2. Варианты задания.

Таблица 1

Варианты задания

Номер Варианта	RЛ1 = RЛ2 , Ом	, ºС	Переградуировка
			Новая градуировка датчика	Новая температура, ºС
				τoн	τoк
1	0,4	40; 50;60	"21"	-100	+100

В табл. 1 приняты следующие обозначения:

- сопротивления соединительных проводов (имитируются магазинами сопротивлений №1 и №2);

τ - температура по шкале прибора;

τ_oн , τ_oк - заданные начальные и конечные табличные значения измеряемой температуры при перекалибровке приборов.

Соответствующие температурам τ, τ_он, τ_ок сопротивления датчика приведены в таблицах, размещенных в конце работы.

3. Экспериментальная часть работы

   1. Заводская градуировка при R_Л1 = R_Л2 = 0.

Провести экспериментальную проверку заводской градуировки основной шкалы прибора (от 0 до +100 ºС) при использовании медного термометра сопротивления (см. приложение 1).

Для этого собрать схему трехпроводного подключения датчика к прибору, приведенную на рис. 3.

Рис. 3. Схема трехпроводного подключения датчика к прибору

На рис. 3 приняты следующие обозначения:

R_Л1, R_Л2 – сопротивления, устанавливаемые на магазинах №1 и №2, имитируюших сопротивления соединительных проводов;

R_τ – сопротивление, устанавливаемое на магазине №3 (имитирует сопротивление датчика).

Проверка заводской градуировки проводится при R_Л1 = R_Л2 = 0 и закороченных клеммах 5-6-7 (закорачиваются с помощью специальных контактных пластин). Необходимое сопротивление датчика R_τ устанавливается на магазине №3, имитирующем датчик, в соответствии с таблицей (см. приложение 1) для температур 0; +10; +20;…;+100 °С.

Результаты экспериментов и расчетов при 3^х проводной схеме подключения датчика и R_Л1 = R_Л2 = 0.

o, ºС	Ro, Ом	τ1, °С	τ2, °С	, °С	∆, °С	, %	Магазины сопротивлений
0	53,00	0	0	0	0	0	№1: Тип R33 Кл. т. 0.2/6*10^-6
+10	55,25	9,9	9,3	9,6	0,40	4,00
+20	57,50	19,8	19,9	19,85	0,15	0,75	№2: Тип P33 Кл. т. 0.2
30	59,76	29,7	29,8	27,75	0,25	2,50
40	62,01	39,7	39,3	39,5	0,50	1,25
50	64,26	49,6	49,3	49,45	0,45	0,90
60	66,52	59,5	59,4	59,45	0,45	0,75	№3: Тип P4831 Кл. т. 0.2/2*10^-6
70	68,77	68,7	69,2	68,95	1,05	1,50
80	71,02	78,5	78,8	78,65	1,35	1,68
90	73,27	88,5	88,8	88,65	1,35	1,50
100	75,52	98,8	98,8	98,8	1,20	1,20

τ_o - табличное значение температуры (см. приложение 1);

R₀ - табличное значение сопротивления датчика, устанавливаемое на магазине №3 и соответствующее температуре τ_o;

τ₁ - показание прибора при увеличении «табличной температуры» τ_o от 0 до +100 ºС;

τ₂ - показание прибора при уменьшении «табличной температуры» τ_o от +100 до 0 ºС;

- среднее арифметическое значение по показаниям τ₁ и τ₂;

∆ - абсолютная погрешность заводской градуировки прибора;

- относительная погрешность заводской градуировки прибора.

Показания с прибора считываются с точностью до ¼ деления шкалы (до 0,5ºС).

Расчет неизвестных величин:

Величины , и и график зависимости сравниваются с величинами , и и графиком зависимости . По результатам сравнения делается вывод о влиянии на показания прибора сопротивления соединительных проводов и при 3^х проводной схеме подключения датчика к прибору. Среднее арифметическое значение подсчитывается для всех рассматриваемых температур по формуле:

, (7)

где и - определены выше в п.3.1.

Абсолютная погрешность оценивается по формуле:

, (8)

где - определено выше в п.3.1.

Относительная погрешность оценивается по формуле:

, (9)

где и - определены выше.

График зависимости :

2. Заводская градуировка при R_Л1 = R_Л2 ≠ 0.

Установить на магазинах №1 и №2 сопротивления в соответствии с вариантом задания (R_Л1 = R_Л2 ≠ 0) и повторить эксперименты, описанные в п. 3.1. Схема эксперимента приведена на рис.3. Результаты экспериментов и расчетов занести в табл.3, аналогичную табл.2 , но для R_Л1 = R_Л2 ≠ 0 ( в заголовке табл.3 указать конкретные значения R_Л1 и R_Л2 в соответствии с заданием).

Таблица 3. Результаты экспериментов и расчетов при 3^х проводной схеме подключения датчика и R_Л1 = R_Л2≠ 0=0,4 Ом.

o, ºС	Ro, Ом	τ1, °С	τ2, °С	, °С	∆, °С	, %	Магазины сопротивлений
0	53,00	0	0	0	0	0	№1: Тип R33 Кл. т. 0.2/6*10^-6
+10	55,25	9,80	9,20	9,40	0,60	6,00
+20	57,50	19,60	19,60	19,60	0,40	2,00	№2: Тип P33 Кл. т. 0.2
30	59,76	29,50	29,80	29,65	0,35	1,16
40	62,01	39,60	39,50	39,55	0,45	1,12
50	64,26	49,30	49,30	49,30	0,70	1,40
60	66,52	58,30	59,00	58,65	1,35	2,25	№3: Тип P4831 Кл. т. 0.2/2*10^-6
70	68,77	69,00	69,00	69,00	1,00	1,42
80	71,02	78,30	79,00	78,65	1,35	1,68
90	73,27	89,00	88,50	88,75	1,25	1,38
100	75,52	98,60	98,60	98,60	1,40	1,40

Значения величин , и определяются по формулам

, (10)

, (11)

, (12)

где и - показания прибора при увеличении измеряемой температуры от 0 до 100°С ( ) и при уменьшении измеряемой температуры от 100 до 0°С ( );

, , и - определены выше.

График зависимости .

Вывод о влиянии на показания прибора сопротивления соединительных проводов и при 3^х проводной схеме подключения датчика к прибору: для исключения влияния сопротивления проводов применяют трехпроводную схему подключения датчика температуры. При такой схеме подключения прибор измеряет суммарное сопротивление датчика с проводами и сопротивление двух проводов (или одного провода и умножает его на 2) и вычитает сопротивление проводов из суммарного, выделяя тем самым чистое сопротивление датчика. Такая схема подключения позволяет получать достаточно высокую точность при значительных влияниях сопротивлений проводов на точность измерения. Такие погрешности вводят меньшие отклонения в отображаемой температуре чем при двух проводной схеме. По графикам и очевидно, что зависимость между средней температурой для рассматриваемых температур и R₀ - табличного значения сопротивления датчика, устанавливаемого на магазине №3 и соответствующее температуре τ_o, линейна на обоих графиках, что и свидетельствует о высокой точности измерений при данной системе включения датчика.