Материал: лаба 6

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»

Кафедра АСУ ТП

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Методы измерения сопротивления термопреобразователей

Студенты:

Группа:

Проверил: Долбикова Н.С.

Москва, 2021

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Методы измерения сопротивления термопреобразователей

1. Цель работы

Изучение мостовых методов измерения сопротивления термопреобразователя и ознакомление с соответствующими приборами промышленного назначения. В процессе работы мы изучим принцип действия и характеристики неуравновешенных и уравновешенных мостов, а также исследовать влияние различных факторов на точность этих приборов.

Для выполнения работы необходимо выполнить следующее:

1. Ознакомиться с принципом действия неуравновешенного моста. Построить градуировочную характеристику неуравновешенного моста и исследовать влияние изменения напряжения питания на его показания.

2. Ознакомиться с принципом действия уравновешенного моста. Исследовать влияние на его показания сопротивления линии при двух- и трехпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления.

3. Изучить устройство и принцип действия автоматического уравновешенного моста типа КСМ и произвести его поверку.

2. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд для изучения методов измерения сопротивления термопреобразователей, схема которого изображена на рис. 1 включает:

- два милливольтметра (аналоговый (М-64) и цифровой (Ф)), осциллограф (НП), выполняющий функции нуль-прибора - эти приборы постоянно включены в измерительные диагонали неуравновешенного 1 и уравновешенного 2 мостов;

- напряжение питания мостов фиксируется по вольтметрам включенным в мостовые схемы и расположенным на наклонной панели стенда;

- переменный резистор 4, имитирует сопротивление термопреобразователя при различных температурах;

- резисторы 5, имитируют переменные сопротивления линии связи и служат для подключения термопреобразователя 4 к соответствующим измерительным схемам;

- автоматический мост КСМ, входные клеммы 3 которого выведены на наклонную панель стенда;

- магазин сопротивлений 7;

- тумблер 8 для подачи на установку напряжения 220 В.

3. Методика и порядок проведения работы

3.1. Изучение и градуировка неуравновешенного моста.

Достоинства:

• простота;

• информативный сигнал по напряжению.

Недостатки:

• нелинейная зависимость Uвых (Rх);

• зависимость выходного сигнала от напряжения питания Uвых = f(Uпит);

• погрешность моста не может быть меньше погрешности измерительного прибора.

Схема неуравновешенного моста представлена на рис. 2.

В качестве измерительного прибора в схеме используется цифровой милливольтметр Ф.

Питание мостовой схемы осуществляется с помощью источника напряжения Е, последовательно с которым включен балластный резистор Rб1. Напряжение в диагонали питания моста АВ контролируется вольтметром постоянного тока V. Три плеча моста имеют одинаковые сопротивления R1, R2, R3, в четвертое плечо включается переменный резистор Rt (4), имитирующий термопреобразователь сопротивления градуировки 50П с диапазоном измерения 0-300 °С.

3.2. Исследование схемы уравновешенного моста

Достоинства:

• линейная зависимость Uвых (R);

• Uвых ≠ f(U пит);

• нуль-прибор не влияет на точность;

• высокая точность магазина сопротивлений.

Недостатки

• сложность передачи и регистрации информативного сигнала.

Схема уравновешенного моста изображена на рис. 3 и 4.

Два плеча моста образованы постоянными резисторами R2 = 56 Ом и R3 = 11,2 Ом. В плечо АС включается магазин сопротивления Rм 7, в плечо АД через блок «линии связи» включается имитатор термопреобразователя R, 4. схема питается переменным напряжением, значение которого регулируется резистором R62 и фиксируется вольтметром переменного тока.

3.3. Определение погрешности и вариации моста КСМ

Поверка производится с помощью магазина сопротивления, который подключается к гнездам «КСМ» (3, рис. 1) по трехпроводной схеме. Гнезда стенда соединенные пунктирной линий, соединяются проводами со спаренными гнездами магазина сопротивлений. Перед началом поверки моста следует оценить возможность использования имеющегося на стенде магазина сопротивлении в качестве образцового путем сравнения его погрешности с допускаемой погрешностью моста. Поверка автоматического моста производится по всем оцифрованным отметкам в следующем порядке. Изменением сопротивления магазина сопротивления стрелка моста устанавливается на оцифрованную отметку при прямом ходе, т.е. при увеличении показании.

4. Основные формулы для расчета

Дополнительная погрешность от изменения Uпит:

, %,

где – напряжение в измерительной диагонали моста при положении Rt 100,200,300 °С и Uпит = 0.2 и 0.3 В, – то же, но при Uпит = U°пит.

Значение сопротивления, полученное из условия равновесия моста:

.

Относительная погрешность измерения для каждого Rл:

,

где – сопротивление , определенное при , – сопротивление, определенное при .

Значение сопротивления, полученное из условия равновесия моста:

.

Приведенная погрешность: ,

где – сопротивление магазина сопротивления на поверяемой отметке, и – сопротивление термопреобразователя при верхнем и нижнем пределах измерения прибора.

Вариация: (не превышает половины предела основной погрешности).

5. Обработка результатов измерения

5.1 Проверка неуравновешенного моста

5.2. Проверка уравновешенного моста

6. Вывод

Сопротивление соединительных проводов зависит от температуры и значительно влияет на погрешность измерения. В трехпроводной схеме подключения это влияние компенсируют, и относительная погрешность измерения уменьшается.