 |
Порядок выполнения работы.
|
|
|
|
А. Градуировка ТС и поверка его в комплекте с автоматическим уравновешенным мостом КСМ4.
1. При отключенном подогревателе 6 включить переключатель П2, отключить переключатель П3, зафиксировать образцовым термометром 11 температуру в водяной бане 12 и занести полученные данные в табл. 2.1.
2. Устанавливая переключатель П1 в положения а и б, измерить с помощью лабораторного переносного потенциометра 1 напряжения Ut и UN и рассчитать по полученным значениям величину сопротивления ТС по формуле (2). Полученные данные занести в табл. 2.1.
3. Включить переключатель П3 и зафиксировать показания автоматического уравновешенного моста КСМ4. Полученные данные занести в табл. 2.2.
4. Повторить измерения по пунктам 1 – 3 для различных значений температуры в водяной бане (по указанию преподавателя). Нагрев воды осуществляется за счет включения подогревателя 6.
5. По данным табл. 2.1 построить градуировочный график ТС, в таблице 2.2 рассчитать погрешности автоматического уравновешенного моста.
Б. Поверка автоматического уравновешенного моста.
1. Отключить переключатели П1 и П2 и включить переключателем П3 образцовый магазин сопротивлений 4.
2. Изменяя положение задатчиков магазина сопротивления 4, установить стрелку прибора КСМ4 на первую оцифрованную отметку шкалы.
3. Занести в табл. 2.3 показания образцового магазина сопротивлений. Записать туда же значение сопротивления ТС из градуировочной таблицы при измеренной температуре.
4. Повторить измерения по пунктам 1 – 3 для различных значений температуры по шкале вторичного прибора КСМ4при прямом и обратном ходе.
5. Рассчитать погрешности автоматического уравновешенного моста и занести данные в табл. 2.3.
|
|
|
Таблица 2.1. Результаты градуировки ТС
| Температура в водяной бане, °С | Напряжение Ut, мВ | Напряжение UN, мВ | Сопротивление Rt, Ом |
Таблица 2.2. Результаты поверки ТС в комплекте с автоматическим уравновешенным мостом
| Показания, °С | Погрешности | ||
| образцового ртутного термометра | поверяемого комплекта | абсолютные, °С | приведенные, % |
Таблица 2.3. Результаты поверки автоматического уравновешенного моста
| Показания | Погрешности | ||||||
| поверяемого моста | образцового магазина | абсолютные, Ом | приведенные, % | ||||
| по шкале, °С | по град. таблице, Ом | прямой ход | обрат- ный ход | прямой ход | обрат- ный ход | прямой ход | обрат- ный ход |
Градуировочный график ТС
|
Т, 0С
Лабораторная работа 5.4.
ПОВЕРКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ МАНОМЕТРОВ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ
Цель работы. Ознакомиться с принципом действия и конструкцией деформационного и грузопоршневого манометров и преобразователя давления. Выполнить поверку манометра с одновитковой трубчатой пружиной и преобра- зователя давления в комплекте с вторичным прибором, созданным в SCADA-системе «РСК-2007».
|
|
|
Давление характеризуется отношением силы, равномерно распределенной по площади и нормальной к ней, к величине этой площади.
По принципу действия приборы для измерения давлений делят на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические. В зависимости от измеряемой величины различают следующие приборы: манометры – для измерения избыточных давлений; вакуумметры – для измерения разрежений; мановакуумметры – для измерения избыточных давлений и разрежений; напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры – для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений (до нескольких кПа); дифференциальные манометры (дифманометры) – для измерения перепада (разности) давлений; барометры – для измерения атмосферного давления.
Наибольшее распространение получили деформационные манометры, действие которых основано на деформации чувствительного элемента (ЧЭ) пропорционально измеряемому давлению. На рис.3.1 пока- зано устройство манометра с одновитковой трубчатой пружиной, чувствительным элементом которого является трубчатая пружина 2, представляющая собой полую трубку овального или эллиптического сечения, приваренную с одной
стороны к держателю и согнутую по дуге окружности 180 – 270°.
Под действием давления среды, сообщающейся с внутренней полостью трубчатой пружины, последняя, деформируясь, несколько распрямляется, свободный конец ее перемешается и через передаточный механизм вызывает смещение стрелки по шкале прибора. Трубчато-пружинные манометры предназначены для местных измерений давления.
Рис.3.1. Трубчато- пружинный манометр с одновитковой трубчатой пружиной:
1 – держатель; 2 – трубчатая пружина; 3 – корпус;
4 – стрелка; 5 – спиральный волосок; 6 – пробка;
7 – передаточный механизм.
Грузопоршневые манометры (рис.3.2) предназначены для поверки и градуировки деформационных манометров. В этих приборах давление создается за счет калиброванных грузов 6, помещаемых на тарелку 7. Создаваемое грузами давление Р = mg/А, где m – масса поршня с тарелками и грузом; А – эффективная площадь поршня. Накладывая поочередно несколько грузов, устанавливают поршень 5 в среднее положение с помощью поршневого пресса 1 и в этот момент фиксируют показания поверяемого манометра, установленного в штуцере 3 или 10.
|
|
|
Рис. 3.2. Грузопоршневой образцовый манометр:
1 – поршневой пресс; 2,9,11 – игольчатые вентили; 3,10 – штуцеры; 4 – воронка; 5 – шток; 6 – грузы; 7 – тарелка;
8 – цилиндр; 12 – сливной вентиль.
Когда результаты измерения давления необходимо передать на расстояние, используют преобразователи (датчики) давления, в которых измеряемая величина преобразуется в унифицированный электрический или пневматический сигнал или в цифровой код. Наибольшее распространение в настоящее время получили преобразователи давления с токовым сигналом 4–20 мА и сигналом по напряжению 0–10 В.
На рис. 3.3 показан внешний вид и схема подключения датчика давления ОВЕН ПД100-ДИ. Его чувствительным элементом является тензометрическая пластина. Под действием механической силы (давления) пластина деформируется, что вызывает изменение ее электрического сопротивления, которое затем преобразуется в токовый сигнал. Падение напряжения на сопротивлении Rн изменяется пропорционально протекающему по нему току и подается на измерительное устройство (в данной работе - устройство ввода-вывода PCI-1710HG, установленное в системном блоке компьютера).
В данной работе в качестве вторичного прибора используется прибор, созданный в компьютере программным путем с использованием SCADA-системы «РСК-2007».
Рис. 3.3. Внешний вид и схема подключения датчика давления ОВЕН ПД100-ДИ.
Методика проведения работы. Поверку манометра с одновитковой трубчатой пружиной проводят с помощью грузопоршневого манометра (рис. 3.4). Изменяя количество грузов, положенных на тарелку грузопоршневого манометра, фиксируют показания поверяемого манометра при уве- личении нагрузки (прямой ход). На максимальной нагрузке прибор выдерживают несколько минут, а затем снимают показания при уменьшении нагрузки (обратный ход).
Аналогично выполняется поверка датчика давления ОВЕН ПД100-ДИ. За действительное значение измеряемого давления при этом принимают показания грузопоршневого манометра.
Рис. 3.4. Схема установки для поверки деформационного манометра (Р1) и датчика давления ОВЕН ПД100-ДИ (Р2).
Порядок выполнения работы
1. Подать напряжение на установку выключателем поз. 1. (рис. 3.5).
|
|
|
Рис. 3.5. Элементы лабораторной установки:
1 – выключатель установки, 2 – манометр технический, 3 – преобразователь давления, 4 –блок питания 24В, 5 – клеммный адаптер, 6 – устройство ввода-вывода системного блока компьютера, 7 – соединительный кабель.
2. 
Включить компьютер и загрузить программу лабораторной работы ярлыком Л.р. 5.4.
3. Ознакомиться с основными элементами лабораторной установки (рис. 3.5).
4. Клавишами F1 – F10 на клавиатуре или кнопкой «Экран» на пульте управления перелистать основные экраны и ознакомиться с их содержанием. Оставить открытым экран № 1.
5. Провести поверку манометра с одновитковой трубчатой пружиной:
а) изменяя количество грузов, положенных на тарелку грузопоршневого манометра, зафиксировать и записать в табл. 3.1 показания поверяемого манометра при увеличении нагрузки (прямой ход);
б) несколько минут выдержать прибор при максимальной нагрузке;
в) снять показания поверяемого манометра при уменьшении нагрузки (обратный ход) и занести данные в табл. 3.1.
6. На экране 1 выбрать мышкой символ вторичного прибора и нажать кнопку «Диагр».
7. Аналогично пункту 5 выполнить поверку преобразователя давления ОВЕН ПД 100-ДИ. Показания поверяемого преобразователя фиксировать по шкале и диаграмме прибора Р2 и заносить данные в табл. 3.2.
Таблица 3.1. Результаты поверки манометра с одновитковой трубчатой пружиной
| Показания, кг/см2 | Погрешности | Вариация | ||||||
| Образцо- вого мано- метра | Поверяемого манометра | Абсолютная, кг/см2 | Приведенная, % | Абсо- лютная, кг/см2 | Приве- денная, % | |||
| пря- мой ход | обрат- ный ход | пря- мой хо | обрат- ный ход | пря- мой ход | обрат- ный ход | |||
Таблица 3.2. Результаты поверки датчика давления ОВЕН ПД100-ДИ
| Показания, кг/см2 | Погрешности | Вариация | ||||||
| Образцо- вого мано- метра | Поверяемого манометра | Абсолютная, кг/см2 | Приведенная, % | Абсо- лютная, кг/см2 | Приве- денная, % | |||
| пря- мой ход | обрат- ный ход | пря- мой хо | обрат- ный ход | пря- мой ход | обрат- ный ход | |||
Лабораторная работа 5.6.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ УРОВНЕМЕРОМ
Цель работы. Ознакомиться с принципом действия, устройством гидростатического дифманометрического уровнемера и методикой определения уровня этим прибором. Выполнить поверку измерительного комплекта.
Действие гидростатических уровнемеров основано на зависимости давления столба жидкости от высоты. В данном случае используется сравнительный метод измерения, т.е. давление столба жидкости переменной высоты (измеряемый уровень) сравнивается с давлением столба той же жидкости постоянной высоты (в уравнительном сосуде).
Возникающий перепад давлений измеряется дифманометром, устройство которого показано на рис.4.1. Перепад давления воспринимается мембранными коробками
7 и 9, заполненными водным раствором этиленгликоля. При увеличении перепада давления нижняя мембранная коробка сжимается, и жидкость перетекает в верхнюю коробку, увеличивая ее объем. За счет этого смещается сердечник 6, что приводит к изменению напряжения в катушке 4, подающегося на вторичный прибор.
Схема вторичного прибора КСД-3 приведена на рис.4.2. В приборе имеется дифференциально-трансформаторная катушка 6, аналогичная катушке дифманометра 1. Первичные обмотки этих катушек соединены последовательно и на них подается одинаковое напряжение. Вторичные обмотки катушек 1 и 6 состоят каждая из двух секций, включенных навстречу одна другой, поэтому индуктируемые в них ЭДС противоположны по знаку.
 |
Рис.4.1. Мембранный дифманометр:
1 – корпус; 2 – перегородка; 3,8 – импульсные трубки; 4 – дифференциально-трансформаторная катушка;
5 – колпак; 6 – сердечник; 7,9 – мембранные коробки.
При одинаковом положении сердечников в катушках 1 и 6 измерительная схема прибора находится в равновесии. Если сердечник в катушке 1 смещается, то напряжение во вторичных обмотках катушек 1 и 6 не будут равны, и между точками А и Б возникает напряжение небаланса. В усилителе 10 оно увеличивается по величине и мощности и подается на реверсивный двигатель 9. Последний начинает вращаться и через кулачок перемещает сердечник 5 катушки 6 до тех пор, пока сердечники катушек 1 и 6 вновь не займут одинаковое положение, и схема не придет в равновесие. Одновременно реверсивный двигатель перемещает стрелку и перо регистрирующего устройства.
 |
Рис.4.2. Схема автоматического дифференциально- трансформаторного прибора КСД-3 с катушкой датчика:
1 – катушка датчика; 2 – контрольная кнопка; 3 – переменный резистор; 4 – обмотка корректировки нуля; 5,11 – сердечники катушек; 6 – катушка прибора КСД-3; 7 – кулачок; 8 – регистрирующее устройство; 9 – реверсивный двигатель; 10 – усилитель.
|
|
|
