Завдання на контрольну роботу

043-180

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

та завдання до виконання контрольної роботи з дисципліни “Загальнотехнічні вимірювання та прилади” для студентів за напрямом підготовки “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” заочної форми навчання

Рекомендовано методичною

комісією за напрямом підготовки

“Автоматизація та комп’ютерно-

інтегровані технології”

Протокол № 1 від 19.11.2010р.

Рівне 2010

Методичні вказівки та завдання до виконання контрольної роботи з дисципліни “Загальнотехнічні вимірювання та прилади” для студентів за напрямом підготовки “Автоматизація та комп’ютерно інтегровані технології” заочної форми навчання /В.В.Кованько, - Рівне: НУВГП, 2008, - 15 с.

Упорядник: В.В. Кованько, проф. кафедри електротехніки і автоматики,

Відповідальний за випуск: Б.О.Баховець, проф., академік УЕАН, зав. кафедри електротехніки і автоматики.

Ó В.В.Кованько, 2010р.

Ó НУВГП, 2010р.

ВСТУП

Дисципліна “Загальнотехнічні вимірювання та прилади” є однією з основних дисциплін циклу професіонально – орієнтованих предметів. Метою вивчення дисципліни є засвоєння студентами знань про методи вимірювання технологічних параметрів та про принципи побудови сучасних систем і приладів автоматичного контролю в промисловості.

Завдання на контрольну роботу

Для того, щоб навчитися використовувати теоретичні знання для вирішення інженерних задач, методика вивчення дисципліни передбачає виконання контрольної роботи.

Контрольна робота складається з чотирьох теоретичних завдань описового характеру і однієї задачі. Варіанти завдань студенти визначають за двома останніми цифрами номера (шифру) залікової книжки. Номери чотирьох запитань (теоретичне завдання) вибирають за шифром з табл.1.

Таблиця 1

Остання цифра шифру   Передостання цифра шифру
	1, 13 16, 50	1, 14 27, 49	1, 16 28, 48	1, 17 29, 49	1, 18 30, 46	1, 19 31, 45	1, 21 32, 44	1, 22 33, 43	2, 23 34, 42	2, 24 35,45
	2, 13 26, 36	2, 14 27, 37	2, 16 28, 38	2, 17 29, 39	2, 18 30, 40	2, 19 31, 41	3, 21 32, 42	3, 22 33, 43	3, 23 34, 44	3, 24 35, 45
	3, 13 32, 41	3,15 33, 42	3, 16 34, 43	3, 17 35, 44	4, 18 36, 45	4, 20 37, 46	4, 21 31, 47	4, 22 32, 48	4, 23 33, 49	4, 25 37, 45
	4, 13 28, 46	4, 15 27, 47	5, 16 26, 48	5, 17 29, 49	5, 18 30, 50	5, 20 26, 41	5, 21 27, 42	5, 22 28, 43	5, 23 29, 44	5, 25 36, 45
	6, 14 31, 46	6, 15 32, 47	6, 16 33, 48	6, 17 34, 49	6, 19 26, 35	6, 20 36, 27	6, 21 28, 37	6, 22 38, 48	7, 24 39, 49	7, 25 40, 50
	7, 14 29, 41	7, 15 30, 42	7, 16 31, 43	7, 17 32, 44	7, 19 33, 45	7, 20 36, 46	8, 21 37, 47	8, 22 38, 48	8, 24 39, 49	8, 25 40, 50
	8, 14 26, 36	8, 15 27, 37	8, 16 28, 38	8, 18 29, 39	9, 19 30, 41	9, 20 31, 42	9, 21 32, 43	9, 23 33, 44	9, 24 34. 46	9, 25 35, 47
	9, 14 26, 36	9, 15 27, 37	10, 16 28, 38	10, 18 29, 39	10, 19 30, 40	10, 20 31, 41	10, 21 34, 42	10, 23 35, 43	10, 24 34, 44	10, 25 35, 45
	11, 14 38, 40	11, 15 39, 47	11, 17 40, 48	11, 18 41, 49	11, 19 42, 50	11, 20 26, 36	11, 22 27, 37	11, 23 28, 38	12, 24 29, 39	12, 25 30, 40
	12, 14 31, 41	12, 15 32, 40	12, 17 33, 50	12, 18 34, 43	12, 19 35, 44	12, 20 36, 45	13, 22 37, 46	13, 23 38, 47	13, 24 39, 48	13, 25 40, 49

Питання до контрольної роботи

1. Особливості електричних вимірювань неелектричних величин.

2. Основні поняття про види вимірювань (прямі, непрямі, сукупні, сумісні).

3. Основні різновиди перетворювачів неелектричних величин в електричні.

4. Метрологічна і енергетична сумісність засобів вимірювань, що з’єднуються між собою.

5. Послідовна і паралельна схеми корекції динамічних характеристик первинних перетворювачів.

6. Основні функції, що реалізує уніфікований перетворювач.

7. Інтелектуальні вимірювальні перетворювачі.

8. Загальна структурна схема вимірювальних перетворювачів неелектричних величин з уніфікованим вихідним сигналом.

9. Диференційно-трансформаторна система дистанційної передачі сигналів вимірювальної інформації.

10. Сельсинна система дистанційної передачі сигналів вимірювальної інформації

11. Феродинамічна система дистанційної передачі сигналів вимірювальної інформації.

12. Розпорошена вимірювальна система та її канали зв’язку.

13. Термометри розширення.

14. Манометричні термометри.

15. Терморезистивні термометри.

16. Термоелектричні термометри.

17. Компенсатори змінного струму для вимірювання температури.

18. Оптичні пірометри.

19. Основні електричні методи та засоби вимірювання лінійних та кутових розмірів.

20. Методи вимірювання шару покриття.

21. Вимірювальні кола товщиномірів.

22. Методи вимірювання відстані між об’єктами та технічні засоби їхньої реалізації.

23. Рідинні прилади для вимірювання тиску.

24. Деформаційні прилади для вимірювання тиску.

25. Електричні манометри і вакуумметри.

26. Поплавкові рівнеміри і сигналізатори рівня.

27. Гідростатичні рівнеміри.

28. Електродні сигналізатори рівня.

29. Ультразвукові рівнеміри.

30. Рівнеміри для сипучих речовин.

31. Витратоміри змінного перепаду тиску.

32. Витратоміри постійного перепаду тиску.

33. Електромагнітні витратоміри.

34. Калориметричні витратоміри.

35. Об’ємні лічильники рідин і газів.

36. Витратоміри динамічного тиску.

37. Ультразвукові витратоміри.

38. Гальванічні перетворювачі рН – метрів.

39. Основні фізико-хімічні процеси в електрохімічних перетворювачах.

40. Електрохімічні методи вимірювання хімічного складу і концентрації рідин.

41. Кондуктометричні концентратоміри для вимірювання концентрації проточної рідини.

42. Безконтактні кондуктометричні концентратоміри.

43. Потенціометричний метод вимірювання концентрації.

44. Кулонометричний метод вимірювання концентрації певного компонента в рідкому середовищі

45. Полярографічний метод аналізу багатокомпонентних розчинів.

46. Вимірювання концентрації водних іонів.

47. рН – метрія.

48. рН – метри з корекцією.

49. Іонометрія.

50. Іоноселективні електроди.

Завдання до задачі

Визначити дійсне значення температури об’єкта за допомогою термоелектричного термометра шляхом вилучення похибок від впливів на результат вимірювання параметрів вимірювального кола (термопара, з’єднувальні провідники, мілівольтметр), деяких зовнішніх чинників та положення термопари.

Згідно з свого варіанту із табл.2 вибирають робочу термопару

Таблиця 2

Остання цифра шифру	Тип термо-перетворювача	Технологічний діапазон вимірювальних температур , °C
	ТХА	0 – 400
	ТХК	0 – 100
	ТПП	0 – 500
	ТХА	0 – 360
	ТХК	0 – 150
	ТПП	0 – 480
	ТХА	0 – 320
	ТХК	0 – 200
	ТПП	0 – 470
	ТХА	0 – 280

В табл.2 позначено:

ТХА – термоперетворювач хромель-алюмелєвий;

ТХК – термоперетворювач хромель-копелєвий;

ТПП – термоперетворювач платинородій-платиновий;

Методичні поради до розв’язування задачі

1. Вплив теплопровідності

В термометрах, розміщених у металевому чохлі чи гільзі, виникають значні похибки, що необхідно враховувати.

В більшості випадків термопара знаходиться на границі двох середовищ з різними температурними полями, тому сам термометр і його елементи є каналом теплообміну. Складний динамічний характер теплової взаємодії елементів термопари, гільзи і середовища визначають величину похибки , зумовлену впливом теплопровідності. Величина цієї похибки залежить від таких параметрів: температури середовища навколо гільзи з термопарою; температури в кінці гільзи (покази термометра); зовнішньої температури гільзи; довжини гільзи, м; коефіцієнта тепловіддачі від середовища до гільзи, ; площі поперечного перерізу гільзи, м², де зовнішній діаметр гільзи, м, товщини стінки гільзи, м; ; коефіцієнта теплопровідності матеріалу гільзи, . Числові значення цих параметрів наведені в табл.3.

Таблиця 3

Остання цифра шифру	d, м	d, м	l, м	l, ккал / м год град	a, ккал / м2 год град
	0,020	0,0025	0,35
	0,019	0,0023	0,32
	0,018	0,0021	0,27
	0,017	0,0019	0,23
	0,016	0,0017	0,19
	0,015	0,0015	0,15
	0,014	0,0013	0,11
	0,013	0,0011	0,14
	0,012	0,0012	0,18
	0,011	0,0014	0,25

При , формула для визначення температури прийме вид

. /1/

Значення гіперболічного косинуса наведено в табл.4.

Таблиця 4

x	ch x	x	ch x	x	ch x
0,0	1,000
0,1	1,005	1,1	1,668	2,1	4,144
0,2	1,020	1,2	1,811	2,2	4,568
0,3	1,045	1,3	1,971	2,3	5,037
0,4	1,081	1,4	2,151	2,4	5,557
0,5	1,128	1,5	2,352	2,5	6,132
0,6	1,186	1,6	2,577	2,6	6,769
0,7	1,255	1,7	2,828	2,7	7,474
0,8	1,337	1,8	3,108	2,8	8,253
0,9	1,433	1,9	3,418	2,9	9,115
1,0	1,543	2,0	3,762	3,0	10,068

Гіперболічний косинус для х > 3 обчислюють за формулою

/2/

Систематична похибка результату вимірювань температури за рахунок впливу теплопровідності визначиться як

. /3/

2. Вплив теплового випромінювання

Термопара з чохлом вмонтована у трубопровід. При вимірюваннях в газових середовищах біля термопари з чохлом знаходиться поверхня сталевої труби, температура якої помітно відрізняється від температури самої термопари. В цьому випадку між даними поверхнями і термопарою проходить променевий теплообмін, що описується законом Стефана-Больцмана. Систематична похибка вимірювання від теплового випромінювання

визначиться як

. /4/

Вираз /4/ містить такі параметри: константа теплового випромінювання для чохла термопари із окисленої сталі;

Коефіцієнти і вибирають із табл.3. п.1.