Өлшеудің техникалық ҚҰралдары

жүктеу 1,71 Mb.

бет	4/42
Дата	23.09.2022
өлшемі	1,71 Mb.
	#39377

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 42

лшеуді техникалы ралдары

Манометрлік термометрлер

Тұйықталған герметикалық терможүйедегі жұмыс (термометриялық) заттың қысымы мен температурасы арасындағы тəуелдікті қолдануда манометрлік термометрлердің əрекеті негізделеді. Манометрлік термометрлер техникалық аспап болып табылады жəне терможүйенің жұмыс затына қарай газдық, сұйықтық жəне конденсациялық (бу-сұйықтық) болып бөлінеді. Терможүйенің жұмыс затына қарай оларды сұйық жəне газ түріндегі орталардың - 150ºС-тан +600ºС-қа аралығында температурасын өлшеуге қолданады. Арнайы толтырғышы бар термометрлер 100ºС-тан +1000ºС-қа дейін температураны өлшеуге арналған.

Манометрлік термометрлер көрсетуші жəне жазушы болады. Термометрлердің кейбір түрлері температураны хабарлауға (немесе реттеуге) арналған қосымша құрылғыларымен бірге жасалады, жəне 0-5 мА тұрақты тоқтың унифицирленген шығу сигналы болатын жiберу түрлендіргіші немесе шығудағы 0,2-1 кгс/кв.см (0,02-0,1 МПа) унифицирленген пневматикалық сигналы болатын жiберу түрлендiргiшiмен жабдықталады.
Көрсететін манометрлік термометрдің құрылымының сұлбасы 1.1суретте келтірілген. Термометрдің терможүйесі температурасы өлшенетін ортаға жүктелетін 1 термобалоннан, 2 капиллярдан жəне 3 манометрлік серіп-педен тұрады. Серіппенің бір ұшы манометрлік серіппенің ішкі қуысын капилляр арқылы термобаллонмен байла-ныстыратын ұстағышқа дəнекерленген
Ал серіппенің екінші бос ұшы герметизацияланған жəне шарнирлі түрде өсінде сілтегіш нұсқаушысы орналасқан секторлық беріліс механизмімен байланысқан. Термометрдің термо-жүйесі кейбір бастапқы қысымда жұмыс затымен, мысалы, газ (немесе сұйықтық) толтырылған. Термобалонды қыздыру кезінде тұйықталған герметизацияланған терможүйеде газ қысымы ұлғаяды, нəтижесінде серіппе деформацияланады (бұралады), оның бос ұшы орын ауыстырады. Серіппенің бос ұшының қозғалысы температура есептелетін аспаптың шкаласына сəйкес нұсқау- шының қозғалуына əкеледі.

1.1 сурет – Манометрлік термометр

Серіппе температурасының қалыпты мəнінен (20ºС) ауытқу себебінен, газдық жəне сұйықтықтық термометрлердің температуралық қателіктерінің азайту үшін беріліс механизмінің белбеуіне 5 термобиметалдық компенсаторды орнатады.

Термобалон мен капиллярдың қорғау гильзасы 1Х18Н9Т маркалы болаттан жасалады, сондықтан аспапты қорғау гильзасыз 6,4 МПа-ға дейінгі, ал қорғау гильзамен 6,4-25 МПа-ға дейінгі шартты қысымдарда қолдануға мүмкіндік болады.
Газдық манометрлік термометрлер (ГМТ). Осындай термометрлер 150ºС-
тан +600 ºС-ға дейінгі температураларды өлшеуге мүмкіндік береді. Жұмыс заты
– азот. Байланыстыру капиллярдың ұзындығы 0,6-60 м. Газдың тұрақты көлемінде оның қысымы мен температурасының тəуелділігі келесі өрнекпен анықталады:

𝑝_𝑡 = 𝑝₀ 1 + 𝛽𝑡 ,. (1.1)
мұндағы 𝑝_! − 𝑡 = 0℃ - дағы газ қысымы;
𝛽- газ қысымының термиялық коэффициенті, К^-1.
Термометрдің термобаллонындағы газ температурасы t_б-дан t_с-ға дейін өзгерген кезде газдың қысымы да келесі өрнекке сəйкес өзгереді:

𝑘
𝑝 = ^𝑝^б⁽^!^!^𝛽^𝑡^с⁾, (1.2)
!!𝛽𝑡_с

мұнда, p_б жəне p_с – термометр шкаласының бастапқы 𝑡_б жəне соңғы t_с

температураларына сəйкес газдың қысымы.
Түрлендірулерден кейін мына формуланы аламыз:

с б
∆𝑝 = 𝑝 − 𝑝 = ^𝑝^б^𝛽⁽^𝑡^с^!^𝑡^𝐻^б⁾. (1.3)
!!𝛽𝑡_б

Газды термометрдiң терможүйедесіндегі жұмыс қысым шамасы ∆p бастапқы қысымның p_б мəнi мен құралдың өлшеу ауқымына (t_с-𝑡_б) тура пропорционал болатынын осы өрнектен көруге болады. Термометрдiң термобаллонының температураласы жоғарылағанда, термобаллонның кеңейю жəне манометрлік серiппенiң iшкi қуысының көлемiнiң үлкею негізінде терможүйе көлемі де үлкейедi. Газ температурасының өсуіне, ал сонымен бірге қысымныңда бiрге өсуіне байланысты, газдың термобаллоннан капиллярға жəне манометрлік серiппеге жартылай ағылуы орындалады. Термобаллондағы газ температурасы төмендеу кезінде керi процесс пайда болады. Осының себебінен терможүйедегі температураны газды термометрмен өлшегенде жүйеде газ көлемiнiң тұрақтылығы сақталынбайды. Сондықтан терможүйедегі газ қысымы мен оның температурасы аралығында тəуелдiлiк сызықтықтан шамалы ауытқиды, жəне терможүйедегі температураның t_с шамасында нақты газ қысымы (1.2) формуламен есептелген шамадан кіші болады. Бірақ бұл бейсызықтық маңызды рөл атқармайды жəне газды термометр шкаласы іс жүзінде қалыпты болады.
Термобаллонның өлшемдерi үлкен болғандықтан (диаметрі - 20 мм, ұзындығы – 125 мм-500 мм) газды термометрлерiн барлық жерде қолдану мүмкін емес.
Манометрлік конденсациялық термометр (МКТ). МКТ термобалоны ішінара конденсатпен толтырылған (шамамен 0,7-0,75 көлемінде), ал термобаллонның жоғарғы бөлiгінде конденсаттың үстiнде осы сұйықтықтың қаныққан буы орналасады. Манометрлік серiппе жəне термометрдiң капилляры термобаллондағы конденсатпен толтырылған.
МКТ келесі – 50 °С-тан 300°С-қа дейін өлшемдердің шектерімен шығарылады. Конденсат ретінде өлшеу шектері – 25 °С -тан 80 °С-қа дейін фреон-22, өлшеу шектері – 50 °С -тан 60 °С-қа дейін пропилен, өлшеу шектері – 0-ден 125 °С-қа дейін хлорлы метил, өлшеу шектері +100-ден 200 °С-қа дейін ацетон, өлшеу шектері +160-тан 300 °С-қа дейін этиленбензол жəне т.б. қолданылады.
МКТ терможүйесiнің қысымы термобаллондағы қаныққан будың қысымына тең. Қаныққан бу қысымы жəне температурасы аралығындағы тəуелдiлiк анықты, бірмағналы жəне терможүйенiң термометрi толтырылған конденсат үшiн белгiлi болып табылады. Бірақ, қаныққан бу қысымының температурадан бірмағналы тəуелділігі тек қана анықталған, критикалық деп аталатын температурада сақталады.
МКТ-ның көрсеткіштері термобаллонның аспап корпусына қатысты орналасуына (жоғары немесе төмен), сондай-ақ, атмосфера қысымының өзгеруіне тəуелді болып келеді. Сонымен бірге, термометр көрсеткішінің қателігі шкала соңына карағанда, шкала басында көп болады, себебі шкала соңында каппилярдағы жұмыс сұйықтық қысымы терможүйедегі жалпы қысымнан əлдеқайда аз болады.
Сұйықтық манометрлік термометр (СМТ). СМТ терможүйелерін толтыру үшін пропилді алкоголь, метансилол, силиконды сұйықтық жəне т.б. қолданылады. СМТ температураны 150-300 диапазонында өлшеуге мүмкіндік береді. Олар белгілі бір интервалдағы температураны өлшеудің əр түрлі диапазондарымен шығарылады. СМТ шкаласы практикалық түрде бірқалыпты болады.
СМТ газдық жəне конденсациялық термометрлерден айырықша, себебі толтыру сұйқтық ретінде қолданылатын сұйқтықтар практикалық түрде сығылмайтын болып табылады. Бұл типті термометрлерде анықталған жұмыс сұйықтық үшін термобаллон көлемі келесілермен сəйкестірілуі керек: өлшеу аспаптың өлшеу диапазонымен, манометрлік серіппенің бос шетінің жұмыс қозғалысында оның ішкі қуыс аумағының өзгеруімен, жəне терможүйедегі қысымның өзгеруімен.
Термобаллонды t_б-дан t_с-ға дейін қыздыру кезінде сұйықтық кеңейеді, ал термобаллон өзінің көлемін ұлғайтады. Бірдей басқа шарттарда СМТ өлшеу диапазоны қаншалықты көп болса, ішкі термобаллон көлемі соншалықты кіші болуы керек. Мысалы, СМТ өлшеу диапазоны 40⁰С-тан 80⁰С-қа дейінгі термобаллон қорабының ұзындығы 110 мм-ге тең, ал 60⁰С-тан 310⁰С-қа дейінгі диапазонда ұзындығы 18 мм-ге тең. Екі жағдайда да термобаллон диаметрі 12 мм- ге тең.
Конденсациялық жəне газды термометрлерден айырықша СМТ-ның терможүйесіндегі жұмыс қысымы бастапқы қысым жəне t_с, t_б температуралардан қатаң тəуелділікпен байланысқан емес. Атмосфера қысымының өзгерісі сұйықтық термометрінің көрсеткішіне іс жүзінде əсер етпейді.
Манометрлік термометрдің негізгі метрологиялық сипаттамалары. Манометрлік термометрлердің (МТ) жұмысы қоршаған орта ауасының температурасы 5⁰С-тан 50⁰С-қа дейін жəне салыстырмалы ылғалдылық 80%-ға дейінгі жағдайларға негізделген. МТ келесі дəлдік кластарымен шығарылады: 1,0; 1,5; 2,5 жəне 4.
Қоршаған орта температурасының 20⁰С-тан келесі 5⁰С-тан 50⁰С-қа интервалдың кез келген мəніне ауытқуынан пайда болатын МТ көрсеткішінің өзгерісі келесі формула бойынша есептелетін мəннен артпауы керек:
𝛿_𝑡 = ± 𝑋 + 𝛼_𝑡∆ , (1.4)

мұндағы δ_!- термометр өзгерісінің көрсеткіші, өлшеу диапазонының % -

мен көрсетілген;
X – термометр көрсеткішінің рұқсат етілген тұрақсыздығының мəні, рұқсат етілетін негізгі қателік шегінің жартысына тең, %;
α_t - ^оС-тің %-мен көрсетілетін термометрдің температуралық коэффициенті (газдық термометрлер үшін 0.05; конденсациялық үшін 0,04; cұйықтық үшін 0.075 жəне арнайы толтырғышы бар аспаптар үшін 0.035 тең болады);
∆t - қоршаған ортаның температурасының 20˚C-тан ауытқуының абсолютті мəні.

жүктеу 1,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 42