшенген қысымның шамасы,Па

P=hgs=ngs(sin+ F/ F) (6)

Мұндағы s-+20c температурадағы спирт тығыздығы.

S=0,8095 г/см

Өлшеу түтігінің көлбеуін өзгертіп микроқысымөлшердің бірнеше өлшеу диапазонын алуға болады.Ол үшін түтікті 1 қондыру доғасына 8 бекітеді.

Доғаның мұндай мәндік белгілері бар.

K=0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8.

Осыған сәйкес микроқысымөлшердің бес өлшеу диапазоны бар.(0-500;0-750;0-1500;0-2000),Па

Сұйықтық қысымөлшерді екі бұранда (2 және 5)көмегімен деңгейлер 3 бойынша жатық жазықтықта қондырады.Өлшеу түтіктегі сұйық деңгейін өлшеменің нольдік белгісіне жеткізу үшін ығыстырғыш 6 қызмет етеді.

Бұл типті аспаптар 0,5 және 1 дәлдік топтарында шығарылады.

4.Тәжірибелік қондырғы

Жарғақты аспаптарды тексеретін қондырғының сүлбесі 3 суреті көрсетілген.

Қондырғы бөлгіш ыдыстан 1, тегеуріндік ыдыстан 2 және тексеру микроқысымөлшерден 3 тұрады.

Қалқанда орналасқан жарғақты аспаптардың 4 және 5 әр қайсысы газдың ……көмегімен тексеру үшін қондырғыға қосылу мүмкін.

Қондырғы сүлбесі 3-сурет.

Қондырғыда артық қысымды жасау үшін (орынөлшерді тексергенде) шүмекті 7 жауып тегеуріндік(орындық) ыдысты 2 көтереді.Сиретілуді жасау үшін (тартуөлшерді тексергенде) шүмекті 7 жауып тегеуріндік ыдысты көтереді.

5.Жұмыс орындау тәртібі.

1.Деңгей бойынша үлгілік микроқысымөлшерді қондыру.

2.Ауыстырыпқосқыш 6 көмегімен мұғалім көрсеткен жарғақты аспапты тексеруге қосады.

3.Аспап өлшемесінің тексерілетін нүктелерін таңдайды.

Олардың саны 5-тен кем болмауы және өлшеме бойынша біркелкі орналасуы қажет.Әдетте олар өлшеменің сандық белгілері болып табылады.

4.Тексергенде аспап жебешесін өлшеменің шекрелітен белгісіне қондырылып үлгілік микроқысымөлшер бойынша қысымның немесе сиретілудің нақты шамасы анықталады.

Тексеруді 2 рет өткізеді,қысымның өсу мәндерінде(тура жүріс)және кему мәндерінде (кері жүріс).Тексеру нәтижелерін тексеру протоколының кестелеріне еңгізеді.

6.Тексеру нәтижелерін өңдеу.

1.Еркін құлау күші үдеуінің қалыпты мәніне көрсетулерге арналған түзетулер сұйықтық қысымөлшердің көрсетулеріне еңгізіледі.

g(gySIN (7)

g(y)=g(r/r+y)

-аймақтың географиялық ені.

Павлодар үшін y=323м.

2.Алынған мәліметтер бойынша өлшеменің барлық нүктелері үшін тура және кері жүрістегі тексерілетін аспаптың толық қателігі есептелінеді.

i=(Pni-Poi) (8)

мұндағы Poi-үлгілік микроқысымөлшер көрсеткен, 6 формуласымен есептелген өлшеменің i нүктесіндегі қысым (сиретілу)

Аспап өлшемесіндегі тексерілетін нүктелердегі аспап көрсетулерінің толық түрлемі.

V=(Poi)-(Poi) (10)

3.Аспаптың пайдалануға жарамдылығын өлшемеде көрсетілген дәлдік тобынан анықтайды.Ол үшін негізгі болымды қателігін есептейді,Па

Одан соң тексеру протоколының кестесінен қателік пен түрлемнің максималды мәнін тауып болымды қателікпен салыстырады.

Егер мұндай теңсіздік орын алса



(12)

онда тексерілетін аспап жарамды болып есептелінеді.Егер теңсіздіктердің біреуі ғана орындалмаса аспап жарамсыз болып есептелінеді.

7.Есепке қойылатын міндеттемелер.

Есепте

2.Қалқандағы аспаптардың сүлбелері

3.Тексеруді өңдеу нәтижелері және протоколы

4.Жұмыс қорытындылары болуы шарт.

8.Бақылау сұрақтары.

1.Серпімді сезгіш түзгілері бар тартуарынөлшерлердің құрылмалық түрлерін атап өту.

2.Жарғақты аспаптардың көрсетулер түрлемі неден болады?

3.Тартуөлшерді (орынөлшерді) тәсілдік қолдану үстінде қандай қосымша қателіктер пайда болуы мүмкін және оларды қандай жолдармен азайтуға болады?

4.Сұйықтық микроқысымөлшерлерде көлбеу өлшеуіш түтігі қандай мақсатта қолданылады.

5.ММН типті микроқысымөлшердің өлшеу шектерін қалай өзгертуге болады?

6.Микроқысымөлшермен қысымды дәл өлшеулерде қандай түзетулерді еңгізу қажет.

7. 
   …………жарғақты қораптың жұмыс істеу принципін айтып беріңіз.
   

Тексерілетін аспап ------------------------------типі--------------------------

өлшеу шектері------------------------------------------------------

бөліну бағасы----------------,дәлдік тобы-----------------------

үлгілік аспап -----------------типі---------------------------------

өлшеу шектері------------------------------------------------------

Тексерілетін белгі , Па	Үлгілік аспап көрсетулері бойынша өлшенетін шаманың нақты мәні, Па							Ескертулер
	Санау , Па	Нақты , Па	Толық қателік , Па	Санау , Па	Нақты , Па	Толық қателік , Па	Түрлем Па

«Температураны өтеуіштік(немесе компенсациялық) әдіспен өлшеу»

№2 Зертханалық жұмысына

Әдістемелік көрсетулер

(ішкі қолдану үшін)

І. Жұмыс мақсаты

1. 
   Жылу кедергі көмегімен температураны өлшеу ерекшеліктерін меңгеру.
   
2. 
   КТ өлшемдеуін өткізу.
   
3. 
   Температураны өлшеуде мүмкін болатын қателіктерді және оларды жою әдістерін зерттеу.
   

1. 
   Кернеу құламасын өлшеудің өтеуіштік сүлбесінің ерекшеліктерін меңгеру және аспаптарға ЖК қосудың типтік сүлбелерімен танысу.
   
2. 
   Мыс және платина КТ-нің өлшемдеу түрлерімен танысу.
   

1. 
   В.П. Преображенский «Теплотехнические измерения и приборы». М. «Энергия», 1978г. гл.5
   
2. 
   Чистяков С.Ф. Радун Д.В. «Теплотехнические измерения и приборы» М. «Высшая школа» 1972г.
   
3. 
   Лекциялар конспекті.
   

ІІ. Тапсырма

1. 
   Температураны зертханалық кедергілік термометрлерімен өлшеуде кедергі өлшеудің өтеуіштік әдісімен танысу.
   
2. 
   Бұл әдістің өлшеу қателігін және оны азайтудың негізгі жолдарын анықтау.
   

Қоршаған ортаның температурасын өзгеруінің өлшеу қателігіне әсер етуін қарастыру.

ІІІ. Жалпы түсініктер

Кедергілік термометрлердің істеуі заттардың температураның өзгеруінен өзінің электр кедергісінің өзгеру қасиетінде негізделген. Температураны өлшегенде жылу кедергіні өлшенетін ортаға қондырады. Термометр кедергісін температурадан тәуелділігін біле тұра, термометр кедергісінің өзгеруі негізінде ортаның температурасы жөнінде қорытынды шығаруға болады. Жылу кедергілерді жасау үшін таза металдар және жартылай өткізгіштер қолданылады. Таза металдардан жасалған жылу кедергілер кең тараған. Әдетте олар оқшауламалық материалдан жасалған арнаулы қаңқадағы жіңішке өткізгішті орама түрінде жасалады. Бұл орама кедергілік термометрдің сезгіш түзгісі деп аталады. Жартылай өткізгішті КТ 1,3-400К аралығындағы температураларды өлшеу үшін қолданылуы мүмкін. Іс жүзінде олар металдық КТ-мен салыстырғанда шамалы қолданылады. Өндірістік шарттарында температурвны өлшегенде кедергілік термометрлерді логометрлермен бір жиында пайдаланады.
4.КТ және олардың ерекшеліктері.

КТ сезгіш түзгілерін жасауға арналған металдар бір қатар шартты талаптарға сай болуы қажет. Олар тотықпау керек және жұмыс температуралар аралығында электр кедергі мәндерінің жоғары шығармашылығы болуы шартты. Алынған металл пайдаланатын температуралар аралығында температурадан, кедергіден біркелкі тәуелділікке және жетерліктей жоғары кедергінің температуралық коэффициент мәніне ие болу қажет.

Ол коэффициент жалпы түрде мұндай теңдеу арқылы жазылуы мүмкін:

Электр кедергінің температуралық коэффициенті 0-100С аралығында анықталады.

Кедергілік термометрлердің сезгіш түзгілерін жасау үшін негізгі шарттарға сай келетін металдар –платина,мыс,темір,никель.

Диаметрі 0,05-0,1мм платина өткізгіштен жасалған сезгіш түзгісі бар термометрлер зертханалық және өндірістік тәжірибеде 260-750С аралығындағы температураларды өлшеу үшін қолданылады.

Платиналық КТ-мен төмен температураларды өлшегенде олармен бір жиында жоғары дәлдікпен Омның жүздік бөліктерін өлшеуге мүмкіндік беретін өлшеуіш КТ қолдану керек.Кейбір жағдайларда платиналық КТ жоғары температураларды өлшеу үшін пайдалануы мүмкін,мысалы метрологиялық 1065С дейін.Платинаның кемшіліктеріне оның кедергісі температурадан сызықтық тәуелділік заңының бөлінуін жатқызуға болады.

Платиналық КТ тағайындалуы жағынан келесі негізгі 3 топқа бөлінеді:эталондық,үзгілік және жұмыстық.Жұмыстық термометрлер өз кезелінде жоғары дәлдікті және тәсілдік термометрлерге бөлінеді.ТСМ типті тәсілдік кедергілік термометрлердің сезгіш түзгілерін жасау үшін материал ретінде қолданылатын мысқа әртүрлі оқшаламадағы жіңішке өткізгіш жасаудың жеңілдігі,тазалығы жоғары өткізгішті мысты алу мумкіндігі сияқты артықшылықтарын жатқызуға болады.Өткізгішті мыстың электр кедергінің температуралық коэффициенті 4,2*10-4,27*10С.

1 Сурет. Кейбір металдардың үшін температурадан қатынас тәуелділігі. Үлкен температуралар аралығындағы мыстың электр кедергісі температурадан тәуелділігі мұндай теңдеуге бағынады.

R=R*(I*t)

Мұндағы және -t және 0С сәйкес,берілген мыс үлгісінің кедергісі.

-электр кедергінің температуралық коэффициенті.

Мыстың кедергісі температурадан тәуелділігінің сызықтық сипаты оның жетістігі болып табылады.Кемшіліктеріне шамалы меншікті кедергісін жатқызуға болады.2 суретте сүлбелік түрде П.Г. Стрелковтың платиналық кедергілік термометр көрсетілген.Ол термометрдің сезгіш түзгісінің геликондеалды формалы қаңқасы балқытылған кварцтан жасалған.Сезгіш түзгісі шиыршыққа оралған,диаметрі 0,05-0,1мм платиналық өткізгіштен жасалған бифилярлік орамадан құрылған.Платиналық шиыршықтың тұзағы астынан қаңқаға бекітілген.Қаңқаға бекітілген шиыршықтың үстіңгі ұштарына диаметрі 0,3мм платиналық өткізгіштен жасалған 2 шығыс өткізгішінен балқытылып біріктірілген.Сезгіш түзгі балқытылған кварцтан,металдан немесе шыныдан жасалған қорғау қабағына қондырылған. Қорғау қабықтың материалы термометр тағайындалуынан тәуелді.

Әдетте термометр гильзасы герметикалық болады және тағайындалуы мен өлшенетін температуралар аумағынан тәуелді етіліп құрғақ гелиймен,азотпен немесе ауамен 0,2кгс/см қысымында толтырылған болады.Гильзаның диаметрі d=5-6мм,сезгіш элемент ұзындығы L=50-100мм.Төмен температуралар үшін қысқа платиналық термометрлерді қолданады.

П.Г.Стрелковтың платиналық КТ эталондық,үлгілік және зертханалық аспаптар ретінде қолданылады.

5.Термометр кедергісін өлшеудің өтеуіштік әдісі.

Кедергілерді өлшеудің өтеуіштік әдісі температураны зертханалық кедергісін термометрлермен дәлдігі жоғары өлшеулерде және оларды өлшемдеуде кең қолданылады. Мұндай жағдайларда пайдаланатын термометрлердің төрт шығыс өткізгіші болу керек: олардың екеуі токтың, ал басқа екеуі потенциалдық деп аталады.

Бұл термометрлерді пайдаланғанда қарастырылатын кедергі өлшеудің әдісі өлшеу нәтижелеріне қосу өткізгіштерінің кедергісі әсерін толық жоюға мүмкіндік береді, себебі өлшеулер ток тұтынусыз өткізіледі. Кедергі өлшеудің өтеуіштік әдісі сәулелік термометрлі милливольтметрлердің кедергісін өлшеу үшін және т.б. бір қатар жағдайларда қолданылады.

Берілген сүлбеде (3 сурет) КЖТ тұрақты ток көзінің тізбегіне үлгілік резисторымен тізбектен қосылғаны көрініп тұр. резисторы ретінде әдетте, классы 0,01 үлгілік кедергі орауышты қолданады.

Сүлбеде өлшеуіш тогы реостаты көмегімен реттеліп, үлгілік резисторындағы кернеу құламасы арқылы зертханалық кернеуөлшермен бақыланады. Өлшеуіш токтың мәні температураны өлшегенде Джоуль жылуы бөлінуінен КЖТ сезгіш түзгісінің қызып кетпейтіндей таңдалады. КЖТ және үлгілік орауыштан мүмкіндікті өткізгіштер П ауыстырып қосқышына жалғанған. Оның көмегімен зертханалық кернеуөлшер кезекпен үлгілік кедергі орауышындағы және термометр сезгіш түзгісіндегі өлшеулер өткізу үшін қосылып кете алады.

Егер тізбектегі ток күшін І арқылы белгілесе, онда және кернеу құламасы

(1)

Осыдан термометр кедергісін анықтауға болады:

(2)

Термометр арқылы өтетін өлшеуіш ток 2 мА мәнінде болады, ал және бірнеше милливольттен аспайды. Сондықтан және өлшеу үшін, классы 0,01 және 0,02, төменомдық зертханалық кернеуөлшеулерді қолданады.

6. Зертханалық стендтің сипаттауы.

Стендте мұндай аспаптар орналасқан:

1. 
   Өтеуіштік сүлбе тізбегіндегі ток күшін өлшейтін миллиамперметр;
   
2. 
   Ток күшін өзгертетін айнымалы кедергі;
   
3. 
   Торап кернеуін қосу тумблері;
   
4. 
   Кернеуөлшерге қосылатын клеммалар;
   
5. 
   Тумблер. Оның көмегімен зертханалық кернеуөлшер кезекпен үлгілік кедергі орауышындағы және термометрдің сізгіш түзгісіндегі кернеу құламасын өлшеу үшін қосылады.
   

Стенд столында ПП-63 таспалы кернеуөлшері және кедергілік термометр орнына қолданылатын МСР кедергілер магазині орналасқан.
Жұмыс орындаудың әдістемесі және реті.

Жұмыс мұндай ретпен орындалады:

- кедергілер магазинінде келесі мәндерінің біреуі қойылады:

өлшемдеуі 21 Ом;

өлшемдеуі 22 Ом ;

өлшемдеуі 23 Ом.

- торап кернеуін қосып, айнымалы кедергі көмегімен келесі ток мәндерінің біреуі қойылады.

өлшемдеуі 21

өлшемдеуі 22

өлшемдеуі 23 .

- үлгілік кедергідегі (стендте арқылы белгіленген) кернеу құламасы және термометр кедергісі өлшенеді;

• 
  тексерілетін нүктелердің қалғанның барлығына өлшеулер қайталанады;
  
• 
  өлшеулерден алынған мәліметтер 1-ші кестеге (1 тіркеме) жазылады;
  
• 
  ток мәнін 2 есе көбейтіп тәжірибе сол реті бойынша қайталанады;
  
• 
  нәтижелер өңдеуі өткізіледі.
  

Өлшеу қателіктері келесі формулалар арқылы анықталады:

Толық қателік:

Мұндағы -тәжірибелік жолмен алынған термометр кедергісі;

-термометрдің стандарттық кедергісі.

Салыстырмалық қателік: %

Температураны зертханалық кедергілік термометрмен өлшегенде кедергі өлшеудің өтеуіштік әдістің артықшылықтары мен кемшіліктері жөнінде қорытынды жасалады.

Тіркеме

Ток күшінің мәні,	Үлгілік кедергідегі кернеу құламасы	Термометр кедергісіндегі кернеу құламасы	Үлгілік резистордың кедергісі , Ом	Термометр кедергісі , Ом	Толық қателік , Ом

Кедергі өлшеудің өтеуіштік сүлбесі

3 сурет.

П.Г. Стрелковтың платиналық кедергілік термометрдің құрылғы сүлбесі

1-қаңқа;

2-платиналық шиыршық;

3-шығыстар;

4-қабық.
2 сурет

Бақылау сұрақтары

1. 
   Температураны өлшеу үшін кедергілік термометрлерді қолдану неге негізделген?
   
2. 
   Кедергілік термометрлерді жасау үшін қандай материалдар қолданылады?
   
3. 
   Кедергілік термометрлермен бір жиында қандай аспаптар жұмыс істейді?
   
4. 
   Мыстық және платиналық кедергілік термометрлер үшін температура өлшеудің жоғары және төменгі шектері қандай?
   
5. 
   КТ кедергісінің температурадан тәуелділігі қандай?
   
6. 
   Металдық және жартылай өткізгіштік кедергі жылутүрленгіштердің құрылмалары және типтері.
   
7. 
   Кедергілік термометрдің өлшемдеу тұрақтылығын тексеру неде тұрады?
   
8. 
   Бір материалдан жасалған, топтары әр түрлі кедергілік термометрлердің қандай көрсеткіштері әр түрлі болуы мүмкін?
   

жүктеу/скачать 155.73 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: