Принцип действия средств измерения, физические закономерности, характеристики, область применения, достоинства, недостатки, способы подсоединения к контроллеру

погрешности элементов из мерительного канала выражаются в единой приведенной форме.

1.  ТХК-11

Предел приведенной основной погрешности составляет: γ₁= δ₁=±0,12%

2.  ТРМ10

Предел приведенной основной погрешности составляет: γ₂=±δ₂=±0,25%

3.  АЦП

Предел допускаемой приведенной погрешности составляет: γ₃=±δ₃=±С=±0,3%

4.  Линия связи

Погрешность передачи измерительных каналов по линии связи принимается равной γ=±0,5%

Результирующая погрешность измерительного канала измерения давления составит

γ_max = Σγ_i = γ₁ + γ₂ + γ₃ + γ = 0,12 + 0,25 + 0,3 + 0,5 = ±1,17%

γ_min = (Σ γ _i²)^½ = (0,12²+0,25²+0,3²+0,5²)^¹/₂ = ±0,65

Δmax = 1,17/100 = ±0,0117 ˚С

Δmin = 0,65/100 = ±0,0065 ˚С

γ _min < γ < γ_max              ±0,65 < γ < ±1,17

Для уточнения метрологических характеристик измерительного канала необходима его метрологическая аттестация.

Часть 4. Реферат о СИ специального назначения.

Кондуктометрические концентратомеры.

Для химического анализа, физико-химических исследований и автоматического контроля технологических параметров в производственных и лабораторных условиях широко используется способ измерения электрической проводимости (ЭП) веществ (кондуктометрия).

Зависимости удельной ЭП от концентрации для различных веществ представлены на рис.2. Из приведенного на рис.2 (а) графика видно, что кривые имеют максимум. Следовательно, для исключения неоднозначности при измерении концентрации по ЭП необходимо использовать один из склонов кривых. Почти линейная зависимость удельной ЭП от концентрации имеет место при содержании растворенных веществ в водных растворах не более 10 мг/кг. Чем меньше концентрация, тем меньше погрешность нелинейности (рис.2, б). На основе этих зависимостей построены кондуктометрические концентратомеры.

Рис.2

В кондуктометрических концентратомерах необходимо исключить явления электролиза (химическое превращение и выделение вещества из раствора при прохождении тока через раствор) и поляризации (изменения электродных потенциалов из-за изменения приэлектродной концентрации вещества при протекании тока). Уменьшить влияние этих явлений удается подбором параметров ячейки и измерением сопротивления электролитической ячейки на переменном токе вплоть до весьма высоких частот бесконтактным способом.

Проблемой, возникающей при создании концентратомеров, основанных на зависимостях рис.2 (а и б), является устранение влияния температуры раствора на результаты измерения концентраций.

ЭП жидкостей существенно зависит от температуры

                      (1)

где А и В —постоянные; Т - абсолютная температура; для слабых растворов можно пользоваться приближенной зависимостью

                      (2)

или линейным приближением

               (3)

где β₁,β₂ — температурные коэффициенты изменения ЭП.

В среднем увеличение температуры на 1°С приводит к возрастанию электропроводности на 1—2,5%. Поэтому для уменьшения температурной погрешности применяют различные способы автоматического введения коррекции с помощью металлических или полупроводниковых термометров сопротивления, биметаллических компенсаторов и других устройств.

В контактных концентратомерах, например, часто применяют "температурную компенсацию с помощью медного термометра сопротивления, помещенного в исследуемый раствор и включенного последовательно с измерительными электродами (рис.3). Электроды шунтированы манганиновым сопротивлением R_ш. Тогда температурный коэффициент приведенного сопротивления ячейки R_с и шунта становится по абсолютной величине соизмеримым с температурным коэффициентом медного сопротивления    R_м(α ≈ 0,4%/°С). А знаки этих температурных коэффициентов разные. Кроме того, наличие шунта обеспечивает снижение величины тока, протекающего через электролит.

Рис.3

Обычно величины R_ш и R_м определяют из условий полной температурной компенсации для двух значений концентрации с₁ и с₂ при начальной t₀ и заданной t температурах, т. е. для диапазона температур Δt = t – t₀. Вне этого интервала с₁ – с₂ погрешность может быть даже больше, чем без температурной компенсации, если не применять специальной методики расчета, позволяющей ограничить погрешность во всем диапазоне шкалы. Поэтому необходимо правильно выбрать «рабочий» участок шкалы, для которого ведется расчет.

Для диапазона температур t(10 – 20°С) можно использовать зависимость (3). Приведенное сопротивление ячейки шунта R_ш и терморезистора R_мпри температуре t₀ определяется из выражения

                        (4)

где R_AB0 — приведенное сопротивление между точками А и В (рис.3); Rмо — медное сопротивление при t₀.

При изменении температуры на Δt сопротивление R_АВt изменится