Разработка структурной схемы ИИC

Содержание

Задание……………………………………………………………………...……..3

Введение………………………………………………………………………...…4

Описание объекта измерения с постановкой задачи измерения…………8

Разработка структурной схемы ИИC…………………………………….10

Выбор измерительных преобразователей……………………………….16

Выбор промежуточных преобразователей………………………………21

Расчет точности ИИС……………………………………………………..27

Заключение…………………………………………………………………….....29

Список использованных источников…………………………………………...30

Введение

Температура – физическая величина, количественно характеризующая меру средней кинетической энергии теплового движения молекул какого-либо тела или вещества. Если привести в контакт два тела при различных температурах, то более нагретое тело (с более высокой температурой) будет охлаждаться, а менее нагретое – нагреваться. Процесс теплопередачи и изменения температур тел будет продолжаться до тех пор, пока их температуры не станут равными, т.е. пока не наступит тепловое или термодинамическое равновесие. Подобный процесс наблюдается в том случае, если оба тела в тепловом отношении изолированы от окружающей среды и не наблюдается приток извне тепла или же потери тепла в среду. Температура определяет внутреннюю энергию тела: потенциальная и кинетическая энергии молекул газа, жидкости или твёрдого тела зависят от температуры. Энергия отдельно взятой молекулы не совпадает со средней энергией тела, поэтому понятие температуры к молекуле неприменимо. Следовательно, понятие температуры является статистическим и применимо к телам, состоящим из очень большого числа молекул.Приборы КИП для измерения температуры классифицируют в зависимости от методов измерения:термометры, применяются для измерения температуры контактным методом.пирометры, применяются для измерения температуры бесконтактным методом.Термометры измерения температуры контактным методом имеют следующую классификацию:термометры расширения, использующие для измерения значения температуры принцип теплового расширения жидкости (жидкостные) или твердого тела (дилатометрические и биметаллические);манометрические термометры, использующие для измерения значения температуры зависимость между температурой и давлением газа или паров жидкости в замкнутой термосистеме;термопреобразователи (термометры) сопротивления, использующие для измерения значения температуры изменения электрического сопротивления металлов от температуры;термоэлектрические термометры (термопары), использующие для измерения значения температуры зависимость между термо-ЭДС, развиваемой термопарой (горячим спаем) из двух различных проводников, и разностью температур спая и свободных концовтермопары.Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом имеют следующую классификацию:яркостные пирометры, измеряющие температуру по яркости наколенного тела, то есть оптические и фотоэлектрические пирометры (в них использовано свойство фотоэлемента образовывать под действием ярко наколенного тела фотоэлектрический ток, значение которого пропорционально интенсивности падающего на фотоэлемент светового потока);радиационные пирометры служат для измерения мощности полного излучения наколенных тел, то есть суммарного теплового и светового излучения, их называют пирометрами полного излучения.Самый простой прибор измерения температуры – термометры технические жидкостные. Термометры технические жидкостные состоят из резервуара с термометрической жидкостью и соединенной с ним капиллярной трубкой. За капилляром располагается шкала в °C. Корпус прибора — стеклянный. При изменении температуры объем жидкости внутри прибора изменяется, вследствие чего столбик жидкости в капилляре поднимается или опускается пропорционально изменению температуры.Принцип работы дилатометрических термометров основан на преобразовании измеряемой температуры в разность абсолютных значений удлинений двух стержней, изготовленных из материалов с различными термическими коэффициентами линейного расширения. Они применяются в устройствах сигнализации и регулирования температуры.Биметаллические термометры - достаточно популярный прибор. Работа биметаллических термометров основана на деформации биметаллической ленты при изменении температуры. Биметаллическая лента согнута в виде плоской или винтовой спирали, один конец которой укреплен неподвижно, а другой — на оси стрелки. Угол поворота стрелки равен углу закручивания спирали, который пропорционален изменению температуры. Класс точности приборов 1 %, 1,5 %.Манометрические термометры по заполнению подразделяют на газовые, жидкостные и парожидкостные (конденсационные). Манометрические термометры состоят из термобаллона, капиллярной трубки, трубчатой пружины с тягой, зубчатого сектора и стрелки. Вся система заполняется рабочим веществом.Принцип работы термопреобразователей сопротивления основан на свойстве применяемых в них проводниковых материалов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Зная зависимость между температурой и сопротивлением, можно по сопротивлению вещества определить его температуру. Комплект термометра сопротивления состоит из первичного прибора (проводника, являющегося тепловоспринимающим элементом) и вторичного прибора, определяющего изменения электрического сопротивления и отградуированного в градусах Цельсия (°С). Тепловоспринимающие элементы изготавливаются из платиновой проволоки (типа ТСП), медной электролитной проволоки (типа ТСМ) и никелевой проволоки (типа ТСН).Принцип действия термоэлектрических термометров основан на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС) при нагревании спая двух разнородных проводников, образующих т.н. термопару или первичный прибор термометра. Термоэлектрический термометр состоит из двух спаянных и изолированных по длине термоэлектродов, защитного чехла и головки с зажимами для подключения соединительных проводов. В качестве вторичного прибора, измеряющего развиваемую термопарой термо-ЭДС, служит электроизмерительный прибор. В качестве измерителя ТЭДС применяются показывающие и самопишущие магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры. Зная зависимость ТЭДС от температуры спая, можно шкалу электрического прибора проградуировать в градусах Цельсия (°С) и фиксировать температуру вещества.

Список использованных источников

1. Контрольно-измерительные приборы и инструменты : учебное пособие / С. А. Зайцев, Д. Д. Грибанов, А. Н. Толстов, Р. В. Меркулов. – Москва : Издательский центр «Академия», 2006. – 464 с.

2. Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений : учебник для вузов / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. – 3-е изд., стер. – Москва : Издательский центр «Академия», 2006. – 336 с.

3. Харт, Х. Введение в измерительную технику / Х. Харт ; пер. с нем. – Москва : Мир, 1999. – 391 с.

4. Клюев, В. В. Неразрушающий контроль и диагностика : справочник / под ред. В. В. Клюева. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва : Машиностроение, 2005. – 656 с.

5. Пономарев, С. В. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений : монография. В 2-х кн. / С. В. Пономарев, С. В. Мищенко, А. Г. Дивин. – Тамбов : Тамб. гос. техн. ун-т, 2006. – Кн. 1. – 208 с.

6. Пономарев, С. В. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений : монография. В 2-х кн. / С. В. Пономарев, С. В. Мищенко, А. Г. Дивин. – Тамбов : Тамб. гос. техн. ун-т, 2006. – Кн. 2. – 216 с.

7. Болтон, У. Карманный справочник инженера метролога / У. Болтон. – Москва : Издательский дом «Додека-XXI», 2002. – 384 с.

8. Профос, П. Измерения в промышленности : справочник. В 3 кн. Кн. 2. Способы измерения и аппаратура / П. Профос ; пер. с нем. – Москва : Металлургия, 1990. – 384 с.

9. Профос, П. Измерения в промышленности : справочник. В 3 кн. Кн. 3. Способы измерения и аппаратура / П. Профос ; пер. с нем. – Москва : Металлургия, 1990. – 344 с.