Управление, сертификация и инноватика: Программа, методические указания и задания для контрольных работ и курсовой работы, страница 13

К_w = α_wS  -  полная тепловая проводимость между свободной поверхностью и средой в расчете на площади контакта S;  α_w – коэффициент теплоотдачи между свободной поверхностью и воздухом.

Если поверхность тела теплоизолирована (α_w=0), то для этого случая, когда в теле gradt = 0 уравнение погрешности упрощается (α_W → 0)                                            

             (3).

Тогда принимая  α_Э = α_к + α_л = 112,  d = 0,2 мм для константанового термоэлектрода  .

Если измеряется температура поверхности меди, то

.

Тогда методическая погрешность измерения температуры поверхности, когда вторым электродом служит сам медный объект:

.

Если учитывать теплоотвод еще по медному термоэлектроду, то

 и тогда методическая погрешность будет существенно больше и составит

.

Следовательно измеренная температура (температура спая)

С

Если объектом измерения является дерево – сосна (перпендикулярно волокнам ) то

      .

Следовательно измеренная температура (t_спая)

Если объектом измерения является фарфор (), то

.

Тогда измеренная температура (температура спая t_сп)

t_сп = 100 – 54,6 = 45,4^oC.

В случае объекта из стали ()

Тогда 

Измеренная температура

Практические  рекомендации

С целью уменьшения методической погрешности используются следующие приемы.

1) При измерении температуры поверхности термопарами, их термоэлектроды прокладываются по поверхности.

2) Соприкосновение спая с поверхностью осуществляется через медный диск или ленту (дисковая или ленточная термопара).

3) Используются специальные методы измерения температуры поверхностей, например:

методом двух термоприемников, когда по результатам двух измерений, термоприемниками полные термические сопротивления которых равны       вычисляется действительная температура  t_W по формуле:

;

где градуировочный коэффициент  К = ,  определяется экспериментально с использованием, например поверхностных термостатов и составляет К = 1,5 ÷ 2,5.

В заключении к решению задачи № 2 необходимо ответить на следующие вопросы.

1. Раскрыть с позиций теории теплообмена причину возникновения методической погрешности измерения температуры поверхности объектов при внешнем его расположении по отношению к телу.

2. Почему для измерения температуры поверхностей используют термопары.

3. Как влияет теплопроводность объекта  λ₀, геометрические размеры (диаметр термоэлектрода d) теплопроводность термоэлектродов на величину методической погрешности.

4. Каким образом уменьшают методическую погрешность измерения температуры поверхности.

Задача №3 (Измерение давления среды).

          Оценить погрешность прямого измерения давления среды (газа, пара, жидкости) деформационным манометром.

          Варианты задания в зависимости от шифра студента приведены в таблице.

          Предварительно, изложить кратко принцип действия деформационного манометра с одновитковой трубчатой пружиной и основные требования, предъявляемые к установке приборов для измерения давления среды.

Последняя цифра шифра	Класс точности (предел допускаемой погрешности)	Диапазоны показаний 0 – Мпа (кгс/см2)	Число делений	Предпоследняя цифра шифра	Показание изб. давл. Ризб. [МПа]	Температура окр. Воздуха tоС	Диаметр корпуса D мм
0 1 2 3 4	4 (±4%) 2,5 (±2,5%) 1,5 (±1,5%)	0 - 1 МПа 10(кгс/см2) 0 – 10(100) 0 – 100 (1000) 0 -1,6 (16) 0 – 16 (160)	20 50 50 32 80	0 1 2 3 4	0,87 6,15 64,2 0,92 13,1	5 10 20 30 35	60 60 60 100 100
5 6 7 8 9	1,0(±1,0%) 1,5(±1,5%) 1,0(±1,0%) 0,6(±0,6%) 0,4(±0,4%)	0 – 160(1600) 0 – 2,5 (25) 0 – 25 (250) 0 – 4 (40) 0 – 40 (400)	160 50 125 80 200	5 6 7 8 9	115,1 1,82 20,35 3,24 27,35	40 45 50 15 25	100 160 160 160 250

Дополнительные методические сведения к задаче № 3.