ПОВЕРКА ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ
Завдання
1. Вивчити призначення, принцип дії, будову та основні технічні дані термоелектричних перетворювачів (ТП).
2. Ознайомитись із установкою для перевірки ТП.
3. Навчиться правильно користуватися переносним потенціометром.
4. Здійснити перевірку одного з ТП (за вказівкою викладача).
5. Скласти звіт за перевіркою.
6. Дати обґрунтований висновок про придатність ТП, що повіряється.
Опис установки
Перевірка ТП здійснюється за допомогою еталонного калібратора температури КТ-500 (рис. 1). Калібратори температури типу КТ-500 призначені для високоточного відтворення температури в діапазоні від 50 до 500 про С і використовуються для перевірки та калібрування ТП за ГОСТ 8.338-2002.
В отворах суцільнометалевого термостатуючого блоку калібратора розміщуються ТП, що повіряються. Температура термостатування встановлюється за допомогою клавіатури на панелі керування.
На вертикальній частині передньої панелі розташовані два перемикачі: «Мережа» та Блокування». Двухпозиційний перемикач «Блокування» служить для увімкнення системи блокування ланцюгів живлення нагрівачів, призначеної для відключення живлення в аварійній ситуації.
Термоелектрорушійна сила (ТЕДС) вимірюється універсальним приладом вимірювальним типу Р4833 (рис. 6).
Мал. 6. Принципова схема перевірки ТП: 1 – ТП, що повіряється, 2 – універсальний вимірювальний прилад типу Р4833, 3 – подовжуючі дроти
Температуру вільних кінцівtс.к.ТП рекомендується підтримувати 0 o C. Допускається перевірка ТП при температурі вільних кінців, що не дорівнює 0 про С. У цій схемі вільні кінці ТП розташовані безпосередньо на затискачі вимірювального приладу типу Р4833.
При перевірці виконують вимогитехніки безпеки, викладені в документації на засоби перевірки і обладнання, що застосовуються.
Методика та порядок проведення повірки
У разі навчальної лабораторії перевірка ТП включає зовнішній огляд, визначення відповідності статичної характеристики перетворювача стандартної (НСХ).
При проведенні повірки дотримуються таких умов:
температура навколишнього повітря, про С – (20 ± 5);
відносна вологість навколишнього повітря, % - 30 ... 80;
атмосферний тиск, кПа (мм рт.ст.) - 84,0 ... 106,7 (630 ... 800);
напруга живлення, В – 220±4,4;
частота мережі живлення, Гц – (50±0,5).
Для перевірки сталості номінальної статичної характеристики перетворення (НСХ) ТП вимірюють ТЕРС чутливих елементів ТП при кількох значеннях температур усередині робочого діапазону вимірювань. За результатами вимірювань визначають відхилення значень НСХ.
Зовнішній огляд
Зовнішній огляд виконується виявлення несправностей захисної арматури, головки, затискачів і чутливого елемента ТП. З зовнішнього огляду встановлюють можливості подальшої експлуатації приладу, визначають характеристики, вказані на головці ТП (рис. 7).
Мал. 7. Конструкція термоелектричного перетворювача загальнопромислового призначення: 1 – електроди; 2 – робочий спай; 3 – трубка; 4 – захисна арматура; 5 – керамічний наконечник; 6 – заливання; 7 – головка; 8 – складання; 9 – затискачі; 10 - подовжують дроти; 11 - герметизований введення; 12 – елементи кріплення ТП.
При зовнішньому огляді типів ТХК (L), ТХК (Е), ТХА (К), ТЖК (J) нерозбірної конструкції повинна бути встановлена відповідність наступним вимогам:
– захисна арматура ТП не повинна мати пошкоджень поверхні,повинні бути відсутні порушення кріплення арматури та головки, цілісності головки, має бути дотримано відповідність підключення термоелектродів маркуванню;
– на кожному ТП, що повіряється, повинна бути перевірена наявність маркування із зазначенням номера ТП, типу НСХ, року випуску, робочого діапазону вимірювань та класу допуску.
Відповідно до ГОСТ Р 8.585-2001 у табл. 1, 6 додатка наведені межі застосування для різних ТП і хімічний склад термоелектродних матеріалів.
Результати зовнішнього огляду записують у протоколі перевірки (форма 1).
Повірка сталості номінальної статичної характеристики перетворення (НСГ)
Статичні характеристики чутливих елементів (ЧЕ) ТП, що повіряються, повинні відповідати НСХ відповідного типу в межах допустимих відхилень ТЕРС. При перевірці цієї вимоги визначають ТЕРС ЧЕ ТП при двох значеннях температурt1 іt2 його робочого кінця та температурі вільних кінців, що дорівнює 0 про С. Отримані результати вимірювань порівнюють з даними НСХ відповідного типу ТП за тих же значеннях температури.
Після проведення зовнішнього огляду КТ–500 підключають до мережі. При цьому починає працювати вентилятор обдування блоку. Встановлюють перемикач «Блокування» у положення «Увімк» та включають тумблер «Мережа». Цифровий індикатор висвічує службову інформацію «[с] '2001», а потім переходить у робочий режим, показуючи на табло кімнатну температуру, а якщо при повірці ТП вільні кінці не термостатувалися, то температуру вільних кінцівt0.
Температуру вільних кінців можна виміряти скляним лабораторним термометром з похибкою не більше 0,1 o C.
Заданий температурний режим встановлюють за допомогою клавіатури на панелі керування. Для змінитемператури є п'ять кнопок: ◄╝ вхід (вихід) у режим редагування температури, кнопки ►,◄ пересування по розрядах та кнопки ▼,▲ зміни цифри відповідного розряду. Після виходу з режиму редагування індикатор 5 – 7 секунд погашено. З метою безпеки передбачено скидання нагріву під час редагування.
Потім перемикач "Блокування" переводять у положення "Вимк". При цьому включається нагрівання, за зміною температури спостерігають цифрове табло.
Після закінчення виходу КТ-500 на робочий режим, коли на цифровому табло калібратора в нижньому рядку з'являється відлік часу, включають перемикач «Блокування», знімають показання з індикатора КТ-500 і вимірюють ТЕРС ТП універсальним вимірювальним приладом типу Р483.
Для підготовки до роботи універсального вимірювального приладу типу Р4833 (рис. 8) натиснути кнопки "П", "Г", "БП", "НЕ", "Δ1". Зробити установку робочого струму першого контуру потенціометра, для чого встановити стрілку гальванометра на нуль обертанням ручок РОБОЧИЙ СТРУМ «1» і «1», спочатку при натиснутій кнопці «Ñ» (грубо), а потім при натиснутій кнопці «ÑÑ» (точно). Натиснути кнопку "Δ2". Зробити установку робочого струму другого контуру потенціометра, для чого встановити стрілку гальванометра на нуль обертанням ручок РОБОЧИЙ СТРУМ «2Ñ» і «2ÑÑ» спочатку при натиснутій кнопці «Ñ», а потім при натиснутій кнопці «ÑÑ».
Мал. 8. Загальний вигляд панелі універсального вимірювального приладу типу Р4833
Для вимірювання ТЕРС натиснути кнопку «Z» (рис. 8), встановити стрілку гальванометра на нуль обертанням ручок декадних перемикачів «х 10 Ω(mV)», «х 1 Ω(mV)», «х 0,1 Ω(mV) », «х 0,01 Ω(mV)» спочатку при натиснутій кнопці «Ñ», а потім при натиснутій кнопці «ÑÑ». Значення виміряної напруги в мілівольтах дорівнюватиме сумі показань декад,отриманих при точних вимірах. Результати спостережень записують до протоколу перевірки (форма 1).
Число відліків ТП при заданій температурі повинно бути не менше 4-х, їх виконують по черзі через рівні і можливо мінімальні проміжки часу. Відліки ТЕРС повіряються ТП проводять до 10 -2 мВ.
За показаннями калібратора або ртутного скляного термометра визначають і вносять до протоколу повірки із округленням до 1 про З значення температури вільних кінцівt0 ТП, що повіряється.
При перевірці ТП їх ТЕРС повинна бути визначена не менш як за двох значень температури.
При переході на нову температуру вимикають блокування. За допомогою кнопок керування встановлюють заданий температурний режим. Коли в нижньому рядку табло з'явиться відлік часу, включають перемикач блокування, знімають показання з індикатора КТ-500 і вимірюють ТЕРС при новому значенні температури. Результати вимірювань записують у протокол перевірки (форма 1).
Після закінчення роботи після охолодження термостатуючого блоку до температури 200 про З вимикають калібратор перемикачем «Мережа» і від'єднують КТ-500 від мережі.
Обробка та оформлення результатів перевірки
За отриманими результатами відліків значень ТЕРС визначають середні арифметичні величини ТЕРС повіреного ТП.
Середньоарифметичні значення ТЕРС повірного ТПЕ(t, t0)приводять до значень ТЕРС ТПЕ(t,0) при температурі вільних кінців, що дорівнює 0 про З, вносячи поправкуЕ(t0,0)на температуру вільних кінців:
Поправку визначають за НСХ для ТП (табл. 2 - 4 додатки В). Значення поправки має знак «плюс» і дорівнює табличному значенню ТЕРС ТП за такої температуриt0, яку при перевірці мали вільні кінці.
Наведені значення ТЕРСЕ(t,0) вносять у протокол перевірки.
По НСХ повіряемого ТП (табл. 2 - 4 додатки В) знаходять нормоване значення ТЕРСЕНСХ(t,0)для кожного значення температуриt .
Для повіреного ТП визначають різницю між наведеним,Е(t,0)і нормованим значеннямЕНСХ(t,0)ТЕДС для кожної температури, ΔЕ:
Різниця зазначених значень для ТП відповідного типу, ΔЕ, не повинна перевищувати межі відхилення від НСХ, що допускається (таблиця 6 додатка В). ТП, що не задовольняють цій вимогі хоча б при одному із заданих значень температури, повинні бути переведені в нижчий клас точності або забраковані.
За експериментальними даними будують графік залежності ТЕРС від температури.
До звіту необхідно включити:
а) короткий опис роботи;
б) принципову схему установки для перевірки ТП;
в) протокол перевірки та графік залежності ТЕРС від температури;
г) висновок щодо придатності ТП.
Контрольні питання
1. Які фізичні явища покладено основою роботи ТП?
2. Вкажіть максимальні значення ТЕРС різних ТП та температурні межі їх застосування.
3. З яких матеріалів виготовляють термоелектродні дроти, що подовжують, і яке їх призначення?
4. Чому при вимірюванні температури ТП температура вільного спаю має бути постійною?
5. Як здійснюється автоматичне введення виправлення на температуру вільного спаю?
6. З чого складається загальний опір ланцюга ТП і чому він має бути постійним, якщо як вторинний прилад застосовується мілівольтметр?
7. Які типи стандартних ТП вам відомі?
8. Як улаштовані ТП?
перевірки ТП типу ______________, НСХ____________, №_____________.
Перевірка здійснювалася за коштами перевірки:
Калібратору температура типу ____________________, № ______________,
потенціометр типу __________, класу______________, N______________
Зауваження щодо зовнішнього огляду __________________________________