Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство общего и профессионального образования РФ.
Обнинский Государственный Технический Университет Атомной Энергетики.
Кафедра теплофизики
Лабораторная работа №3
“ Градуировка термометра сопротивления.”
Выполнила: студентка
группы ИС-02
Павлова Н.
Принял: Устюжанин А. Я.
Цель работы: Провести градуировку термометра сопротивления по точкам таяния льда (0°С), кипения воды (tH2O)
Схема установки.
Измерительная схема экспериментальной установки пред ставлена на рисунке. Сопротивление термометра сопротивле ния измеряется потенциометрическим методом, т.е. путем сравнения с образцовым сопротивлением. Измерительным при бором является потенциометр Р368.Потенциальные и токовые провода термометра сопротив ления (Rt) подсоединяются к соответствующим клеммам на колодке (КК). Переключателем (П) термометр включается в цепь рабочей батареи (РБ). В эту же цепь последовательно с термометром сопротивления включено образцовое сопротивление ( Rэ ). Ток в цепи регулируется магазином сопротивлений (РЗЗ) и контролируется по миллиамперметру (mA). Переключателем (П1) на клеммы (X) потенциометра P368 могут быть поочередно включены термометр сопротивления (Rt) и образцовое сопротивление (Rэ ). С помощью переключателя (II) можно изменить направление тока, при этом полярность на клеммах переключателя (П ) не изменится.
Упрощенная принципиальная схема потенциометра Р368:
АК – компенсатор
1АК – включение АК при настройке рабочего тока
2АК – включение АК при поверке приборов
3АК – включение АК при установке напряжения в параллельной цепи ваттметра
И – указывающий прибор АК
1П1 и 1П2 – переключатели пределов измерения
2П и 3П – переключатели I и II декад
7П – переключатель декады фиксированных напряжений
8П – декада нормального элемента
Обозначения зажимов:
Х – измеряемое напряжение
ДН – делитель напряжения
НЭ – нормальный элемент
Э – экран
Полуавтоматический потенциометр Р368 предназначен для проверки градуировки вольтметров, амперметров и ваттметров на постоянном токе, а также для измерения токов, напряжений и сопротивлений.
Потенциометр состоит из неавтоматической части, имеющей две декады ручной компенсации измеряемого напряжения, декады фиксированных напряжений, декады НЭ и автоматической части – автокомпенсатора напряжения (АКН). АКН работает со встроенным усилителем.
Измеряемая ЭДС подключается к зажимам «Х». Основная часть измеряемого напряжения компенсируется на декадах I и II неавтоматической части потенциометра. Разность между измеряемой ЭДС и компенсационным напряжением автоматически уравновешивается и измеряется АКН. Выбор предела измерения потенциометра осуществляется переключателем 3.
Краткая теория:
Действие термометра сопротивления основано на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Так как при нагреве металлы увеличивают своё сопротивление, зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о температуре проводника.
Чувствительный элемент термометра сопротивления состоит из тонкой спиральной проволоки (обмотка), изолированной и помещенной в металлический защитный чехол с головкой для подключения соединительных проводов. Для изготовления термометров сопротивления широко используются платина и медь.
Градуировка платиновых термометров сопротивления в интервале температур от 00С до 6600С производится по трем реперным точкам – точка таяния льда - 00С, точка кипения воды – 1000С и точка кипения серы – 4440С. Сопротивление платинового термометра в этом интервале температур находится по формуле
Rt = R0*(1+A*t+B*t2), (1)
где Rt – сопротивление термометра при температуре t0C, R0 – сопротивление термометра при температуре 00С, A,B – постоянные, определяемые по точкам кипения воды и серы.
Если в уравнении (1) определены все постоянные, то температура может быть вычислена по сопротивлению термометра в виде
t = [(R1/R0 – 1)+B*t12] / (A+2*B*t1) (2)
Вычисление по формуле (2) проводятся по методу последовательных приближений. В первом приближении температура вычисляется по формуле
t = (R1/R0 – 1) / A (3)
во втором по формуле (2). Обычно бывает достаточно второго приближения.
Таким образом, градуировка платинового термометра сопротивления сводится к определению постоянных R0,A и B. Сопротивление R0 измеряют непосредственно. Для определения А и В измеряют сопротивление термометра при температуре кипения воды - Rt(H2O) и при температуре кипения серы Rts = 121,5 Ом.
Градуировка медного термометра сопротивления производится по двум реперным точкам: таяния льда – 00С и кипения воды – t(H20)0C. Сопротивление медного термометра в интервале температур от 00С до 1800С находится по формуле
Rt = R0*(1+αt), где R0 измеряется непосредственно, α – определяется по сопротивлению при температуре кипения воды.
Таблица проведенных измерений.
|
T=0 0C |
T=90,4 0C |
|||
|
прямой |
обратный |
прямой |
обратный |
|
|
Ut, мВ |
24.6 |
24.6 |
31.09 |
31.07 |
|
24.65 |
24.6 |
31.08 |
31.07 |
|
|
24.63 |
24.6 |
31.06 |
31.06 |
|
|
Un, мВ |
53.5 |
53.44 |
50.02 |
50.0 |
|
53.5 |
53.42 |
50.01 |
49.99 |
|
|
53.47 |
53.41 |
50.01 |
49.98 |
|
|
Rt, Ом |
45.98 |
46.03 |
62.16 |
62.14 |
|
46.07 |
46.05 |
62.15 |
62.15 |
|
|
46.06 |
46.06 |
62.15 |
62.14 |
Rk=100(Ом)
1. <Ut> = =24.6 (мВ)
<Un> == 53.46 (мВ)
Rt== 46 (Ом)
2. <Ut> = =31.075 (мВ)
<Un> == 50 (мВ)
Rt== 62.15 (Ом)
Расчет погрешностей:
T ()
Tα,n*,
1)Un,сл==0.05 (мВ)
Ut,сл==0.028 (мВ)
2)Un,сл==0.016 (мВ)
Ut,сл=2.6*=0.011 (мВ)
1)
2)
Расчет постоянных А и В:
A=3.93*10-3
B= -5.4*10-8
Зависимость относительного сопротивления платины от температуры:
Вывод: в ходе работы была проведена градуировка платинового термометра сопротивления по двум реперным точкам: таяния льда и кипения воды, а также оценена погрешность эксперимента. И результаты представлены в таблице:
|
U |
0 0С |
90.4 0С |
||
|
U, мВ |
Urt Un ,мВ |
Ud Ut , мВ |
RUn ,мВ |
|
|
24.6±0.32 |
53.46±0.32 |
31.075±0.34 |
50±0.32 |
|
|
Rt, Ом |
46±0.644 |
62.15±0.746 |
||
|
A |
3.93*10-3 |
|||
|
B |
-5.4*10-8 |