Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 6Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсам «Основы автоматизации производственных процессов»,
«Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства»

для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 130000, 130501 «Нефтегазовое дело»

УФА 2015

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки 130000 «Нефтегазовое дело» (МТ, СТ, ГТ, БМТ, БСТ, БГТ), изучающих курсы «Основы автоматизации производственных процессов», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», и представляет собой расчетно-графическую работу с рекомендациями по ее выполнению.

Расчетно-графическая работа включает задачи и вопросы практически по всем разделам курса.

Составители: Прахова М.Ю., доц.

Федоров С.Н., ст. преподаватель

Рецензент: Шаловников Э.А., доц.

© Прахова М.Ю., 2014

© Федоров С.Н., 2014

© Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2014

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Расчетно-графическая работа включает вопросы и задачи по всем основным разделам курса. Она состоит из ответов на теоретические вопросы и решения задач. Вариант выбирается по номеру студента в списке на момент выдачи задания; если он больше 25, то выбор варианта производится по формуле (номер в списке – 25). Например, если номер в списке 27, выполняется вариант 2.

Номера заданий для каждого варианта приведен в таблице.

Работа выполняется на листах формата А4 в рукописном виде. При этом рекомендуется распечатать каждое задание на отдельном листе и в рукописном виде представить ответ или решение. Вопрос и условие задачи должны быть обязательно переписаны при любом варианте оформления. На титульном листе обязательно должны быть указаны номер по списку и вариант.

Ответы на теоретические вопросы должны быть мотивированными, содержать необходимые иллюстрации и формулы. Прежде чем ответить на конкретный вопрос задания, необходимо привести краткие теоретические сведения, касающиеся тематики вопроса. При решении задач необходимо дать базовые определения, указать все используемые расчетные формулы и привести промежуточные расчеты.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические сведения и основные расчетные формулы. Недостающая информация может быть найдена в рекомендуемой литературе, а также в любых других доступных источниках.

Таблица – Варианты заданий и перечень выполняемых заданий

ЗАДАНИЯ Расчетно-графическОЙ работЫ

Раздел 2. Датчики

2-1. Тензометрический преобразователь, используемый для измерения деформаций, имеет следующую функцию преобразования длины в сопротивление:

где R – электрическое сопротивления преобразователя, Ом; l – длина преобразователя, мм; l₀ – начальная длина преобразователя, 10 мм; R₀ – начальное сопротивление преобразователя, 100 Ом.

Выразите дифференциальную чувствительность преобразователя в Ом/мкм.

2-2. На рисунке приведен емкостный преобразователь - плоский конденсатор с подвижной 1 и неподвижной 2 обкладками. Он предназначен для преобразования перемещения x в изменение ёмкости С. На пластине 2 укреплён изолятор толщиной δ₂ = 6 мм. Относительные диэлектрические проницаемости изолятора ε₂ = 3 и воздуха ε₁ = 1. Площадь перекрытия пластин F = 50 см². Измеряемое перемещение x изменяется в диапазоне от 0 до 5 мм (шаг изменения ∆x = 0,5 мм). При начальном положении пластины 1, когда x = 0, зазор между ней и изолятором равен δ₀ = 5 мм. Частота переменного напряжения, питающего преобразователь, f = 500 кГц.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-3. На рисунке приведен емкостный преобразователь - плоский конденсатор с подвижной 1 и неподвижной 2 обкладками. Он предназначен для преобразования перемещения x в изменение ёмкости С за счет изменения площади перекрытия пластин. Параметры преобразователя: a = 10 см; b = 30 см; f = 110 кГц; δ = 1,5 мм; х_макс = 16 см.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине.

Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-4. Для измерения уровня жидкостей используется цилиндрический преобразователь, показанный на рисунке. Он представляет собой два неподвижных коаксиально расположенных цилиндра 1 и 2 длиной l = 10 см. Сплошной цилиндр имеет диаметр d₁ = 3,2 мм, а внутренний диаметр полого цилиндра равен d₂ = 5,4 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость жидкости ε_ж = 2,3. Изменение х может происходить в пределах 0 - l см. Частота питающего напряжения f = 400 кГц.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-5. Для измерения угловых перемещений Ψ в диапазоне 0 – 120 °С используется преобразователь, показанный на рисунке. Он представляет собой две полукруглые пластины, одна их которых – подвижная 1, а вторая – неподвижная 2. Радиусы подвижной и неподвижной пластин равны соответственно R = 132 мм и r = 20 мм. Угол Ψ изменяется в диапазоне 30 – 180 °С. Частота питающего напряжения f = 300 кГц. Толщина воздушного зазора между пластинами δ = 5 мм.

Выведите формулу для статической характеристики преобразователя и постройте ее; рассчитайте чувствительность преобразователя к воздействующей величине. Определите диапазон изменения емкостного сопротивления датчика для указанного диапазона перемещения.

2-6. Одинаковым ли будет по абсолютной величине изменение сопротивления медного терморезистора при изменении температуры от 0 до 60 ⁰С и от 120 до 180 ⁰С? Почему?

2-7. Одинаковы ли коэффициенты преобразования K = DR/DT у терморезисторов ТСП с начальным сопротивлением 46 и 100 Ом в диапазоне температур (0… 350) ⁰С?

2-8. Имеются два кварцевых пьезоэлектрических датчика, каждый из которых состоит из 4 пластин. Но в одном случае пластины имеют форму круглой шайбы толщиной 0,3 см и диаметром 1 см, а во втором – квадратной пластины толщиной 0,5 см и стороной квадрата 1,5 см. Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше?

2-9. Определите относительную чувствительность и относительное изменение полного сопротивления одинарного индуктивного датчика (см. рисунок). Начальный зазор d_в0 = 1 мм, изменение воздушного зазора Δd_в = 0,1 мм.

2-10. Имеется два индуктивных трансформаторных датчика линейного перемещения, различающиеся между собой числом витков обмотки питания (у первого датчика оно в 2 раза больше) и частотой питающего напряжения (у первого датчика она в 2 раза меньше). Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше? Все остальные параметры датчиков одинаковы.

2-11. Определите напряжение на обкладках пьезоэлектрического кварцевого датчика, имеющего форму диска диаметром D = 1 см, толщиной d = 1 мм при сжатии его силой F_x = 20 Н. Емкость измерительной схемы, подключенной к датчику, С_вх = 16,8 пФ, пьезомодуль кварца К_п = 2,2*10^-12 Кл/Н, а его диэлектрическая проницаемость e = 4,5.

2-12. Одной из областей использования вихретоковых датчиков является толщинометрия – определение толщины слоя диэлектрика на металлическом основании. Можно ли использовать вихретоковые датчики для измерения слоя металлизации на диэлектрическом основании?

2-13. На рисунке показана схема трансформаторного (индукционного) датчика угла поворота. Изобразите (качественно) его статические характеристики при отсутствии и наличии обмотки смещения W₃.

2-14. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при увеличении толщины пластины в 2 раза? Под толщиной пластины понимается расстояние между электродами.

2-15. Как изменится чувствительность емкостного датчика угловых перемещений с обкладками в виде двух полуокружностей при увеличении их радиусов в 2 раза?

2-16. Терморезистор ТСМ имеет следующие характеристики: начальное сопротивление 53 Ом, диапазон измерения 0 – 180 ⁰С, постоянная времени 1 минута, ТКС 0,00426 1/град. Через 1 минуту после помещения терморезистора в объект измерения его сопротивление оказалось равным 78 Ом. Определите температуру объекта.

2-17. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при пропорциональном увеличении всех параметров кварцевой пластины (длина, ширина, толщина) в 2 раза?

2-18. Зависит ли чувствительность пьезодатчика от площади пластины, на которой установлены электроды?

2-19. Имеются два пьезодатчика, один из которых состоит из 4 пластин площадью S 1, а второй из 2 пластин площадью S 2 (S 1 в два раза меньше S 2). Будет ли их чувствительность одинакова?

2-20. Термопара имеет следующие характеристики: диапазон измерения 0 – 600 ⁰С, постоянная времени 2 минуты, чувствительность 32 мкВ/град. Через 2 минуты после ее помещения в объект измерения выходной сигнал составил 2,56 мВ. Определите температуру объекта, если температура окружающей среды составляет 22 ⁰С.

2-21. Градуировка термопары проводилась при температуре свободных концов минус 20 ⁰С. Как в этом случае будет выглядеть статическая характеристика термопары?

2-22. На рисунке показан стержневой измерительный тензопреобразова-тель, включающий 4 проволочных тензорезистора. Какие из них при измерении усилия F будут измерительными, а какие – компенсационными?

2-23. На рисунке приведена статическая характеристика индуктивного датчика. Как изменится эта характеристика, если частота напряжения питания увеличится в 2 раза?

2-24. Будет ли работать термопара, если температура свободных концов окажется больше температуры горячего конца? Если будет, изменится ли работа термопары и как?

2-25. От какого параметра пьезодатчика (длины, ширины, толщины) зависит коэффициент пьезочувствительности?

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К РАЗДЕЛУ 5

При составлении или чтении релейных схем необходимо учитывать следующее:

- любое реле может иметь несколько контактов любого типа – замыкающих, размыкающих или переключающих;

- принадлежность контакта к какому-либо реле определяется по его обозначению – например, если реле К2 имеет три контакта, они будут обозначены в схеме К2.1, К2.2 и К2.3, т.е. первая цифра означает номер самого реле, а вторая, указываемая после точки, – номер его контакта;

- у любого реле контакт может изменить свое состояние (замкнуться или разомкнуться) только после подачи напряжения питания на его обмотку;

- все реле срабатывают с некоторой задержкой времени после подачи питания на обмотку;

- состояние лампочки изменяется быстрее, чем срабатывает реле.

В качестве примера рассмотрим фрагмент схемы технологической сигнализации, приведенной на рисунке «а». Ее работа происходит следующим образом. При подаче напряжения питания замкнутой оказывается только цепь 1-1 питания лампочки EL1 (на схеме эта цепь показана жирными линиями). В результате подачи напряжения питания на обмотку реле К1 оно сработает и замкнет свой контакт К1.1 в цепи 2-2, в результате чего загорится лампочка EL2 и сработает реле К2. Оно, в свою очередь, замкнет свой контакт К2.1 в цепи 3-3, при этом загорится лампочка EL3. Таким образом, после всех переключений в схеме будут гореть все три лампочки. Если какая-нибудь лампочка должна отключаться, то в цепь ее питания необходимо ввести размыкающий контакт соответствующего реле. Например, рассмотренную выше схему необходимо изменить таким образом, чтобы после загорания лампочек EL2 и EL3 первая лампочка гасла. Для выполнения этого условия в ее цепь (рисунок «б») введен контакт К3.1, который размыкается при срабатывании реле К3, т.е. после того, как загорится EL3. Как видно из схемы, питание реле К1 в этом случае должно быть независимым, т.к., если ввести контакт К3.1 в цепь 1-1 исходной схемы (см. рисунок «а»), при его размыкании отключится и реле К1, т.е. вся схема вернется в исходное состояние.

Приложение А

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Состав воздуха: кислород – 21%; азот – 79%.

Таблица А.1 - Теплопроводность компонентов газовой смеси, *10^-3, Вт/(м*К)

Таблица А.2 – Поправочные коэффициенты для детектора по теплопроводности

СОДЕРЖАНИЕ

С.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсам «Основы автоматизации производственных процессов»,
«Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства»

для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 130000, 130501 «Нефтегазовое дело»

УФА 2015

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки 130000 «Нефтегазовое дело» (МТ, СТ, ГТ, БМТ, БСТ, БГТ), изучающих курсы «Основы автоматизации производственных процессов», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», и представляет собой расчетно-графическую работу с рекомендациями по ее выполнению.

Расчетно-графическая работа включает задачи и вопросы практически по всем разделам курса.

Составители: Прахова М.Ю., доц.

Федоров С.Н., ст. преподаватель

Рецензент: Шаловников Э.А., доц.

© Прахова М.Ю., 2014

© Федоров С.Н., 2014

© Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2014

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Расчетно-графическая работа включает вопросы и задачи по всем основным разделам курса. Она состоит из ответов на теоретические вопросы и решения задач. Вариант выбирается по номеру студента в списке на момент выдачи задания; если он больше 25, то выбор варианта производится по формуле (номер в списке – 25). Например, если номер в списке 27, выполняется вариант 2.

Номера заданий для каждого варианта приведен в таблице.

Работа выполняется на листах формата А4 в рукописном виде. При этом рекомендуется распечатать каждое задание на отдельном листе и в рукописном виде представить ответ или решение. Вопрос и условие задачи должны быть обязательно переписаны при любом варианте оформления. На титульном листе обязательно должны быть указаны номер по списку и вариант.

Ответы на теоретические вопросы должны быть мотивированными, содержать необходимые иллюстрации и формулы. Прежде чем ответить на конкретный вопрос задания, необходимо привести краткие теоретические сведения, касающиеся тематики вопроса. При решении задач необходимо дать базовые определения, указать все используемые расчетные формулы и привести промежуточные расчеты.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические сведения и основные расчетные формулы. Недостающая информация может быть найдена в рекомендуемой литературе, а также в любых других доступных источниках.

Таблица – Варианты заданий и перечень выполняемых заданий

ЗАДАНИЯ Расчетно-графическОЙ работЫ

Раздел 1. Погрешности измерения технологических параметров

1-1. Измерение разности давления осуществляется при помощи двух манометров класса точности 0,5. Диапазоны измерений манометров одинаковы и составляют 1,8 МПа. Найти минимальную разность давлений, которую можно измерить данными манометрами с точностью 3%.

1-2. Температура в термостате измеряется терморезистором III класса с параметрами: R₀ = 53 Ом и α = 4,26*10^-3 К^-1. При измерении некоторой температуры его сопротивление оказалось равным 68,82 Ом. Одновременно с терморезистором температура контролируется лабораторным термометром, имеющим свидетельство о поверке. Показания лабораторного термометра составили 70,4 ⁰С, поправка по свидетельству составляет - 0,5 ⁰С. Определите абсолютную и относительную погрешность измерения температуры терморезистором.

1-3. Температура t [°С] оценивается с помощью косвенного измерения терморезистором. Зависимость величины термосопротивления (ТС) меди от температуры имеет вид Rt= R0(1+αt), где α – температурный коэффициент сопротивления меди; Rt, R0– значение сопротивления ТС при 0 °С и при t, °С соответственно.

Сопротивление Rtопределяется по формуле Rt= U /I ─ R_л, где Rл– сопротивление подводящих проводников; U – падение напряжения; I – сила тока.

Величины U и I, измеряемые вольтметром и амперметром, являются результатом прямых измерений с погрешностями ∆U= 0,01В, ∆I= 0,01А; значения погрешностей Rл, R0 считаются ничтожно малыми.

Вычислить погрешность измерения температуры ∆t при U = 10 В, I = = 0,63 А, α = 4,26 ∙10ˉ³ (°С)^-1.

1-4. Количество теплоты, отводимое от теплообменного аппарата, может быть определено на основе косвенных измерений по формуле Q = Gc (t1– t2), где G – расход рабочего тела (кг/с); t1и t2 – температура рабочего тела на выходе и входе теплообменного аппарата; с – удельная теплоемкость рабочего тела (Дж/кг), является заданной характеристикой. Величины G, t1, t₂ определяются путем прямых измерений расхода и температуры, значения среднеквадратичных отклонений погрешностей измерения равны соответственно σG=0,5 кг/с, σt₁= σt₂= 0,5 °С. Вычислить σQ– среднеквадратичную погрешность измерения Q - при с = 4,19∙10³ Дж/(кг ∙°С), G =5 кг/с, t1= 25 °С, t2 = 8 °С.

1-5. При измерении напряжения на нагрузочном резисторе вольтметр показал 13,5 В. Найти абсолютную и относительную методические погрешности измерения, если сопротивление резистора 7 Ом, ЭДС источника 14,2 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

1-6. В каких пределах может находиться действительное значение давления, если стрелка установилась на отметке 60 атм шкалы манометра с диапазоном измерения 0…100 атм и классом точности 0,5? Можно ли считать манометр годным к эксплуатации, если на отметке шкалы 40 атм. его относительная погрешность g = 1%? Какую цену деления должен иметь прибор, чтобы порог чувствительности был равен 1 атм?

1-7. Плотномер показывает значение плотности 740 кг/м³. Известно, что действительное значение плотности лежит в диапазоне 720 – 760 кг/м³. Характеристики плотномера: предел измерения 780 кг/м³; класс точности 1,0; нормальная температура потока (20 ± 5) ⁰С. Условие эксплуатации: температура потока 40 ⁰С. Определите дополнительную погрешность по температуре.

1-8. В U – образном манометре с водяным заполнением внутренние диаметры трубок соответственно равны 8 и 8,3 мм. При измерении давления уровень в первой трубке переместился на 200 мм. Измеряемое давление считалось равным 200´2 = 400 мм вод. ст. Оцените абсолютную и относительную погрешности, вызванные неучётом реального уровня во второй трубке. Какой будет являться эта погрешность по причине возникновения и по характеру действия?

1-9. Плотномер показывает значение плотности 740 кг/м³. Известно, что действительное значение плотности лежит в диапазоне 720 – 760 кг/м³. Характеристики плотномера: предел измерения 780 кг/м³; класс точности 1,0; нормальная температура потока (20 ± 5) ⁰С; дополнительная температурная погрешность плотномера g_т = 0,18%/⁰С. Определите, при какой температуре эксплуатируется плотномер.

1-10. Часто при вычислении относительной погрешности d пользуются приближенной формулой, при этом в знаменатель вместо истинного или действительного значения измеряемой величины подставляют измеренное значение. Полученное в результате такого расчета значение относительной погрешности d¢ отличается от d на «погрешность погрешности» d_погр. Выразите d_погр через d.

1-11. Вольтметр V 1 класса точности 1,0 с диапазоном показаний (0…100) В и вольтметр V 2 класса точности 2,0 с диапазоном показаний (–50…50) В подключены к одному источнику напряжения. Измерения проводятся при нормальных условиях, погрешности отсчитывания пренебрежимо малы. U ₁ = 45,6 В и U ₂ = 47,5 В — показания V 1 и V 2 соответственно. Можно ли утверждать, что хотя бы один из вольтметров не отвечает указанному для него классу точности?

1-12. Поточный влагомер с диапазоном измерения (0 – 60)% и классом точности 2,0 предназначен для работы в потоке жидкости с температурой (20 ± 5) ⁰С и содержанием солей (0 – 5) % об. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 2,5% на каждые 10 ⁰С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность по солесодержанию составляет 1,2% на каждые 0,5% отклонения от нормального диапазона. Определите значение относительной погрешности влагомера на отметке шкалы 15%, если измерения проводятся при температуре потока 26 ⁰С и солесодержании 5,5%.

1-13. Вольтметром с диапазоном показаний (0…30) В и классом точности 0,5 было выполнено измерение напряжения. Полученное значение равняется 9,5 В. После определения образцовым вольтметром действительного значения напряжения выяснилось, что относительная погрешность первого вольтметра составила 1,5%. Соответствует ли первый вольтметр своему классу точности?

1-14. Рассчитайте, каким должно быть соотношение между диаметрами плюсового и минусового сосудов чашечного дифманометра, схема которого показана на рисунке, чтобы при отсчете уровня жидкости только в минусовом сосуде погрешность измерения разности давлений не превышала 0,1%.

1-15. При измерении расхода калориметрическим расходомером измерение мощности нагревателя производится по показаниям амперметра и вольтметра, имеющих классы точности 0,5 и 1,0 и шкалы 0…5 А и 0…30 В. Показания приборов составляют 3,2 А и 22 В. Оцените максимально возможное значение относительной погрешности, с которой производится измерение мощности.

1-16. Манометр имеет предел измерения 60 атм и класс точности 1,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре 15 ¸ 25 ⁰С и влажности 50 ¸ 70%; он эксплуатируется при температуре 40 ⁰С и влажности 100%. В каких пределах может в этом случае находиться действительное значение давления, если стрелка прибора находится на отметке 30 атм? Дополнительные погрешности равны: g_т = 1,2% на 10 ⁰С отклонения от нормального значения; g_в = 0,8% на 10% отклонения от нормального значения.

1-17. Градуировка тензопреобразователя проводилась при температуре окружающей среды 20 ⁰С, а измерение проводится при температуре 35 ⁰С. Как называется возникающая в этом случае погрешность? Чему равно действительное значение давления при таком измерении, если измеренное значение сопротивления тензорезистора составило 104 Ома? Паспортные характеристики тензорезистора: при номинальной (градуировочной) температуре сопротивление тензорезистора при изменении давления от 0 до 20 атм изменяется от 100 до 116 Ом; его класс точности 0,5; характеристика тензорезистора линейная, дополнительная температурная погрешность ± 1,5% на каждые 10 ⁰С отклонения от градуировочной температуры.

1-18. Плотномер имеет предел измерения 760 кг/м³ и класс точности 2,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре потока 15 ¸ 35 ⁰С и давлению 0-60 атм; он эксплуатируется при температуре 40 ⁰С и давлении 65 атм. В каких пределах может в этом случае находиться действительное значение плотности, если показания прибора составляют 732 кг/м³? Дополнительные погрешности равны: g_т = 1,2% на 10 ⁰С отклонения от нормального значения; g_в = 0,8% на 10 атм отклонения от нормального значения.

1-19. Температура в термостате измеряется техническим термометром со шкалой 0 – 500 ⁰С. Его показания составляют 346 ⁰С. Одновременно с техническим термометром температура контролируется лабораторным термометром, имеющим свидетельство о поверке. Показания лабораторного термометра составили 352 ⁰С, поправка по свидетельству составляет - 0,5 ⁰С. Определите класс точности технического манометра.

1-20. Манометр имеет предел измерения 60 атм и класс точности 1,0. Нормальные условия его работы соответствуют температуре 15 ¸ 25 ⁰С и влажности 50 ¸ 70%; он эксплуатируется при температуре 40 ⁰С и некотором значении влажности. При измерении давления 30 атм прибор показал значение 31,4 атм. При каком значении влажности проводились измерения? Дополнительные погрешности равны: g_т = 1,2% на 10 ⁰С отклонения от нормального значения; g_в = 0,8% на 10% отклонения от нормального значения.

1-21. Оцените погрешность (абсолютную и относительную) измерения температуры медным терморезистором, вызванную отклонением фактических значений R₀ и a от номинальных. Фактические значения R₀^*= 53,05 Ом; a^* = 0,00428 град^–1. Номинальные значения: R₀ = 53 Ом; a = 0,00426 град^–1. Текущее значение сопротивления терморезистора R_t = 75,58 Ом.

1-22. На сколько градусов изменятся показания технического термометра с пределом измерения 0 – 200 ⁰С и классом точности 1,5, если он рассчитан на применение в помещениях, влажность которых составляет 40 – 60%, а используется при 100% влажности? Дополнительная погрешность составляет 1,8% на каждые 10% отклонения от нормальных условий. Во сколько раз отличаются значения относительной погрешности в начале и в конце шкалы, если цена деления составляет 5 ⁰С?

1-23. Поточный влагомер с диапазоном измерения (0 – 60)% и классом точности 2,0 предназначен для работы в потоке жидкости с температурой (15 – 30) ⁰С и содержанием солей (0 – 5) % об. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 1,5% на каждые 10 ⁰С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность по солесодержанию составляет 1,2% на каждые 0,5% отклонения от нормального диапазона. Определите значения абсолютной погрешности влагомера для условий измерения: 1) температура потока 20 ⁰С; солесодержание 5,5%; 2) температура потока 40 ⁰С; солесодержание 6,25%.

1-24. Для технического манометра с пределом измерения 0…100 атм и классом точности 1,5 нормальная температура окружающей среды +(15…25) ⁰С, рабочая температура + (5…50) ⁰С; нормальная влажность (60 ± 5)%, рабочая влажность 40 – 80%. Дополнительная температурная погрешность составляет ± 1,5% на каждые 10 ⁰С отклонения температуры от нормальной. Дополнительная погрешность от влажности составляет 1% на каждые 10% отклонения от нормальных условий. Расcчитайте значения общей приведенной погрешности, которую манометр будет иметь при условиях измерения:

1) температура окружающей среды 25 ⁰С, влажность 62%;

2) температура окружающей среды 45 ⁰С, влажность 75%;

3) температура окружающей среды 0 ⁰С, влажность 60%.

Для условий 2) определите максимально возможное значение относительной погрешности на отметке 40 атм.

1-25. Длина столбика жидкости (см. рисунок) в трубке микроманометра l составляет 95 делений при угле наклона трубки α = 60⁰. Как изменится относительная погрешность измерения давления, если трубку установить в положение, соответствующее α = 30⁰?

Раздел 2. Датчики

2-1. Тензометрический преобразователь, используемый для измерения деформаций, имеет следующую функцию преобразования длины в сопротивление:

где R – электрическое сопротивления преобразователя, Ом; l – длина преобразователя, мм; l₀ – начальная длина преобразователя, 10 мм; R₀ – начальное сопротивление преобразователя, 100 Ом.

Выразите дифференциальную чувствительность преобразователя в Ом/мкм.

2-2. На рисунке приведен емкостный преобразователь - плоский конденсатор с подвижной 1 и неподвижной 2 обкладками. Он предназначен для преобразования перемещения x в изменение ёмкости С. На пластине 2 укреплён изолятор толщиной δ₂ = 6 мм. Относительные диэлектрические проницаемости изолятора ε₂ = 3 и воздуха ε₁ = 1. Площадь перекрытия пластин F = 50 см². Измеряемое перемещение x изменяется в диапазоне от 0 до 5

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте