Лабораторная работа / 3-Лабораторная_Измерительная техника_2
.doc
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ( ТУСУР )
Кафедра промышленной электроники
Лабораторная работа №3
По дисциплине “ Измерительная техника и датчики ”
Дата выполнения работы ________________________________
Номер варианта _______________________________________
Дата проверки __________________________________________
Оценка _________________________________________________
ФИО преподавателя _____________________________________
Подпись преподавателя __________________________________
Целью данной работы является изучение методов построения ,принципов работы и характеристик термометров сопротивления с различными видами измерительных преобразователей .
-
Схема эксперимента :
В качестве использован медный терморезистор с функцией преобразования: , где - начальное сопротивление терморезистора при ;
Произведем градуировку шкалы термометра в диапазоне температур от -2000С до 2000С с шагом через 400
Полученные данные для удобства занесем в таблицу :
T0C |
-200 |
-160 |
-120 |
-80 |
-40 |
0 |
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
R1Ом |
14.8 |
31.84 |
48.88 |
65.92 |
82.96 |
100 |
117.04 |
134.08 |
151.12 |
168.16 |
185.2 |
Uвых.В. |
3.491 |
2.406 |
1.585 |
0.942 |
0.425 |
0 |
-0.356 |
-0.657 |
-0.917 |
-1.142 |
-1.34 |
Характеристика преобразования термометра
Чувствительность прибора:
;
;
.
Максимальная величина отклонения характеристики от линейной, находится в области низких температур и составляет - 1,5 В.
* В качестве использован платиновый резистор, функция преобразования которого определяется выражениями:
, при ;
Градуировка шкалы термометра :
T0C |
-200 |
-160 |
-120 |
-80 |
-40 |
0 |
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
R1Ом |
23.08 |
38.48 |
53.77 |
69.06 |
84.46 |
100 |
115.72 |
131.63 |
147.73 |
164 |
180.47 |
Uвых.В. |
-2.92 |
-2.06 |
-1.38 |
-0.84 |
-0.38 |
0 |
0.33 |
0.617 |
0.868 |
1.09 |
1.287 |
T0C |
240 |
280 |
320 |
360 |
400 |
440 |
480 |
520 |
560 |
600 |
640 |
R1Ом |
197.1 |
213.9 |
230.9 |
248.2 |
265.6 |
283.1 |
300.9 |
318.85 |
336.98 |
355.29 |
373.79 |
Uвых.В. |
1.46 |
1.62 |
1.76 |
1.89 |
2.01 |
2.12 |
2.22 |
2.32 |
2.4 |
2.48 |
2.55 |
T0C |
680 |
720 |
760 |
800 |
840 |
880 |
920 |
960 |
1000 |
R1Ом |
392.5 |
411.4 |
430.4 |
449.6 |
469.1 |
488.7 |
508.48 |
528.46 |
548.6 |
Uвых.В. |
2.62 |
2.69 |
2.75 |
2.81 |
2.86 |
2.91 |
2.96 |
3 |
3.04 |
Характеристика преобразования термометра :
Чувствительность прибора:
;
;
.
-
В качестве использован полупроводниковый терморезистор, функция преобразования которого определяется выражением: , где Т – абсолютная температура в Кельвинах; , значение сопротивления при начальной температуре ;
Градуировка шкалы термометра :
T0C |
-100 |
-80 |
-60 |
-40 |
-20 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Т, Келв. |
173 |
193 |
213 |
233 |
253 |
273 |
293 |
313 |
333 |
353 |
373 |
R1Ом |
376323 |
74017 |
19757 |
6616 |
2.634 |
1200 |
608 |
336.7 |
200 |
126 |
83.4 |
Uвых.В. |
-4.32 |
-4.21 |
-3.87 |
-3.1 |
-1.67 |
0 |
1.51 |
2.62 |
3.36 |
3.82 |
4.12 |
Характеристика преобразования термометра :
Чувствительность прибора:
;
;
.
;
.
-
Контрольные вопросы :
Каковы особенности конструкции использованных в работе типов терморезисторов?
Металлические терморезисторы изготавливаются обычно из меди или из платины. Конструктивно терморезистор представляет собой защитную арматуру из нержавеющей стали, в которую помещают керамическую трубку, содержащую спираль из проволоки. Для электроизоляции и фиксации спирали трубку заполняют порошком безводного оксида алюминия.
Полупроводниковые терморезисторы изготавливают из оксидов различных материалов: меди, кобальта, магния и т.д. размалываю в порошок и спекают в столбики, шайбы, шарики, бусинки. Для защиты от внешней среды покрываю краской, помещают в металлический корпус или запаивают в стекло.
Каковы их достоинства и недостатки?
Достоинствами данных терморезисторов является- высокая чувствительность, высокое быстродействие, сравнительно небольшие размеры , надежность .
К недостаткам можно отнести - Малые значения начальных сопротивлений у металлических терморезисторов.
Узкий диапазон рабочих температур для полупроводниковых терморезисторов.
Температурные диапазоны, в которых используются различные виды терморезисторов?
Медные терморезисторы используются в диапазоне температур от -200 до +2000С
Платиновые терморезисторы используются в диапазоне температур от -260 до +11000С. Специальные низкотемпературные используются в диапазоне температур от --183 до 2700С
Полупроводниковые терморезисторы используются в диапазоне температур от -60 до +120 0С
Какова допустимая величина измерительного тока, протекающего через терморезистор?
Допустимая величина измерительного тока, протекающего через терморезистор не должна превышать 10-15 мА. При этом изменение его сопротивления за счет нагрева измерительным током будет менее 0,1%.
Выводы по проделанной работе :
Каждый тип терморезистора обладает своими свойствами чувствительностью , диапазоном температур и т.д. Следовательно при построении аппаратуры, в конструкцию которой входит терморезистор, следует учитывать область применения данной аппаратуры . Так например медные терморезисторы могут входить в состав приборов измеряющих сравнительно небольшие температуры температуру горячей воды , температуру уходящих газов на котельной и т.д. Платиновые терморезисторы целесообразно использовать на предприятиях работающих с большими температурами . Полупроводниковые терморезисторы целесообразно использовать в аппаратуре не применяющейся в высокотемпературных процессах .
Так же можно сказать что полупроводниковые терморезисторы обладают большей чувствительностью чем металлические . В среднем диапазоне температур полупроводниковые терморезисторы имеют практически линейную характеристику преобразования. Однако они имеют менее широкий диапазон рабочих температур.