ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 12
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
медных соединительных проводов.
Чтобы минимизировать влияние дополнительного сопротивления на результаты измерения, используют различные способы, которые зависят от схемы подключения термометра и метода измерения. Применяется двух-, трех- и четырех- проводная схема подсоединения термометров сопротивления к измерительному прибору, рис. 3. Другая особенность, которая имеет место при измерении сопротивления термометра, заключается в том, что для измерения сопротивления по терморезистору должен протекать ток.
При этом согласно закону Джоуля–Ленца выделяется теплота, которая нагревает термометр до более высокой температуры, чем температура измеряемой среды, что вызывает соответствующее изменение его сопротивления. В промышленных условиях выбирают измерительный ток таким образом, чтобы погрешность за счет самонагрева не превышала 0,1 % R0 – сопротивления термометра при 0 °C.
Рис. 3. Схемы подсоединения термометров сопротивления: а – двухпроводная схема; б – трехпроводная схема; в – четырехпроводная схема с компенсацией изменения сопротивления выводов; г – четырехпроводная схема
Схема установки представлена на рис.4. Лабораторная установка состоит из трёх термометров сопротивления, градуировок 1 – 100П; 2 – 50М; 3, 4 – полупроводниковые термометры сопротивления. Платиновый и медный термометры сопротивления подключены ко вторичным приборам – 5, 6 Диск – 250, который отградуирован в единицах измерения температуры. Градуировочные значения
сопротивлений приведены в таблице на лабораторном стенде. Значения полупроводниковых термометрах сопротивлений при различной температуре определяют по показаниям цифрового мультиметра – 7, подсоединяя его с помощью штекеров.
Рис. 4. Схема лабораторной установки 1 – термометр сопротивления платиновый, градуировки 100П; 2, 3 – полупроводниковые термометры сопротивления; 4 - термометр сопротивления медный, градуировки 50М; 5,6 – прибор типа Диск – 250; 7 – цифровой мультиметр; 8 – штекеры для подключения; 9 – ёмкость с измеряемой средой (снег; вода при температуре 20 C, 40 C, 60C, 80C)
Таблица 1
Экспериментальные данные
Расчет чувствительности исследуемых термометров сопротивления:
∆????
????ТСМ 50М = ∆???? =
∆????
????ТСП 50П = ∆???? =
69,26 − 50
=
90 − 0
67,62 − 50
=
90 − 0
19,26
= 0,214 Ом/°С
90
17,62
= 0,196 Ом/°С
90
∆????
????ММТ−4, 1 кОм = ∆???? =
1,162 − 0,235
=
90 − 0
0,927
= 0,0103 кОм/°С = 10,3 Ом/°С
90
∆????
????ММТ−4, 10 кОм = ∆???? =
∆????
????КМТ−1, 33 кОм = ∆???? =
∆????
16,5 − 1,91
=
90 − 0
37,3 − 2,43
=
90 − 0
270 − 11,1
14,59
= 0,1621 кОм/°С = 162,1 Ом/°С
90
34,87
= 0,3874 кОм/°С = 387,4 Ом/°С
90
258,9
????КМТ−1, 180 кОм = ∆???? =
=
90 − 0
= 2,8766 кОм/°С = 2876,6 Ом/°С
90
R, Ом
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
0 20 40 60 80 100 Т, °С
а)
R, Ом
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
0 20 40 60 80 100 Т, °С
б)
Рис. 5. Градуировочные зависимости термометров сопротивления: а – платинового, градуировки 50 П; б – медного, градуировки 50М
R, кОм
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
а)
R, кОм
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
б)
R, кОм
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
в)
R, кОм
300
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
г)
Рис. 6. Градуировочные зависимости полупроводниковых термометров сопротивления: а – ММТ 4 (1 кОм); б – ММТ 4 (10 кОм); КМТ 1 (33кОм); КМТ 1 (180кОм)
Таблица 2
Экспериментальные данные
Рис. 7. График изменения сопротивления для медного (1) и платинового (2) термометров сопротивлений во времени
Вывод: В процессе работы произвели исследование различных термометров сопротивления. По экспериментальным данным произвели расчет чувствительности термометров, который подтверждает, что полупроводниковые термометры сопротивления обладают гораздо большей чувствительностью по сравнению с металлическими.
Построенные градуировочные зависимости наглядно показывают нелинейность изменения сопротивления полупроводниковых термометров и линейный характер зависимости металлических.
Чтобы минимизировать влияние дополнительного сопротивления на результаты измерения, используют различные способы, которые зависят от схемы подключения термометра и метода измерения. Применяется двух-, трех- и четырех- проводная схема подсоединения термометров сопротивления к измерительному прибору, рис. 3. Другая особенность, которая имеет место при измерении сопротивления термометра, заключается в том, что для измерения сопротивления по терморезистору должен протекать ток.
При этом согласно закону Джоуля–Ленца выделяется теплота, которая нагревает термометр до более высокой температуры, чем температура измеряемой среды, что вызывает соответствующее изменение его сопротивления. В промышленных условиях выбирают измерительный ток таким образом, чтобы погрешность за счет самонагрева не превышала 0,1 % R0 – сопротивления термометра при 0 °C.
Рис. 3. Схемы подсоединения термометров сопротивления: а – двухпроводная схема; б – трехпроводная схема; в – четырехпроводная схема с компенсацией изменения сопротивления выводов; г – четырехпроводная схема
-
Описание лабораторной установки
Схема установки представлена на рис.4. Лабораторная установка состоит из трёх термометров сопротивления, градуировок 1 – 100П; 2 – 50М; 3, 4 – полупроводниковые термометры сопротивления. Платиновый и медный термометры сопротивления подключены ко вторичным приборам – 5, 6 Диск – 250, который отградуирован в единицах измерения температуры. Градуировочные значения
сопротивлений приведены в таблице на лабораторном стенде. Значения полупроводниковых термометрах сопротивлений при различной температуре определяют по показаниям цифрового мультиметра – 7, подсоединяя его с помощью штекеров.
Рис. 4. Схема лабораторной установки 1 – термометр сопротивления платиновый, градуировки 100П; 2, 3 – полупроводниковые термометры сопротивления; 4 - термометр сопротивления медный, градуировки 50М; 5,6 – прибор типа Диск – 250; 7 – цифровой мультиметр; 8 – штекеры для подключения; 9 – ёмкость с измеряемой средой (снег; вода при температуре 20 C, 40 C, 60C, 80C)
Таблица 1
Экспериментальные данные
| | 0°С | 20°С | 40°С | 60°С | 90°С |
| ТСМ 50М | 50 | 54,28 | 58,56 | 62,84 | 69,26 |
| ТСП 50П | 50 | 53,96 | 57,89 | 61,8 | 67,62 |
| ММТ – 4, 1 кОм | 1,162 | 0,852 | 0,462 | 0,336 | 0,235 |
| ММТ – 4, 10 кОм | 16,5 | 10,5 | 5,2 | 3,4 | 1,91 |
| КМТ – 1, 33 кОм | 37,3 | 20 | 13 | 4,9 | 2,43 |
| КМТ – 1, 180 кОм | 270 | 142 | 47,7 | 23,2 | 11,1 |
Расчет чувствительности исследуемых термометров сопротивления:
∆????
????ТСМ 50М = ∆???? =∆????
????ТСП 50П = ∆???? =69,26 − 50
=90 − 0
67,62 − 50
=90 − 0
19,26
= 0,214 Ом/°С90
17,62
= 0,196 Ом/°С90
∆????
????ММТ−4, 1 кОм = ∆???? =1,162 − 0,235
=90 − 0
0,927
= 0,0103 кОм/°С = 10,3 Ом/°С90
∆????
????ММТ−4, 10 кОм = ∆???? =∆????
????КМТ−1, 33 кОм = ∆???? =∆????
16,5 − 1,91
=90 − 0
37,3 − 2,43
=90 − 0
270 − 11,1
14,59
= 0,1621 кОм/°С = 162,1 Ом/°С90
34,87
= 0,3874 кОм/°С = 387,4 Ом/°С90
258,9
????КМТ−1, 180 кОм = ∆???? ==
90 − 0= 2,8766 кОм/°С = 2876,6 Ом/°С
90 R, Ом70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
0 20 40 60 80 100 Т, °С
а)
R, Ом
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
0 20 40 60 80 100 Т, °С
б)
Рис. 5. Градуировочные зависимости термометров сопротивления: а – платинового, градуировки 50 П; б – медного, градуировки 50М
R, кОм| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
а)
R, кОм
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
б)
R, кОм40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
в)
R, кОм
300
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80 100 Т, °С
г)
Рис. 6. Градуировочные зависимости полупроводниковых термометров сопротивления: а – ММТ 4 (1 кОм); б – ММТ 4 (10 кОм); КМТ 1 (33кОм); КМТ 1 (180кОм)
Таблица 2
Экспериментальные данные
| Время t, с | Температура, °С | Сопротивление медного термометра сопротивления, Ом | Сопротивление платинового термометра сопротивления, Ом |
| 0 | 90 | 69,26 | 67,6239 |
| 5 | 82 | 67,548 | 66,0765 |
| 10 | 75 | 66,05 | 64,7195 |
| 15 | 62 | 63,268 | 62,1916 |
| 20 | 53 | 61,342 | 60,4358 |
| 25 | 46 | 59,844 | 59,0669 |
| 30 | 41 | 58,774 | 58,0874 |
| 35 | 38 | 58,132 | 57,4989 |
| 40 | 34 | 57,276 | 56,7135 |
| 45 | 31 | 56,634 | 56,1239 |
| 50 | 28 | 55,992 | 55,5337 |
| 55 | 26 | 55,564 | 55,14 |
| 60 | 24 | 55,136 | 54,746 |
| 65 | 22 | 54,708 | 54,3518 |
| 70 | 21 | 54,494 | 54,1546 |
| 75 | 20 | 54,28 | 53,9573 |
| 80 | 19 | 54,066 | 53,76 |
| 85 | 18 | 53,852 | 53,5626 |
| 90 | 17 | 53,638 | 53,3652 |
| 95 | 16 | 53,424 | 53,1677 |
| 100 | 15 | 53,21 | 52,9702 |
| 105 | 14 | 52,996 | 52,7726 |
| 110 | 13 | 52,782 | 52,5749 |
| 115 | 12 | 52,568 | 52,3772 |
| 120 | 11 | 52,354 | 52,1794 |
| 125 | 10 | 52,14 | 51,9816 |
| 130 | 9 | 51,926 | 51,7837 |
| 135 | 8 | 51,712 | 51,5857 |
| 140 | 7 | 51,498 | 51,3877 |
| 145 | 6 | 51,284 | 51,1896 |
| 150 | 5 | 51,07 | 50,9915 |
| 155 | 4 | 50,856 | 50,7933 |
| 160 | 3 | 50,642 | 50,5951 |
Рис. 7. График изменения сопротивления для медного (1) и платинового (2) термометров сопротивлений во времени
Вывод: В процессе работы произвели исследование различных термометров сопротивления. По экспериментальным данным произвели расчет чувствительности термометров, который подтверждает, что полупроводниковые термометры сопротивления обладают гораздо большей чувствительностью по сравнению с металлическими.
Построенные градуировочные зависимости наглядно показывают нелинейность изменения сопротивления полупроводниковых термометров и линейный характер зависимости металлических.
