Подготовка к выполнению работы. Порядок выполнения работы

Порядок выполнения работы

1. Изучить инструкции по эксплуатации приборов.

2. Проверить наличие заземления у стандартных электроприборов.

3. Включить вольтметр ВК2-20 в сеть и дать прогреться 15-20 минут.

Упражнение 1

1. Собрать схему в соответствии с рис. 3. Опустить один из спаев термопары в термостат с тающим льдом и после установления показаний вольтметра (~ 5 мин) зарегистрировать их.

Рис. 3. Схема подключения термоэлектрического термометра

2. Опустить второй (измерительный) спай термоэлектрического термометра в термостат и по завершению процесса охлаждения спая произвести измерение разностной термо-ЭДС.

3. Поместить “измерительный” спай в сосуд с кипящей водой и измерить величину термо-ЭДС.

4. Используя формулу (1) определить коэффициент a₁₂ для алюмель-хромелевой термопары. Построить градуировочную таблицу Т-e_т для интервала температур 0-100 ⁰С по образцу показанному ниже, где U º e_т, а U^* - значение термо-ЭДС, взятое из стандартной градуировочной таблицы для алюмель-хромелевого термоэлектрического термометра.

5. Сравнить значения U и U^* для одинаковых температур, определить температурный интервал, в котором имеет место наибольшее расхождение DU=U-U^*

6. Определить температуру в аудитории.

Таблица 1

Т, ^0С
U, mВ
U^*, mВ
Тс, ^0С
U, mВ
U^*, mВ

Упражнение 2

1. Установить измерительный спай термопары в электрическую печь вместе с полупроводниковым терморезистором, как показано на рис.4.

2. Подать от источника питания напряжение 8 ÷ 20 В на нагревательный элемент электропечи и провести измерение температурной зависимости сопротивления терморезистора в интервале температур 30-70 ⁰С. При проведении измерений необходимо следить за тем, чтобы скорость изменения температуры не превышала 1 ⁰С/мин.

Полученные результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Т, ^0С	U, mВ	R	lnR	T, ^0C	U, mВ	R	lnR	T, ^0C	U, mВ	R	lnR

3. Построить график зависимости R(T).

4. Используя метод “медианных центров” построить график зависимости ln R от 1/Т, где Т=Т ⁰С+273 - абсолютная температура, как показано на рис. 5.

Примечание. Метод медианных центров - один из методов графического определения вида математической модели по экспериментальным данным.

Рис.4. Схема лабораторной установки для градуировки полупроводникового термометра сопротивления: 1 - регулируемый источник питания; 2 - вольтметр ВК2-20; 3 - мультиметр ВР-11А; 4 - электрическая печь; 5 - полупроводниковый термометр сопротивления; 6 - термоэлектрический термометр; 7 - термостат

Все поле экспериментальных точек делят на несколько областей (см. рис. 5). В каждой области находят медианный центр. Для этого проводят горизонтальную линию, выше и ниже которой число точек одинаково (например, по две точки в каждой области), а затем вертикальную линию, справа и слева от которой число точек также одинаково. Медианные центры, лежащие на пересечении линий, соединяют плавной линией.

Рис.5. Иллюстрация применения метода медианных центров для определения вида математической модели зависимости lnR от Т^-1

5. Убедиться в том, что зависимость ln R ~ f (1/T) близка к линейной и, экстраполируя ее прямой линией до пересечения с осью ординат, определить энергию активации носителей (U) в материале полупроводникового резистора и величину предэкспоненциального множителя R_0в (2).

Контрольные вопросы

1. Поясните сущность физических явлений, приводящих к появлению термо-ЭДС в термопаре.

2. При каких условиях и почему величина термо-ЭДС не зависит от количества разнородных проводников в измерительной цепи, включающей в себя термоэлектрический преобразователь?

3. Перечислите составляющие погрешностей (методическая, систематическая и т.д.) измерения температуры термоэлектрическим термометром и проанализируйте причины их возникновения.

4. Назовите наиболее распространенные типы термопар и дайте их краткую характеристику.

5. Принцип действия термометра сопротивления.

6. Достоинства и недостатки полупроводниковых термометров сопротивления по сравнению с металлическими термометрами.

7. “Необходимые” и “желательные” требования, предъявляемые к термоэлектрическим термометрам и термометрам сопротивления.

8. Проанализируйте причины возникновения погрешностей при измерениях термометром сопротивления.

9. Особенности измерения криогенных температур термометрами сопротивления и термоэлектрическими термометрами.

10. Методы измерений температур ниже 2 К.

11. В каких пределах изменяется величина термо-ЭДС? В каком диапазоне напряжений в условиях лабораторной работы следует проводить измерения U, чтобы получить наиболее точное значение e_т.

12. Поясните сущность метода медианных центров и перечислите другие методы для определения вида математической модели исследуемой зависимости.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 2005. 232 с.

2. Яворский Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1985. 512 с.

3. Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Дата добавления: 2015-04-30