Тексеру протоколы

Логометр түрі _____________, дәлдік класы _____________,

Тексеру өтті

Өлшеулер	Логометр көрсетуі	Кедергі дүкені	Абсолюттік қателік	Салыстырмалы қателік	Вариация көрсеткіші
Тура жүріс
Кері жүріс

Кернеуді қолданғаннан пайда болған қосымша қателікті анықтау.

Кернеу	Логометр көрсетуі	Кедергі дүкені	Кестеде берілгендер	Қосымша қателік
абсолюттік	салыстырмалы

Лабораториялық жұмыс № 5

Потенциометрдің шегі өзгергендегі өлшеуіш схемасының кедергілерін салыстыру.

І. Жұмыстың мақсаты – Автоматтандырылған электронды потенциометр КСП – 4-тің құрылысы және жұмыс істеу принципімен танысу.

ІІ. Автоматтандырылған электронды потенциометр КСП – 4-тің құрылысы және жұмысы.

Автоматтандырылған электронды потенциометр КСП – 4-тің стандартты термоөлшегіштер градуировканың жинақталған бір термопарамен температурасын реттеуге, жазуға және үздіксіз өлшеуге арналған.

Потенциометрдің өлшеу схемасы екі тізбектен тұрады: бірінші – тізбек тоқ көзі тізбегі. Бұған кіретіндер: тұрақты реттелген тоқ көзі /ТРТ/, жұмыс тоғының / / шамасын реттейтін қос еселік реостат R_К.

Тоқ көзі тармақтан тұрады: R_К және R кедергілерінен тұратын көмекші тармақ және реохордтан R_Р одан өтетін тоқтан шектеу үшін қызмет ететін реохордтың шунты R_Ш тіркелген жұмысшы тармақ. Реохордтың кедергісін оның есептеп шығарылатын мәніне үйлестіру үшін керек кедергі R және сол сияқты тұрақты кедергілер R_Н және R_n. Көмекші тармақтан тоғы, ал жұмысшы тармақтан тоқтары өтеді.

Екінші тізбек – термоэлектрлі өткізгіш /ТЭӨ/. Бұған кіретіндер: ТЭӨ, өлшеу схемасының а және в нүктелері аралығында орналасқан реохордтың және кедергісінің бөлігі термопараның дәнекерленген бос ұшының температурасын автоматты түрде түзету енгізу үшін қойылған тұрақты кедергі R_К. Соңғысы термопараның дәнекерленген бос ұштары мен R_К кедергінің температурасының бірдей болған жағдайда болуы мүмкін, содықтан потенциометрде кедергісі R_К термопараның потенциометрге қосылған жеріне орналасқан.

Термопараның өлшенетін электр қозғаушы күші /э.қ.к./, Е/t₁, /

, (1)

Мұндағы t₁ – термопараның жұмысшы дәнекерленген ұшының температурасы.

- термопараның дәнекерленген бос ұшының температурасы.

- өлшеу схемасының және нүктелерінің аралығында реохордтың келтірілген кедергісі. Мұның шамасы реохордтың қозғаушысы тұрған D орнына байланысты.

Теңдеу /I/ бұзылған жағдайда өлшеу схемасының шығу жолында электронды күшейткішке берілетін байланыс кернеуі пайда болады. Реверсивтік қозғаушы сағат тілі бағытымен немесе оған кері /баланстың таңбасына байланысты/ реохордтың қозғаушысы жылытады. Сөйтіп, өлшеу схемасында тепе-теңдікті сақтайды. Термопараның тізбегіндегі пайда болатын бөгеттерді кетіру үшін потенциометрдің кіру жолына Г-ға ұқсас кедергілерімен , конденсаторлардан құралған сүзгіш қосылған , кедергісі ИПС жұмыс тоғын шектеумен реттеуге арналған.

III. КСИ-4 потенциометрдің өлшеу схемасын есептеп шығару.

КСИ-4 потенциометрдің өлшеу схемасы керекті ИПС-148 П тұрақтандырылған тоқ көзінен алады. Оның қысқандағы потенциалдар айырымы -ке тең. Өлшеу схемасының керек ететін тоғының мөлшері 5мА, тізбектегі жиынтық кедергілер мөлшері Ом.

Көпір тармақтарында тоқ күшін мА; мА-ге тең етіп алады. Потенциометрді өлшеу үшін есептеп шығару үшін температураның / / минималді / / және максималді / /өлшеу шектері және термопараның түрі берілуі керек. Өлшеу шектерін және термопараның түрін біліп алып, термопараның дәнекерленген бос ұшының / / температурадағы минимал және максимал Э.Қ.К-ті градуировканың кестесінен табу керек:

(2)

(2) теңдеуден құралдың минималды шегін келтіруге арналған кедергі шамасын анықтауға болады:

(3)

(2) теңдеуден құралдың максимал шегін келтіруге арналған кедергі шамасын анықтауға болады:

(4); (5)

(6)

/4/ теңдеуден /6/ теңдеуді алсақ , мұнан (7)

/7/ теңдеуден керек шамаға келтіру, кедергінің шамасын өзгерту арқылы жасалады:

(8)

Жұмыс тоғын бақылауға арналған кедергінің шамасы Ом. Реостаттың кедергісі өлщеу схемасының кернеуінің түсуінің шартынан анықталуы керек:

Автоматтандырылған электронды потенциометр КСП – 4-тің негізгі схемасы.

Т – термопара; Ө.К. - өлшейтін көпір; ТРТ – тұрақты реттелген тоқ көзі; РД – реверсивтік қозғаушы; ТҚ – тіркелген қондырғы; СД – синхронды қозғаушы; ЭҚ – электронды күшейткіш.

Сурет 1.

1 – сурет. Автоматтандырылған электронды потенциометр КСП – 4-тің негізгі схемасы. Т – термопара; Ө.К. - өлшейтін көпір; ТРТ – тұрақты реттелген тоқ көзі; РД – реверсивтік қозғаушы; ТҚ – тіркелген қондырғы; СД – синхронды қозғаушы; ЭҚ – электронды күшейткіш.

Сурет 2.

2 – сурет. Потенциометрдің шегін өлшеу және градуировканың шкаласындағы есептелінген кедергілерді салыстыруға арналған қондырғының схемасы.

1 – потенциометр КСИ – 4; 2-4-R, R_H, R_n кедергілерін алмастырған кедергілердің дүкені 5 – ИРИ; 6 – ПИ.

Кесте.

Потенциометрдің өлшеу схемасының кедергілерінің реттелген және есептелген нәтижелері.

Кедергілердің атауы	кедергілердің шамасы	Абсолюттік қателік	Салыстырмалы келтірілген қателік.
RК RH R Rn

IV. Жұмыс істеу реті.

1. КСП – 4 потенциометрінің өлшеу шегі шкала градуировкасына байланысты термопараның минимал / / және / / ЭҚК-ін градуировка кестесін табу керек /қосыиша А/.

2. /3, 6, 7, 8/ теңдеулерін пайдалана отырып, R, R_H, R_n кедергілерінің шамаларын есептеп шығару керек.

3. Кедергі дүкенінен есептеп табылған R, R_H, R_n кедергі шамаларын теріп алу керек.

4. ИРИ арқылы алдымен тасымалды потенциомтерге содан кейін КСИ – 4 потенциомтеріне беру керек.

5. КСИ – 4 потенциомтерінің берілген өлшеу шегімен алынған шектер сәйкес келмесе, онда жағдайда КСИ – 4 потенциомтерінің тілін R, R_H кедергілер шамасын өзгерту арқылы шкаласын басқа орнымен сәйкестендіру керек. Алынған R және R_H мәндерін кестеге жазу керек.

6. ИРИ арқылы кернеуін беріп, 4, 5 пунктерді қайталау керек.

7. Абсолюттік, салыстырмалы қателіктерді есептеп шығару керек.

Осы істелінген жұмыс туралы есеп беру керек.

Бақылау сұрақтары.

1. КСИ – 4 жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз.

2. R, R_H, R_n кедергілерін белгілеуін түсіндіріңіз.

3. Абсолюттік қателік дегеніміз не?

4. Салыстырмалы қателік дегеніміз не?

5. Автоматтандырылған электронды потенциометрдің шкаласын бөліктеу қалай іске асырылады.

Лабораториялық жұмыс № 6

Термоэлектрлік термоөлшегіштердің градуировкадің градуировкасы.

Жұмыс мақсаты – термоөлшегіштердің градуировкасымен танысу, лабораториялық потенциометрдің жұмыс істеу әдісін оқып үйрену, лабораториялық қондырғыны термоөлшегіштердің градуировка жасау жмысын жүргізу.

Термоэлектрлік термоөлшегіштердің /термопара/ температураны өлшеуде практика жүзінде ғылым мен техниканың барлық саласында қолданылады. Олардың кең таралуы қондырғының құрылысының қарапайымдылығымен кең диапазонды температура өлшеуде – 50⁰С-ден +2500⁰С дейін ала пирометрлік термоөлшегіштерінде 6000⁰С дейін кең қолданылады. Конструкциялы түрде термоөлшегіштер әр түрлі саласында температурасын өлшейтіндей болып дайындалуы мүмкін. Термопара әр текті металдан құралған екі өткізгіштен тұрады. Олардың бір ұштары бір-бірімен балқытып біріктірілген, сыртында қабатты қорғағыш қорабы бар.

Термоөлшегіштердің және потенциометрдің жұмыс істеу принципі.

Жоғарыда айтылғандай термопара әр текті металдан жасалған екі өткізгіштен тұрады. Термопараның жұмыс істеу принципі термоэлектрлік әсерге /эфектке негізделген/, тұйықталған жүйедегі екі немесе бірнеше әр текті өткізгіштен электр тоғы пайда болуына қорытындыланған. Егер өткізгіш қорытпасының екі жерінде әртүрлі температура болса, зерттелетін ортаға жүктелетін қорытпасы ыстық немесе жұмысшы қорытпасы деп атайды, ал екінші тұрақты температурамен – суық немесе бос қорытпа дейді. А және В өткізгіштері термоэлектродтар деп аталады. Термоэлектрлік эффект металдағы бос элетрондардың бар екендігімен түсіндіріледі. Олардың саны бірлік көлемде әр текті металдар үшін әр түрлі. Егер қорытпаның температурасы t₀ А өткізгішінен В өткізгішіне көп көлемде электрондар диффузияланған В-дан А-ға қарағанда деп қарастырсақ, онда А өткізгіші тура зарядталады ал В кері зарядты болады. Қорытпа орнында пайда болатын электрлік жазықтық диффузия қозғалысына кедергі жасайды, диффузия жылдамды олардың кері қайту жылдамдығына тең болған жағдайда қалыпталған электрлік жазықтықтың әсерінен реттелген қозғалыс жағдайы басталады. Бұл жағдайда ғана А және В өткізгіштерінің арасында потенциялдық айырмашылықтар болады. Егер ұштары әр түрлі температураға қыздырылған біртекті А және В өткізгіштері қорытпаланған болса, онда еркін электрондар өткізгіштің жоғары қыздырылған бөлігінен төмен қыздырылған бөлігіне диффузияланады. Осылайша қорытпалар арасында анықталған потенциялдық айырмашылық байқалады. Бұл аталғанан мынадай қорытынды шығаруға болады: екі өткізгіштен құралған термоэлектрлік жүйеде, термопарада ЭҚК пайда болады. Екі ЭҚК А өткізгішінің В өткізгіштерінің ұшында.

Жүйені сағат көрсеткішпен жүргізу арқылы ЭҚК қосындыларын мына сипатта табуға болады:

(1)

Егер қорытпалар температурасы бірдей болса, онда ТЭҚК жүйеде 0-ге тең. Екі жағдайда ТЭҚК пайда болатындықтан қарама-қарсы бағытталған және бірдей күшпен.

Сонымен, болған жағдайда:

(2)

(3)

/3/ формуланы /1/ орнына қойып:

(4)

Бұл өрнектен ТЭҚК t және t₀ –ды өлшемдерінің функциясы болады екі температураның қорытпасы үшін. Қорытпаның температурасы тұрақты жағдайда ұстап тұрып, t₀=const десек онда

Бірақ термопараның ТЭҚК мұздатылған қорытпаның температурасының тұрақтылығына ғана байланыты емес, сонымен қатар термопараны құрайтвн металл тазалығына байланысты. Практика жүзінде металл құрамының абсолюттік тұрақтылығына жету қиын, сондықтан ТЭҚК термопараны градуировкалау керектігі туады, оның мақсаты болып ТЭҚК байланыстылығын, оның ыстық қабатының температурасына темопараны градуирлеуге дейін және оның қателгін табу болып табылады. Градуировка градуирленген термопарамен үлгілі термопарамен салыстыру арқылы жүргізіледі. Бұл кезде негізгі шарты термопаралардың дәлдікпен анықтау потенциометрлік әдіс болып табылды. Бұл әдіс белгісіз /өлшенетін/ ТЭҚК мен белгілі потенциалдардың айырмашылығы қарама-қарсы қою арқылы және көмекші үлгілі Е көзі арқылы анықтауға негізделген. Потенциометрдің схемасы 2 – суретте көрсетілген. Жалпы кедергісі реохорда ауданында R_АВ бар екі жүйеден тұрады. Екі жүйені де ЭҚК ұстап тұр. Бір жүйеде Е элемент белгілі ЭҚК көзі, екіншісінде термопара тоқ көздері АВ бөлігінде тоқ бір бағытта бағытталатындай етіп қосылған.

Жүйедегі тоқты I₁ және I₂ деп белгілесек, R_AB бөлігіндегі тоқ

I_АВ= I₁+ I₂ (5)

ЭҚК бар контур жүйесі үшін Е(t,t₀) Кирхгофтың екінші заңы бойынша былай жазуға болады:

(6)

- өткізгіштер кедергісі және нуль-прибордікі, /5/ көмегімен /6/ былай жазуға боалды:

(7)

Осыдан:

(8)

Рехордын жылжымасын жылжыту арқылы /В нүктесін/ термопара жүйесінде тоқ 0-ге тең блу жағдайына жетуге болады. Нуль-прибор көрсетуі бойынша /шартты E>E(t,t₀)/.

Бұл жағдайда (9)

Немесе

(10)

Бірақ өрнек /10/ АВ бөлігінде Е тоқ көзі арқылы кернеудің төмендеу екінші жағынан ; (11)

Бұдан

(12)

Өйткені Е және R_AС өлшемдері тұрақты болғандықтан, сонда өлшемі рехордын жылжымасының өзгерісі орнымен оның шкаласына байланысты градуирленген ЭҚК бірлігінде анықталады. ТЭҚК потенциометрлік әдіспен өлшеудің артықшылығы мен қатар өлшемнің өткізгіштер кедергісіне нуль-приборға байланысты емес екенін де айта кету керек. Өлшемнің дәлдігі Е тұрақты шамасы арқылы анықтайды. Батарейканың разрядкасы Е шамасы өзгереді, бірақ потенциометрде тоқты жүей тоқ көзінде реттеу қарастырылады. Осы мақсатта қосымша жүйе қосылады. Осы потенциометр 3 схемада көрсетілген.

Сурет 3.

Қосымша жүйеге Вестон элемнті қосылады /ноальді элемент/. Оның ЭҚК=1,01850 В және практикада ұзқ уақыт мерзімінде шамасы өзгермейді. Тоқ көзі Е-ні өлшер алдында R_t реостаты мен жұмысшы тоғы орнатады /ауыстырғыш П, К жағдайына/. Кернеудің кедергідегі төмендегі R_НЭ ЭҚК тең болғанша жұмысшы тоғы кедергімен реттелініп отырылады R_В /нормальді элементтің/. Осы жағдайда нуль-прибор көрсеткіші 0-ді көрсетеді. Жұмысшы тоғы мына прибор арқылы өрнектеледі:

ТЭҚК термопарасын қосу үшін қосқышты II жағдайына қояды. Сонымен қатар термопараны КП-мен А нүктесіндегі өлшенетін кедергіге және жылжымалы контакт В-ге жалғайды.

Нормальді элементтің ЭҚК практикада уақыт бірлігінде өзгермейтіндіктен қосымша жүйенің қосылуы тұрақты мәнде жүргізілетіндіктен потенциометр схемасындағы өлшеу дәлдігін жоғарылатады. Қондырғыда қолданылатын лабораториялық потенциометрдің аналогиялық схемасы бар.

Сурет 4.

1 – ауыстырмалы потенциометр КП-59; 2 – потенциометр КСП-4; 3 – автотрансформатор; 4 – қосқыш; 5 – амперметр; 6 – үлгілі термопара ХК; 6б – тексерілетін термопара ХА; 6в – тексерілетін термопара ХА +ПП.

Қондырғыны сипаттау.

4-5А тең жұмысшы тоғы автотрансформатор арқылы орнатылады. Пешке 3 термопара жүктелген. Олардығң екуі қосқыш арқылы ауыстырмалы потенциометр КП-59 қосылады.

6⁰ – жағдайында термопара қосқышы ажыратылған.

1⁰ – жағдайында 1-ші термопара қосылады.

2⁰ – жағдайында 2-ші термопара қосылады.

Термопаралардың градуировкасы ХА /+ПП/.

Үшінші термопара пештегі температураны автоматтық потенциометр арқылы өлшеу үшін қолданылады.

Жұмысты тапсыруға қойылатын шарттар.

Жұмысты тапсырарда мыналардың бар екенін тексеру керек:

А) берілген жұмыстың мақсаты,

Б) потенциометрдің принциптік схемасы және потенциометрдің схемасы тұрақты тоқ күшімен компенсациялық тізбекте;

В) қондырғы схемасы және қондырғыны сипаттау;

Г) жұмыстың жүргізілу реті және алынған өлшемдерді өңдеу.

Кесте

Температура, ^0С	ЭҚК термопараның кері, м В	ЭҚК 1-ші термопараның	ЭҚК жұмысшы термопараның
	0,64 1,42 2,31 3,24 4,21 5,21

Дата добавления: 2014-11-25