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>