Учет и снижение влияния тепловой инерционности контактных лабораторных термометров

охлаждении предварительно нагретого датчика в спокойной воздушной среде комнатной температуры;

– при охлаждении предварительно нагретого датчика в отверстии    дюралевого ядра, имеющего комнатную температуру;

– при охлаждении датчика, опущенного непосредственно в жидкий сосуд.

Все опыты проводятся по общей схеме.

Этап 1.

Производится опыт по определению показателя тепловой инерции термопары при ее нагреве в горячей воде. Для чего студент:

– устанавливает в контроллере исходные параметры опыта, т. е. номер работы, свой номер, номер опыта, шаг регистрации показаний датчика (обычно ~1 с), число шагов опыта (обычно 100);

– заливает в свободную (пустую) тепловую ячейку горячую воду горячую воду;

– включает в контроллере кнопку начала опыта и быстро опускает рабочий конец термопары в ячейку с горячей водой;

– следит по экрану контроллера за режимом нагрева датчика и ждет завершения опыта (в конце опыта контроллер, как всегда, выдает двойной звуковой сигнал).

Этап 2.

Производится опыт по определению показателя инерционности того же датчика в открытой воздушной среде (в комнате). При этом студент:

– устанавливает в контроллере все необходимые параметры опыта, выбирает новый шаг регистрации показаний датчика (~ 2…3 с), сохраняя общее число шагов;

– включает кнопку начала опыта и быстро опускает термопару снова в горячую воду, ждет несколько секунд, а затем быстро вынимает ее и спокойно держит рабочий конец датчика в открытой воздушной среде;

– следит за ходом опыта по экрану контроллера и ждет завершения опыта.

Этап 3.

Производится аналогичный опыт по определению показателя инерционности термопары, охлаждаемой в отверстии дюралевого теплового блока. При этом повторяются все операции предыдущего этапа. С той разницей, что нагретый в горячей воде датчик размещается в одном из отверстий дюралевого блока (выбор отверстия по указанию преподавателя).

Этап 4.

Производится опыт по определению инерционности термопары, помещенной в жидкий сосуд. Опыт ведется при шаге регистрации показаний датчика в 1…2 с.

После завершения исследований первого температурного датчика студент по указанию преподавателя может провести серию аналогичных опытов с термометром сопротивления.

Затем студент передает полученный экспериментальный материал в базовый компьютер и получает от преподавателя протокол своих измерений.

На этапе обработки экспериментальных результатов студент должен определить показатели тепловой инерционности своих температурных датчиков в условиях их теплообмена в воде, воздухе, жидком азоте и в отверстии металла. При обработке опытов можно исходить из того, что в каждом из них датчик участвует в теплообмене с изотермической средой, поэтому температура датчика должна изменяться во времени по экспоненциальному закону.

Для определения показателей тепловой инерционности t₀ датчика следует аппроксимировать дискретные экспериментальные кривые