Метрологическое обеспечение температурных измерений термоэлектрическим термометром

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

?(L).

Технические данные кабеля многожильного КТМ СЭ:

Сечение: S= 0,2 мм№

Диаметр: D= 3,5 мм

Диапазон температур: -50 до +220єС.

Погрешность вносимая соединительными проводами максимальная ?tсл= 1,5 єС.

 

1.3 Анализ и расчет погрешностей термопреобразователей

 

Погрешность термоэлектрических термометров складывается из погрешности термоэлектрических преобразователей и погрешности измерительных приборов.

Погрешность термопреобразователей состоит из: погрешности градуировки термоэлектрического преобразователя; погрешности вызванной термоэлектрической неоднородностью преобразователя; погрешности в следствии отклонения градуировачной характеристики стандартных рабочих термопреобразователей от стандартной статистической номинальной характеристики; погрешности, обусловленной изменением температуры свободных концов термоэлектрических преобразователей; погрешности возникшей из-за временной нестабильности термоэлектродов; погрешности обусловленной условиями измерения, например, теплоотводом по термопреобразователю, изменением условий теплообмена при установке термоэлектрического преобразователя на объект измерения за счет отличия коэффициентов черноты и т.п.

Погрешность градуировки (определение статической номинальной характеристики) термоэлектрического преобразователя определяются погрешностью средств поверки, например, термостата; образцового термометра, контролирующего температуру в термостате; потенциометра применяющемся при поверке.

Кроме того, к погрешности градуировки следует отнести погрешность интерполяции результатов определения статистической номинальной характеристики, значения нестабильности номинальной статической характеристики в период между поверками термоэлектрического преобразователя.

Погрешность измерения температуры термопреобразователем складывается из основной допускаемой погрешности и методической погрешности , обусловленными теплообменом между термопреобразователем и измеряемой средой.

 

 

Методические погрешности контактных термопреобразователей возникают за счет лучистого теплообмена между термопреобразователем и окружающими его телами, за счет отвода тепла теплопроводностью по арматуре и деталям термопреобразователя; за счет нагрева измерительным током чувствительного элемента термопреобразователя сопротивления его инерционности. По исходным данным температура среды постоянная, поэтому инерционностью можно пренебречь.

,

 

где, - погрешность, вызванная теплоотводом по термопреобразователю, оС

- погрешность за счет лучистого теплообмена, оС.

погрешность термопреобразователя сопротивления за счет нагрева измерительным током, для термопар равна нулю, оС.

Погрешность, вызванная лучистым теплообменом между термопреобразователем и стенками печи или воздухоотвода, определяется по формуле:

 

 

где, tт, tср, tст - соответственно температуры термопреобразователя, среды и стенки печи(воздуховода), оС;

Со - постоянная Стефана - Больцмана, равная 5,67 Вт/м2К4;

?к - коэффициент теплоотдачи конвекцией между термопреобразователем и измеряемой средой Вт/мК;

?пр. - приведенный коэффициент черноты, характеризующий теплообмен излучением между термопреобразователем и стенками. Так как поверхность стен печи значительно больше чехла термопреобразователя, можно принять ? равным коэффициенту черноты чехла термопреобразователя ?Т.

 

?tизл = = -0,3 К

 

Погрешность, вызванную отводом тепла теплопроводностью по защитной арматуре термопреобразователя, определяют по формуле:

 

,

 

где L - глубина погружения термопреобразователя, м;

? - толщина стенки чехла термопреобразователя, м;

? - коэффициент теплопроводности материала чехла термопреобразователя, Вт/мК;

 

оС

 

Погрешность мала, в дальнейших расчетах можно пренебречь.

Методические погрешности контактных термопреобразователей ??tм возникают за счет лучистого теплообмена между термопреобразователем и окружающими его телами; за счет отвода тепла теплопроводностью по арматуре и деталям термопреобразователя; за счет нагрева измерительным током чувствительного элемента термопреобразователя сопротивления его инерционности. По исходным данным температура среды постоянная, поэтому инерционностью можно пренебречь.

 

 

где ?tто - погрешность, вызванная теплоотводом

?tнт - погрешность термопреобразователя сопротивления за счет нагрева измерительным током, для термопар равна нулю, ?С.

Погрешность измерения температуры термопреобразователем ?tтп складывается из основной допускаемой погрешности ?tотп и методической погрешности ??tм, обусловленными теплообменом между термопреобразователем и измеряемой средой.

 

?tтп=

[2,5]<[4]

Неравенство выполнено, следовательно термопара выбрана верно.

 

 

2. Выбор измерительного прибора

 

.1 Обзор современных измерительных приборов для работы с термопреобразователями (термоэлектрическими)

 

Термоэлектрические термопреобразователи работают в комплекте с аналоговыми и цифровыми милливольтметрами, приборами следящего уравновешивания и микропроцессовыми приборами.

Аналоговые приборы

Принцип действия аналоговых приборов (Таблица 3) основан на уравновешивании напряжения теомопреобразов?/p>