2.4. Зертханалық жұмыс жоспары

Зертханалық жұмыс №1.

Спд-КВ қысым датчиктерiн тексеретін метрологиялық стендпен танысу

Тапсырма: Спд-КВ метрологиялық стендiнiң әрекет ету қағидатын талқылану

Әдебиет: Спд-КВ-ның метрологиялық стендiнiң техникалық сипаттамасы

Бақылау сұрақтары:

1. Манометрдiң жұмыс схемасы

2. Комплект жасайтын құрылымдар

3. Датчиктерді тексеру

Зертханалық жұмыс№2.

Қысым датчиктерiнiң жұмыс принципын зерттеу. үлгiлік қысымөлшеуiштi тексеру

Тапсырма: Қысым датчиктерiнiң метрологиялық стендiндегi әрекет ету қағидатын талқылау

Әдебиет: Спд-КВ метрологиялық стендiнiң техникалық сипаттамасы

Бақылау сұрақтары:

1. Қысым өлшеу түрлендiргiштердiң жіктелуі

2. Деформация датчиктерi (бурдонның түтiк тәрiздi серiппелерi, сильфондар)

3. Электрлiк датчиктер (тензорезистор, сыйымды, пьезоэлектриялық)

Зертханалық жұмыс№3.

«Метран» фирмалық қысым датчиктерi тексеру

Тапсырма: 6,0 МПа-дан аспайтын жоғарғы өлшеу шегінде МО типті манометрді тексеру

Әдебиет: 1нег.[169-176]; З қос.[115-118];

Бақылау сұрақтары:

1. Үрлегiштiң қолдану ережелерi

2. Вариация коэффициентi

3. Калибрлеу

Зертханалық жұмыс№4.

Өнеркәсiптiк термометрлердi зерттеу. Кпм1 автоматты электрондық Көпiрді тексеру

Тапсырма: Кеңейту термометрінің, манометрлік және кедергі термометрлердің әрекет ету қағидаты

Әдебиет: 1нег. [223-235];

Бақылау сұрақтары:

1. Кеңейту термометрінің, манометрлік және кедергі термометрлердің сұлбасы

2. Кедергi термометрлерiнiң бөлiктенуi.

3. Кпм1 автоматты электрондық Көпiрiн тексеру

Зертханалық жұмыс №5.

Температураны термоэлектрлік өлшеу әдiсi. Жылужұптың бөлiктенуi

Тапсырма: Жылужұптың әрекет ету қағидаты және құрылымын талқылау. Жылу жұптың бөлiктенуiн өткiзу

Әдебиет: 1нег. [223-235];

Бақылау сұрақтары:

1. Жылу жұпты бөлiктеу мақсаты

2. Электрлік кедергi пешінде температураны релелiк реттеудің әрекет ету қағидаты

3. Милливольтметрдi тексеру

Зертханалық жұмыс №6.

Өлшеу схемасын есептеу және Ксп-4 типті автоматты потенциометрді бөлiктеу

Тапсырма: Ксп-4 титі автоматты потенциометрiнiң әрекет ету қағидаты және құрылымын талқылау

Әдебиет: 1нег. [71-79];

Бақылау сұрақтары:

1. Ксп-4 бiр нүктелiк құралының функционалдық схемасы

2. Кедергiнiң компенсациялық өлшеу әдiсi

3. Потенциометр шкаласын тексеру

Зертханалық жұмыс №7.

Құралдың абсолюттi және салыстырмалы қателiктерiн анықтау

Тапсырма: Потенциометр шкаласын тексеру. КСП-4 құралының қателiгiн анықтау

Әдебиет: 1нег. [22-32];

Бақылау сұрақтары:

1. Қателiктердiң жіктелуі

2. Құралдың дәлдiк класы

3. Өлшеу нәтижелеріні статистикалық өңдеу

2.5 Тәжірибелік сабақтардың жоспары

Тәжірибелік сабақ 1. Аспап қателіктерін анықтау есебін шешу

Тапсырма:

1 есеп Массасы – m және көлемі V=5000 см³ жүк массасы m₀ және көлемі V₀=100 см³ гирі бар тең иықты таразыда теңеседі. Ауа тығыздығы 1,3 кг/м³. таразының систематикалық қателігін анықтау.

2 есеп Қысымды құбырлық серіппесі бар деформациялық манометрмен өлшеу. Аспап шкаласының шегі 100 кг·с/см^2.. аспаптың дәлдік классы δ_к=1 болғанда аспаптың абсолюттік және салыстырмалы қателігін анықтау.

Әдебиет: 1нег.[17-25]; 7 қос.[9-15];

Бақылау сұрақтары:

1. Аспаптың негізгі қателігі қандай құраушылардан тұрады?

2. Аспаптың дәлдік классы

3. Аспаптың дәлдік классын не сипаттайды?

Тәжірибелік сабақ 2. Аспап қателігін анықтау есебін шешу

Тапсырма:

1-есеп Бірреттік өлшеулерде қате жібермес үшін 2-3 өлшеу жасайды және нәтижесін орташа мәні етіп алады. Бірретік өлшеулердің шекті қателігі негізінен өлшеу құралының дәлдік класымен ∆_си анықталады. Мұнда, ереже бойынша,систематикалық құраушы ∆_с ≤ 0,3∆_си аспайды, ал кездейсоқ ∆_с ≤ 0,4∆_си, сондықтан, ∆_изм = ±(∆_с + ∆) ескерсек, бірретік өлшеу нәтижесінің қателігі ∆_изм = 0,7∆_си деп алуға болады.

∆_изм ≤ Зσ_х (σ_х—СКО параметра) болғандықтан, 0,90-0,95 ықтималдықпен бірреттік өлшеу қателігі (2—2,5)σ_х аспайды.

Мысал. Кедергісі R_ν =1000 Ом, жоғарғы өлшеу диапазонында 0,5 дәлдік класс вольтметрімен орындалған кіріс кедергісі R = 4 Ом, кернеуі U = 0,9В кернеуді бірретік өлшеу қателігін анықтау. Магниттік өріс пен температура әсерінен ӨЖ көрсеткішінің қосымша қателіктері сәйкесінше δ_ип = + 0,75% және δ_Т = ±0,3% аспайтыны белгілі.

шешім. 1. 0,9 В көрсеткішінде вольтметрдің мүмкін салыстырмалы қателігінің шегі мынаны құрайды

δ_х=δ_си U_п/ U = 0,5(1,5/0,9) = 0,83%.

2. вольтметрді қосқанда бастапқы кернеу U_x R_ν болуы есебінен өзгереді және мынаны құрайды

U_ν = R/( R+ R_ν)

Сонда салыстырмалы түрде R_ν соңғы мәнімен шартталған әдістемелік қателік

δ_м = (U_ν- U_х)/ U_х100 = - R/( R+ R_ν)100 = (4·100)1004 = -0,4%

3. Бұл әдістемелік қателік өлшеу қателігінің жүйелік құраушысы болып табылады және q = δ_м = 0,4% түзету түрінде немесе 0,9 В көрсеткішінде абсолюттік түрде нәтижеге енгізіледі.

q_а = U_q/100 = 0,9· 0,4 · 10^-2 0,004 В.

Сонда өлшеу нәтижесі түзетуді ескергенде мынаған тең:

х =0,900+ 0,004 =0,904 В.

4. Негізгі және қосымша қателіктер өздерінің шектік мәндерімен берілгендіктен олар ескерілетін жүйелік ретінде қарастырылады. (2.10) формула бойынша Р = 0,95 сенімді ықтималдық кезінде ескерілетін жүйелік құраушының сенімді шегі

δ_с = l,l√0,83² + 0,75² + 0,3² = 1,1 ·1,16 = ±1,3%

ал абсолюттік түрде

∆ = δ_с U/100 = ±1,3·0,9·10^-2

5. ∆ > q, ескергенде өлшеудің соңғы нәтижесі мына түрде жазылады

х = 0,90В; ∆ = ±0,01 В; Р = 0,95.

2-есеп Техникалық өлшеулер үшін ең оңай және нақта әдіс алынған, аналитикалық есепті есептеулікке әкелетін математикалық бағдарламалау әдісі. Бұл жағдайда аргументті тарату заңы туралы ақпараттың қажеті жоқ. Y баға ретінде Y функциясының максимал және минимал мәндерінің жартысы, ал абсолюттік қателік бағасы ретінде – осы мәндердің жарты айырымы алынады:

Y = (Y_max + Y_min)/2; ∆Y = (Y_max - Y_min)/2, (1)

Сонда салыстырмалы қателік

δ_Y = ((Y_max - Y_min)/( Y_max + Y_min))·100%, (2)

2.9 мысал. R= 100 Ом ±5 Ом кедергісі бар белсенді жүктегі қуатты Р өлшеу. Ол U_r = 300 В өлшеу шегі бар γ = 1,5 дәлдік класпен анықталады. аспап U_п =240 В көрсеткенде өлшенген қуат пен қателігін бағалау.

шешім 1. вольтметрдің абсолюттік қателік шегі төмендегідей

∆U = U_r γ = 300 •1,5 • 10^-2 = 4,5В.

2. U и R салыстырмалы қателік мынаны құрайды

δ_U = (∆Y/U_n)100% = (4,5/240)·100 = 1,9%;

δ_R=( ∆ R/ R)100% = (5/100) ·100 = 5%.

3. Р= U²/R қосымша өлшеу теңдеуінен табамыз

Р_max = U²_max/R_min = (240+4,5)² /95 = 629 Вт;

Р_min = U²_min/R _max = (240-4,5)² /105 = 528 Вт

1. (1), (2) формулалары бойынша бағалауды табамыз

Р = (629 + 528)/2 = 579 Вт;

∆Р = (б24-528)/2 = 51Вт;

δР = 51/579 = 8,8%.

Қосымша өлшеу кезінде әсерлердің коэффициенттерін анықтау - өте жауапты және көп еңбекті қажет ететінін айтып кеткен жөн. Бұл коэффициенттерді бағалау қажеттілігі толық түсіндірілмейді, бірақ олардың мәні жұмысты және өндірістік процестерді жақсы жүргізуге ғана емес, сондай-ақ өлшеудің сәйкес әдістерін таңдауда техникалық қызмет көрсету және жөндеу кезінде өте қажет.

Әдебиет: 1нег.[17,25]; 7 қос.[9-15];

Бақылау сұрақтары:

1. Бірретік өлшеу ұғымы

2. Бірретік өлшеу қажеттілігінің шарты

3. Жүйелік қателікті есептеу алгоритмі

4. Бірретік өлшеудің шектік қателігі

Тәжірибелік сабақ 3. Деңгейді өлшеу есептерін шешу. Жылулық         өлшеулер бойынша есептерді шешу.

Тапсырма:

1-есеп ашық ыдыстағы су деңгейі дифманометр-деңгейөлшегішпен өлшенеді. Деңгейөлшегіш ыдыста су температурасында және 30°С-та импульстук түтікшеде бөліктенеді.

Ыдыстаға су температурасы 90°С-қа дейін өзгеріп импульстік сызықтарды су температурасы 30°С-та өзгеріссіз қалса деңгейөлшегіштің көрсеткіші өзгере ма?

2-есеп В цилиндрическом вертикальном стальном резервуаре-хранилище диаметрі 12 және биіктігі 10 м цилиндрлік вертикаль қоймада керосин орналасқан. 30°С температурада керосин деңгейінің биіктігі 8,5 м.

Айналадғы орта мен керосині бар қойманың температурасы 0°С болғанда гидростатикалық деңгейөлшегіштің көрсеткіші мен керосин деңгейі өзгере ма?

3-есеп  ашық қоймада су деңгейі Н_макс Зм-ге жетеді. Гидростатикалық әдіспен деңгей өлшеу үшін шекті номинал түсуі Δр_н=40 кПа, болатын мембраналық дифманометрді қолдануға бола ма, егер ол h=3 м минимал деңгейден төмен орналасса. дифманометрдің минустық камерасы атмосферамен қосылған.

        Әдістемелік нұсқаулар: деңгейді өлшеу есептерін шешкенде валдың бұрылу бұрышы мен өат ылғалдылығын өлшегіш туралы теориялық мәліметтер қолданылады.

Әдебиет: 1осн.[169,170]; З осн.[115-118]; 5 доп.[22-24]; 4 доп.[86-92];

Бақылау сұрақтары:

1. Дифманометр-деңгейөлшегіш көмегімен деңгейдің өзгеруінің ерекшеліктері қандай?

2. Керосин деңгейін өлшейтін гидростатикалық деңгейөлшегішке қоршаған орта температурасы қалай әсер етеді?

3. Деңгей өлшегіштің гидростатикалық өлшеудің ерекшеліктері қандай?

Тәжірибелік сабақ 4. жылулық түрлендіргіштер есебін шешу

Тапсырма:

1-есеп 20 С температурада мыс кедергі термометрі R₂₀ =1,75 Ом-га ие. Оның 100 и 150°С-тағы кедергісін анықтаңдар. Температуралық коэффициент α = 4,26 10^-3К^-1.

2-есеп 0-150°С шкала көрсеткіші бар 50М градуировкалы ТСМ түріндегі мыс кедергі термометрімен жұмыс істеу үшін теңдестірілген R₁ и R_n резисторлар кедергісін есептеңіз. Есептеу үшін келесі кедергілер алынады: R_p = 90 Ом; R_o= 5 Ом; R_л = 2,5 Ом; R₂ = R₃ = 200 Ом. Реохордтың жұмыссыз аймақтарын ескермеу керек.

3-есеп реохорд қозғалтқышының қай орналасуы (а нүктесінде немесе в нүктесінде)50М градуирлік теңдестірілген көпірдің келесі схемаларда өлшеудің ең төмен шегіне сәйкес келеді:

Әдістемелік нұсқаулар: есептеу кезінде сандық нәтижелерді алуға ғана емес, берілген принциптің физикалық ерекшеліктеріне де назар аударылады.

Әдебиет: 3 осн.[156-169]; 4 доп.[85-92];

Бақылау сұрақтары:

1. Кедергі термометрінің кедергісі температурадан қалай тәуелді?

2. Мыс кедергі термометрінің 50М градуировкасы нені білдіреді?

3. Теңдестірілген көпірдің теңдестірілмегендіктен қандай айырмашылығы бар?

4. Мыс термометрлерде түрлендіру коэффициенті 0 С температурада кедергі шамасынан қалай тәуелді?

5. Мыспен салыстырғанда платиналық кедергі термометрлерінің артықшылығы.

Тәжірибелік сабақ 5. термоэлектрлік түрлендіргіштер есебін шешу.

Тапсырма:

1-есеп Тексеру үшін пешке түрі анықталмаған бірнеше стандартты термоэлектрлік термометрлер орналастырылған. Термометрлердің бос ұштары термпературасы тұрақты термостатқа орналасқан.

Пештегі температура белгілі және 300-600С аралықта өзгеретін болса, ал ЭҚК лабораториялық потенциометрмен өлшенсе термоэлектрлік термометрдің түрін анықтауға бола ма?

          2-есеп термоэлектрлік термометр көрсеткішіне түзету енгізіңіз де термометрдің термоЭҚК 3,75Мв-ға тең S типті екені белгілі болса жұмыс ұштарының температурасын анықтаңыз, ал бос ұштарының 32°С.

          3-есеп серіппенің өзгеріссіз қаттылығында жиек орамдарының санын өсіргенде милливольтметрдің сезімталдығы өзгере ма?

         4-есеп 20-40°С температура өзгергенде миливольтметрдің көрсеткішінің өзгеруін анықтаңыз. Сыртқы тізбектің кедергісі 5 Ом, 20°С температурада миливольтметр кедергісі R_MB= 302 Ом, мыстан жасалған рамканың кедергісі R_p= 65 Ом, аспап көрсеткіші 540°С. милливольтметрдің өлшеу схемасы рамкадан және тізбектей қосылған манганин резистордан тұрады. Мыс электрлік кедергінің температуралық коэффициенті α=4,26·10^-3К^-1.

        Әдістемелік нұсқаулар: бұл тәжірибелік сабақта есептерді шешку барысында термоэлектрлік термометрлер бойынша теориялық мәліметтерді қолдану қажет.

Әдебиет: 3 осн. [191-203]; 4 доп. [99-110], 5 доп. [18-19].

Бақылау сұрақтары:

1. Термоэлектрлік түрлендіргіш деген не?

2. Термостаттағы терможұптың бос ұштарының орын ауыстыруы нені береді

3. Терможұптың бос ұштарының температурасына неге түзету енгізіледі?

4. Терможұптың бос ұштарының температурасына термоэлектрлік термометр көрсеткіші қандай түзету енгізеді?

5. Терможұппен бірігіп жұмыс істейтін миливольтметрдің қандай ерекшеліктері бар?

Тәжірибелік сабақ 6. Термоэлектрлік пирометрлер есебін шешу

Тапсырма:

1-есеп газөткізгіш температурасы квазимонохромды (оптикалық) пирометрмен өлшенеді. Пирометр бағыты 1100° С температураны көрсетеді.

жылулық сәлелену коэффициенті ε =0,75-ке тең болғанда газөткізгіштің нақты темпеатурасы мен қабырғаларының жүйелік қателігін анықтаңыз пирометрдің эффективті толқын ұзындығы λ= 0,65 мкм.

2-есеп темір құйманың температурасын оптикалық пирометрмен өлшегенде эффективті толқын ұзындығы λ= 0,66 ± 0,01 мкм құрайды, жылулық сәулеленудің монохромотты коэффициенті ε = 0,65 ± 0,05. пирометр бойынша есептелген температура 1100 С-ге тең.

Құйманың «қара еместігімен» ғана емес, сондай-ақ λ және ε анықтау қателіктерімен шартталған осы қателіктің шектерінен туындаған өлшеу әдісінің жүйелік қателігін анықтаңыз. Пирометр қателігі мен бақылаушының өлшеген температурасы қателігін ескермеу қажет.

Әдістемелік нұсқаулар:

Берілген тәжірибелік сабақ есептерін шешкенде өлшеу әдісінің жүйелік қателігі туралы теориялық мәліметтерді қолдану қажет.

Әдебиет: 3 нег. [191-203];4 қос. [99-110], 5 қос. [18-19].

Бақылау сұрақтары:

1. Оптикалық пирометр қандай температураны анықтайды?

2. Оптикалық пирометрмен анықталатын температура шын температурадан қалай ажыратылады?

3. Оптикалық пирометр көрсеткіші неден тәуелді?

4. Жылулық сәулеленудің монохроматты коэффициенті деген не?

5. Оптикалық пирометр көрсеткішіне ол қалай әсер етеді?