Измерения температур

Погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую, называется грубой (промахом).

шкалам оценивают действительное значение измеряемого параметра, а их электрические контакты обеспечивают получение управляющих и сигнализирующих команд. Поскольку цикл работы рассматриваемых автоматических линий достигает десятков секунд, инерционность пневматического метода измерения существенно не влияет на точность контроля.

В качестве примера на рис. 11-14 приведена зависимость погрешностей измерения температуры 2300 К от диаметра термопары (термопара ВР5/20, /=15 мм, Ь = 150 К/с). Там же представлена суммарная погрешность измерения (без учета ошибки определения координаты расположения термопары). Видно, что при использовании термопар ВР5/20 диаметром d меньше 0,1 мм погрешность измерения существенно возрастает. При of>0,2 мм увеличивается неопределенность координаты точки измерения (~±rf/2), а также увеличивается допустимый шаг между ними (что нежелательно при больших градиентах температур). Следовательно, при исследовании коксующихся материалов целесообразно использовать термопары диаметром 0,1—0,2 мм.

В нормативном методе теплового расчета котельных агрегатов [Л. 23 ] влияние загрязнения экранов на теплопередачу учитывается введением условных коэффициентов загрязнения ?, зависящих от рода топлива и конструкции экранов. Эти условные коэффициенты загрязнения были определены подбором на основании опытных данных по суммарному тепловосприятию топочных камер и, как показали выполненные впоследствии непосредственные измерения, существенно отличаются от действительных коэффициентов загрязнения.

В отношении характера процесса измерения существенно, определяется ли исследуемая величина непосредственно или косвенным путем. В первом случае, если имеются случайные ошибки или определяемые величины являются случайными, обработка полученных результатов ведется обычными статистическими приемами. Во втором случае, при отсутствии случайных ошибок и случайных величин, обработка производится обычными алгебраическими способами решения нескольких уравнений с несколькими неизвестными, а при наличии случайных ошибок или случайных величин •— по способу наименьших квадратов.

Действие электростатического поля трансформируется в силовое воздействие на электрические заряды, накапливающиеся на диэлектрических элементах измерительных механизмов. Силовое воздействие электрического поля напряженностью в 1 В/м на заряд в 1Кл равно 1 Н. Действие электростатического поля на размеры L объекта измерения существенно при пьезоэлектрических характеристиках его материала Ка. п ^ 6mi/0,05L, а при /Сэ. п < 8ИН/0,051 оно не существенно. Причем Кз. п оценивается в мкм/В.

Анализ действия помехи на измерительное устройство показывает, что при постоянной скорости вращения ротора статистические характеристики помех за время измерения существенно не меняются, т. е. помехи являются стационарными. В простейшем случае, при условии абсолютно уравновешенного вращающегося ротора на вход устройства действует аддитивная нормальная помеха. Тогда при получении сигнала от дисбаланса одна только помеха вызовет флюктуации показаний измерителя. Среднеквадратичеокая нестабильность фазы составит при этом °Ф„ - Ю4°.

Измерение толщины выполняется дискретно — в отдельных точках. На каждом из заранее отмеченных участков следует выполнить однократное измерение толщины. Если при выполнении измерений произошла грубая ошибка, т.е. погрешность измерения существенно превзошла ожидаемую в данных условиях, то этот результат отбрасывается и выполняются три измерения взамен ошибочного. В этом случае за результат измерений принимается среднеарифметическое значение.

Если результат измерения существенно отличается от ожидаемого и не связан с грубой ошибкой измерения, целесообразно проконтролировать эти участки универсальным дефектоскопом, так как причиной уменьшения толщины могут быть нарушения сплошности металла.

Изложенное выше ограничивает точность непосредственного определения абсолютного значения толщины смазочной пленки описанным методом электрического сопротивления. Наиболее эффективными являются относительные измерения, когда определяется относительное изменение толщины пленки. В этом случае влияние указанных выше факторов на результат измерения существенно снижается.

Режим измерения существенно зависит от вида нагрузки г/ и значения рС„г/. Обычно нагрузка включает параллельно соединенные RI и G/, т. е. г; = /?;/(! --+ pRiCt). Тогдл можно составить табл. 1 операторных чувсгвительностей к силе по току i/F и напряжению U[/F для нескольких предельных режимов (Ui = ('г/).

Грубой погрешностью измерения называется погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях измерения.

Сплав МНМц40-1,5 из медноникелевых сплавов обладает наибольшим р. Температурный коэффициент равен нулю и не изменяется до 500° С. Предел прочности сплава ст„ = 500 Мн/м*. Сплав весьма пластичен, что позволяет изготовлять холоднотянутую проволоку 0 до 0,02 мм. Применяется этот сплав для изготовления движковых реостатов. В контакте с Си сплав дает высокую термо-э.д.с., что используется при изготовлении термопар для измерения температур до 700° С.

Чаще всего для измерения температур при сварке используют термопары в виде двух тонких (0 0,1...0,4 мм) проводников из различных металлов, соединенных между собой на концах, например, сваркой. Один спай помещают в точку измерения температуры, другой спай находится при известной постоянной

Так как поведение реальных газов мало отличается от поведения идеального газа в сравнительно широком диапазоне измерения температур, то, зная отклонения от законов идеального газа, можно термодинамическими методами вычислить поправки к показаниям газового термометра и воспроизвести термодинамическую шкалу температур. Однако в связи с техническими трудностями газовые термометры могут быть использованы для воспроизведения термодинамической шкалы температур лишь до температуры, не превышающей 1200°С.

В СССР в 1976 г. установлены практические температурные шкалы, обеспечивающие единство измерения температур различными методами в диапазоне от 0,01 до 105К, при этом измеренные по этим шкалам температуры близки к термодинамическим.

Термопары применяются для измерения температур в диапазоне от — 200 до 2500°С. Они обладают достаточно высокой точностью и могут быть использованы в автоматизированных системах сбора и обработки экспериментальных данных .

В основу термоэлектрического метода измерения температуры положен эффект Зеебека; суть его заключается в том, что в разомкнутой цепи, составленной из двух различных и термоэлектрически однородных проводников, спаи которых помещены в среды с различными температурами, возникает термо-э.д.с., пропорциональная разности температур спаев.

В практике измерения температур в воздушной и нейтральной средах широкое распространение получили термопары, изготовленные из неблагородных металлов и их сплавов, вследствие их низкой стоимости и достаточно высокой чувствительности. Основным недостатком термопар из неблагородных металлов является то, что для их изготовления практически очень трудно получить термоэлектрически однородную проволоку, а следовательно, и обеспечить хорошую воспроизводимость стандартной градуировочной кривой.

Платинородий (90% Pt+10% Rh)-платиновые (100% Pt) термопары (ПП). Термопары ПП применяются для измерения температур 300... 1600°С в окислительной и нейтральной средах. Они обладают наибольшей точностью и используются в качестве эталонных измерителей температуры с допустимой погрешностью, равной Д?т = 0,01 + 2,5 • 10~5 (/—300) мВ в диапазоне 300...1600°С.

Рабочий конец термопары (горячий спай) изготовляют путем сварки, спайки или скрутки. Лучше всего использовать сварку, так как скрутка с числом оборотов более двух может привести к значительным и не поддающимся учету погрешностям измерения температуры. Сварка обычно дуговая угольным электродом при напряжении 15...20 В либо контактная конденсаторная. Иногда предварительно скрученный спай приваривают с помощью конденсаторной сварки непосредственно к поверхности,

Методическая погрешность измерения температуры поверхности может быть практически сведена к нулю, если электроды термопары, как показано на рис. 3.2, а, укладывать вдоль поверхности теплообмена на длину (150... 200) d.

Измерение термо-э.д.с. термопар милливольтметрами. Милливольтметры в комплекте с термопарами находят широкое применение в практике измерения температур. Принцип действия милливольтметра основан на использовании силы взаимодейст-