Средства измерений

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ
ЖИДКОСТИ И ГАЗА

давления
2. Расходомеры обтекания
3. Тахометрические расходомеры
4. Электромагнитные расходомеры
5. Ультразвуковые расходомеры
6.

Оптические расходомеры
7. Тепловые расходомеры.
8. Меточные расходомеры
9. Поверка измерительных каналов
расходометрии.

обмотке катушки, расположенной с внешней стороны трубы из диамагнитного материала,

при прохождении возле нее магнита, закрепленного на лопатке турбинки. Для увеличения числа импульсов в катушке при измерении относительно малых расходов магниты можно располагать на каждой лопатке. Типоразмеры индукционных тахометрических расходомеров и пределы измеряемых расходов указанны в таблице 2.1. Относительная погрешность измерения расхода составляет ± (0.5 – 1)%.
Преимущества: простота конструкции и большой выходной сигнал (не требует усиления), недостаток: измерения не от нуля (мертвая зона турбины),
область применения: бытовые расходомеры

в зависимости от изменения сопротивления ее магнитной цепи, происходящего при

вращении турбинки, лопатки которой выполнены ферромагнитного материала.
Сопротивление катушки R при ее питании переменным током с частотой f (обычно, f =6 – 8 кГц) линейно зависит от ее индуктивности L
| R | = 2π f L
Во время вращения турбинки при прохождении лопаток мимо катушки возникают периодические изменения силы тока в обмотке. При этом выходной сигнал оказывается промодулированным по амплитуде с частотой fs , которая равна числу оборотов турбинки в секунду, умноженному на число лопастей.

и поэтому применяются в медицине и пищевой промышленности, с характеристиками,

аналогичными для электромагнитных расходомеров.
Ультразвуковые расходомеры имеют пьезоэлектрический динамик 1, пьезоэлектрический микрофон 2, коммутатор 3, звукогенератор 4 и фазовый детектор 5.

поступающих на детектор со звукогенератора и с микрофона:


f – частота

сигнала звукогенератора;
L – расстояние от динамика до микрофона;
с – скорость звука.

Здесь c = c0 ± V
где с0 – скорость звука в неподвижной среде;
V – скорость потока.
Как результат:

систем доплеровских измерителей скорости

Достоинство:бесконтактность,
Высокая точность
Недостаток: сложность,
Область применения:
Высокотемпературные и
Низкотемпературные потоки
Газа и

жидкости

9 и резонатором, который образован зеркалами 1, 4, 5, расположенными

в вершинах треугольника. Лазер генерирует две встречные световые волны, бегущие по замкнутым оптическим путям. При попадании внутрь трубопровода 2 через прозрачные окна 3 световые волны увлекаются средой, что вызывает разницу во времени прохождения встречными волнами этого участка. В рассматриваемом расходомере образованные два луча проходят по одному замкнутому контуру в противоположных направлениях. В точке расположения приемного устройства (интерферометра) будет зафиксирован фазовый сдвиг, пропорционально скорости V

измерения температуры наг-ревателя, который одновременно является датчиком темпера-туры. Обладают высокой

чувствительностью, особенно для потока газа. Диапазон измерений от 1м/с до 100м/с (для газа) и 0.1-40 м/с (для воды). Недостаток: - сложность.
Калорические расходомеры основан на уравнении теплового баланса:

Где U I – мощность нагревателя, [Вт]; Gв – весовой расход воздуха [кг/ч]; Cp – средняя теплоемкость вещества, ; ΔТ – разница температур вещества до и после нагревателя.
Область применения и параметры – такие же.

величин расходов, которые воспроизводятся в образцовых установках расходометрии, находящихся в

ЛО ВНИИМ (Ломоносовское отд. ВНИИ Метрологии им. Д.И. Менделеева), Наибольшая разность между результатами измерения и известными значениями расхода, является основной погрешностью измерительного канала.
Метод сличения поверяемого измерительного канала и образцового прибора расходометрии при измерении одних и тех же величин расхода. Разность их показаний при измерении расходов определяет погрешность поверяемого канала.

в том числе, в
исполнении микрокремниевой технологии.
2. Термометры

сопротивления, материалы, типы
исполнения, номиналы, электрические схемы
включения.
3. Термисторы, материалы, параметры,
номиналы, конструктивные исполнения.
4. Калибровка (аттестация) и поверка
температурных СИ.
5. Другие преобразователи температуры:
Оптоволоконные ПТ,
Пирометры,
Тепловизоры.

Цельсия.
Ноль по С соответствует – тройной точке воды
00С → 273,160К.

Кроме того, имеются реперные точки температуры:

Галлий с температурой плавления (29,7646 °С)
Олово с температурой плавления - (231,928 °С)

Точки затвердевания индия (156,5985 °С),
цинка (419,527 °С), алюминия (660,323 °С),
серебра (961,78 °С)
И так далее

реперных точках построена Международная практическая температурная шкала. Реперные точки на

шкале Цельсия — температура замерзания (0°С) и кипения воды (100°С) на уровне моря.

и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать

в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях. Тройная точка воды — температура 273,16 К и давление 611,657 Па.

Тройная точка воды – самая простая в реализации реперная точка. Для ее хранения и воспроизведения может использоваться термостат или сосуд Дьюара, наполненный смесью дробленого льда и воды. Разработаны также специальные термостаты для хранения сосудов тройных точек воды и поддержания их в рабочем состоянии длительное время.

Особенности реализации с наивысшей точностью: Начинать измерения рекомендуется через сутки после приготовления ледяной мантии. Необходимо устранить попадание света от внешних источников на сосуд и термометр (во избежании подвода тепла излучением). Для этого рекомендуется закрыть термометр плотной тканью. Глубина погружения зависит от типа термометра. Для эталонных платиновых термометров диаметром 5-7 мм она составляет не менее 15 см.

нормальных условиях равновесное сосуществование льда, водяного пара и жидкой воды

невозможно. Это обстоятельство вроде бы противоречит обыденным наблюдениям — лёд, вода и пар часто наблюдаются одновременно. Но противоречия нет — наблюдаемые состояния далеки от термодинамически равновесных и реализуются на практике только из-за кинетических ограничений фазовых переходов. Тройная точка воды характеризуется определенным набором параметров давления и температуры, поэтому может иногда использоваться как «реперная» — то есть опорная, например, для калибровки приборов.

Термопара хромель-алюмель (-50...+1000°С)
Термопара хромель-копель (-50...+600°С)
Термопара медь-константан

(-100...+400°С)
Термопара железо-константан (0...+850°С)
Термопара вольфрам-молибденовая (+1300...+2200°С)

токи питания, габариты,
инерционность, нелинейность, области применения)

2. Оптоволоконные ПТ (параметрические):
амплитудные -

фазовые (интерференционные Физо, Майкельсон)
диффракционные - решетки Брэгга - сдвиг спектра,
обратное Рамановское рассеяние- эл. двигатели
Сравнение свойств:
точность, сложность, стоимость,
Пожаровзрывобезопасность

3. Бесконтактные оптические методы:
- пирометры (высокие температуры),
тепловизоры (инфракрасное излучение -точность)

Деформационные манометры

3. Электрические (тензорезистивные)
преобразователи давления.

4. Калибровка (аттестация) и поверка

СИ
давления среды.

материалы)
Достоинства:
Высокая относительная диэлектрическая
проницаемость (до 8000 - 10 000)
Высокая чувствительность

датчика
Малые размеры датчика и деформации
(высокие резонансные частоты)
Недостатки:
Измерение только динамических давлений
Высокое эл. сопротивление
Температурная зависимость материала

заряда при приложении давления.
Измеряется электрический сигнал (напряжение) от ПП.
Недостатки:

высокое электрическое сопротивление ПП,
измерение только быстроизменяющихся процессов.
2. Используется резонансный метод измерения
Кристалл кварца или сегнетокерамики включается
в резонансный контур эл. генератора. При этом частота
генерируемых эл. колебаний зависит от давления на ПП
и деформации ПП, вызванной этим давлением.
Измеряется частота колебаний генератора, что позво-
ляет достичь высокой точности измерений (до 0.01%).

метода, что и для поверки расходов:

Метод измерения ряда величин

давлений (как постоянных, так и динамических), которые воспроизводятся в образцовых установках, находящихся во ВНИИМ (ВНИИ Метрологии им. Д.И. Менделеева).

Метод сличения поверяемого измерительного канала и образцового прибора при измерении одних и тех же величин давлений. Разность их показаний при измерении давления определяет погрешность поверяемого канала.