 |
Опыт 1. Поверка пирометра
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
“ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ”
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
По курсу «СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН»
для студентов специальности 7.09.1302
«Метрология и измерительная техника»
дневного и заочного обучения
Харьков 2007
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
По курсу «СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН»
для студентов специальности 7.09.1302
«Метрология и измерительная техника»
дневного и заочного обучения
Утверждено
редакционно-издательским
советом университета,
протокол № 1
от 21.03.2002г.
Харьков • НТУ «ХПИ» • 2002
Методичнi вказiвкидо лабораторних робiт «Засоби вимiрювання неелектричних величин» з курсу «Засоби вимiрювання неелектричних величин» для студетiв спещальностi 7.091302 денного та заочного навчання / Уклад. C.I. Кондрашов, В.К. Гусельников та iн. - Харкiв: НТУ «ХПI». 2002 - с. Рос. мовою.
Укладачi: C.I. Кондрашов,
В.К.Гусельников,
Л.О. Медведэва,
I.B. Григоренко
Кафедра вимiрювально-iнформацiйноi технiки
© C.I. Кондрашов,
В.К.Гусельников,
Л.О. Медведэва,
I.B. Григоренко, 2002 г.
© НТУ «ХПИ», 2002 г.
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА
С ИСЧЕЗАЮЩЕЙ НИТЬЮ
Целью работы является ознакомление с принципом действия и устройством оптических пирометров с исчезающей нитью, изучение установки для поверки пирометров, приобретение навыков поверки эксплуатации оптических пирометров.
|
|
Оптические пирометры с исчезающей нитью применяются для измерения яркостных температур (температур, соответствующих излучению абсолютно чёрного тела) различных объектов в области спектра. Интервал измеряемых температур для таких пирометров составляет от 700 до 8000°С. Принцип действия с заключается в сравнении яркости (интенсивности излучения) нагретого тела в лучах определенной длины волн с яркостью нити пирометрической лампы накаливания, предварительно профадуированнои по излучения абсолютно черного тела. При этом если нагретое тело и нить лампы имеют одинаковую яркость свечения и, следовательно, одинаковую яркостную температуру, то нить как бы исчезает на фоне тела, поэтому такие пирометры и называются пирометрами с исчезающей нитью.
|
|
|
К числу наиболее распространённых оптических пирометров с исчезающей нитью относится исследуемый в настоящей работе переносной пирометр типа ОППИР-09. Он имеет следующие технические характеристики:
Диапазон измеряемых температур, °С 800-2000
Основная допустимая погрешность, °
для поддиапазона 800 - 1400 °С ±20
для поддиапазона 1400 - 2000 °С ±30 ± 30
Вариация, ºС
для поддиапазона 800 – 400 ºС ±15
для поддиапазона 1400 – 2000 ºС ±20
Схема устройства пирометра ОППИР-09 приведена на рисунке 1, его принципиальная электрическая схема приведена на рисунок 2.
 | |||
 |
Рисунок 1 - Схема и устройство ОППИР-09
Рисунок 2 - Принципиальная электрическая схема ОППИР-09
Прибор состоит из первичного преобразователя – телескопа (объектив ОБ, окуляр ОК, красный светофильтр КС, диафрагма Д, поглощающее стекло ПС) и электроизмерительной системы (пирометрическая лампа ПЛ, кольцевой реостат КР, показывающий прибор ПП, резисторы, источник питания ИП).
Для обеспечения четкости изображения объекта, температура которого измеряется, объектив ОБ и окуляр ОК имеет свободу передвижения вдоль оптической оси. Диафрагма Д служит для ограничения и обеспечения постоянства выходного угла. Красный светофильтр КС предназначен для монохроматизации пучка лучей. При его введении между окуляром и диафрагмой человеческий глаз воспринимает только узкую часть спектра с длиной волны X. КС можно выводить из поля зрения для облегчения наводки и фокусировки телескопа, но в момент уравновешивания яркостей нагретого тела и нити пирометрической лампы он обязательно должен быть введён. Поглощающее стекло ПС используется для расширения рабочего диапазона пирометра в сторону высоких температур. При выведении ПС из поля зрения рабочий диапазон пирометра составляет 800-1400 °С, при его введении в поле зрения - 1400-2000 °С. В качестве показывающего прибора ПП используется дифференциальный амперметр магнитоэлектрической системы с двумя рамками. Рамка РО является основной и через добавочный резистор R1 включается параллельно нити пирометрической лампы ПЛ. Рамка РД является дополнительной и через добавочный R2 и шунтирующий R3 резисторы включается последовательно с нитью ПЛ. Вращающие моменты, создаваемые основной и дополнительной рамками, направлены в противоположные стороны. Такая схема ПП позволяет уменьшить нерабочий участок его шкалы до минимального значения. Сила тока, протекающего через нить ПЛ, а следовательно, и яркость этой нити регулируется с помощью кольцевого реостата КР. Ползунок П реостата соединен с регулировочным кольцом РК, при повороте которого по часовой стрелке сопротивление КР уменьшается, а яркость нити ПЛ увеличивается. В крайнем левом положении кольца контакты К1 отключают источник питания, а контакты К2 замыкают накоротко основную рамку ИП, что способствует успокоению подвижной части ИП и уменьшению ее колебаний при переноске пирометра.
|
|
|
Для поверки оптических пирометров предназначена установка УПО-6 М2, которая имеет следующие технологические характеристики:
Пределы непосредственной поверки пирометров, °С 800-2200
Питание температурной лампы, А 6-35
Погрешность измерения тока, А
при токе 6 А ±0,001
при токе 35 А ±0,006
Предельная допустимая погрешность поверки пирометров, °С
при 800 °С ±5
|
|
|
при 2000 °С ±9
Внешний вид и электрическая схема установки УПО-6 М2 приведены соответственно на рисунке 3 и рисунке 4. Установка состоит из рабочего стола PC с держателем пирометра ДП, светофильтра С, объектива О, температурной лампы ТЛ, матовой лампы подсветки МЛП, образцового сопротивления ОС (R = 0,001 Ом), блока питания пирометра БПП, стабилизатора напряжения СН, цифрового вольтметра.
 |
Рисунок 3 - Внешний вид установки УПО-6
Рисунок 4 - Электрическая схема установки УПО-6
Опыт 1. Поверка пирометра
Внимание! Во время работы в установке протекают токи до 40 А, поэтому перед началом работы необходимо проверить качество заземления всех приборов.
Для поверки пирометра на установке УПО-6 М2 необходимо выполнить следующие операции:
1. Установить выключатели В1 иВ2, сетевые выключатели стабилизатора СН в положение ОТКЛ.
2. Установить ручки регулировки напряжения РН стабилизатора СН в крайнее левое положение, а тумблер пульта управления ПУ в нижнее положение.
3. Установить поверяемый пирометр в держателе ДП так, чтобы изображение нити пирометрической лампы было расположено симметрично изображению ленты температурной лампы ТЛ в месте, указанном индексом ТЛ. Объектив пирометра придвинуть к светофильтру С с зазором 15±5 мм, регулировочное кольцо РК установить в крайнее левое положение. Красный светофильтр КС и поглощающее стекло ПС вывести из поля зрения.
4. Подключить установку УПО-6 М2 к сети 220В, 50 Гц и перевести выключатели стабилизатора СН и цифрового вольтметра в положение «ВКЛ». Нажать кнопку «ПУСК» на стабилизаторе СН.
5. Прогреть прибор в течение 20 мин.
6. На цифровом вольтметре установить значение напряжения эквивалентного токам, приведенным на рабочем месте. Значение Ii и Ti занести в таблицу 1.
Таблица 1
| Ti °С | Ii А | Ti¢ °С | Ti² °С | Ti¢ °С | Ti² °С | Ti¢ °С | Ti² °С | Ti¢ °С | Ti² °С | Ti¢ °С | Ti² °С | ΔTi °С |  i
°С
| g % |
7. Изменяя положение окуляра ОК и объектива ОБ пирометра, добиться четкого изображения ленты температурной лампы, ввести в поле зрения красный светофильтр КС и, вращая регулировочное кольцо РК, уравнять яркость нити накала пирометрической лампы и ленты температурной лампы (нить должна исчезнуть на фоне ленты). Если яркость изображения ленты недостаточна дя проведения измерений при температуре 800 °С, светофильтр КС необходимо вывести из поля зрения.
|
|
|
8. По показывающему прибору ПП пирометра отсчитать значение яркостной температуры T1¢ при подходе к равенству со стороны меньшей яркости и значение яркостной температуры T1² при подходе к равенству со стороны большей яркости. Повторить эти операции 5 раз и занести полученные результаты в таблицу 1.
9. Определить и занести в таблицу 1 значение вариации ΔT1 показаний пирометра как наибольшую разность из пяти отсчётов по формуле:
.
10. Вычислить и занести в таблицу 1 среднее арифметическое значение температуры:
.
11. Определить погрешность g1 пирометра при измерении температуры T1 по формуле:
,
где T1 – температура ленты ТЛ.
12. Повторить операции, изложенные в пп. 6 – 11 для температур, соответствующих всем оцифрованным отметкам верхней шкалы пирометра.
13. Произвести поверку пирометра по нижней шкале, для чего ввести в поле зрения поглощающее стекло ПС и проделать операции, изложенные в пп. 5 – 12. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
|
|
|
