4.2. Анализ погрешностей измерения параметров среды и пути их уменьшения

При измерении температуры электрическими термометрами сопротивления помимо основной допустимой погрешности, определяемой классом точности прибора, могут возникать дополнительные погрешности. Они обусловливаются отклонениями градуировочных характеристик термометров сопротивления от стандартных, неправильной установкой термометров, неточной подгонкой сопротивления соединительных линий, изменением сопротивления линий при колебаниях температуры окружающей среды, условиями эксплуатации вторичного прибора.

4.2.1.    Погрешности, обусловленные отклонением градуировочных характеристик от стандартных

Зависимость сопротивления термометра от температуры (табл. 4.3) определяется точностью подгонки сопротивления при O0C (Ra) и отношением RmlRo, где Rm — сопротивление термометра при 100°С. Для платиновых ТСП и медных TCM термометров сопротивления II класса точности допустимые отклонения сопротивления от начального при 0°С составляют ±0,1% [51]. Причем эти отклонения влияют на результат измерения тем больше, чем больше измеряемая температура. Например, для термометров II класса при температуре IOO0C ошибка может быть в среднем ±0,65—0,75°С. Для платиновых термометров сопротивления отношение RmIRo= 1,391 (табл. 4.4). Отклонение отношения от стандартного определяется чистотой платины и зависит от условий эксплуатации. Для термометров I класса это отклонение не должно превышать ±0,0007  [52]. При температуре IOO0C отклонение отношения RmIRo вызовет погрешность измерения ±0,2°С.

Отклонение градуировочных характеристик термометра от стандартных может вызываться и нагревом термометра измерительным током, протекающим по чувствительному элементу. Увеличение температуры термометра, помещенного в тающий лед, за счет нагрева измерительным током не должно превышать 0,2°С для платиновых термометров и 0,4°С для медных, если рассеиваемая в них мощность равна 10 мВт [52, 53].

Температура нагрева зависит от измерительного тока, конструкции термометра (поверхности охлаждения) и условий охлаждения. Температурный нагрев может влиять на результаты измерений особенно при малых диапазонах измеряемых температур. Это имеет большое практическое значение для приборов, измеряющих малые разности температур (психрометрическую разность), так как тогда наблюдаются относительно малые изменения со
противления термометров. А для повышения чувствительности измерительной схемы надо увеличивать измерительный ток, что вызовет дополнительную погрешность измерения.

Общую погрешность чувствительного элемента термометра можно рассматривать как сумму погрешностей от подгонки и отклонения отношения RmIR0 от номинального значения и от нагрева. Для диапазона измерений О—IOO0C эта суммарная погрешность термометра может составлять 0,6—1,2°С в зависимости от класса термометра. Поэтому для более точных измерений психрометрической разности необходим подбор парных термометров. В производственных условиях их подбирают путем градуировки, в двух .постоянных точках: в точке таяния льда (O0C) и кипения воды (IOO0C). На основании этой градуировки оценивают Ro и RmIRo и в пары подбирают термометры с наиболее близкими значениями этих величин.

4.2.2.    Погрешности, обусловленные неточной подгонкой и изменением сопротивления соединительных линий
Измерительные приборы градуируют при определенном значении сопротивления соединительных линий (например, при сопротивлении каждого провода 2,5 Ом). Поэтому отклонение сопротивления линий от паспортного значения вносит ошибки в результат измерения. Подгонку сопротивления линии ведут с помощью уравнительных катушек. Чтобы ,пренебречь погрешностями, обусловленными неточностью подгонки сопротивления линии, необходимо, чтобы эти ошибки не превышали Ѵз основной погрешности измерительного прибора. Например, для логометра Л-64 класса точности 1,5 с пределами измерения 0—IOO0C градуировки 23 сопротивление линии должно подгоняться с точностью 0,5% диапазона шкалы, т. е. с точностью 0,5(75,58—53)/100  ±0,1 Ом.

Для уменьшения погрешностей от изменения сопротивления линии при колебаниях температуры следует применять трехпроводную схему включения. При равенстве сопротивлений соединительных линий влияние изменения их сопротивления сводится к минимуму. Если вторичным прибором является логометр или электронный автоматический мост, при трехпроводной схеме включения термометра сопротивления каждый из двух соединительных проводов оказывается включенным в противоположное плечо мостовой измерительной схемы, поэтому изменение сопротивления линий почти не влияет на баланс моста. Третий провод подключается к источнику питания и его сопротивление на результате измерения не сказывается.

4.2.3.    Погрешности, обусловленные неправильной установкой термометров

Точность измерения температуры с помощью термометров сопротивления в большой степени зависит от условий теплообмена с окружающей средой, наличия оттока тепла по арматуре и потерь тепла на излучение. Поэтому от установки термометра в камере во многом зависит точность измерения.

В камерах периодического действия (и в некоторых камерах непрерывного действия) термометры устанавливают в специальном устройстве, проходящем через стенку камеры (рис. 4.1). При такой установке датчиков возможны погрешности измерения, обусловленные потерями тепла в результате лучистого теплообмена между термометрами, стенками 1 камеры 2 и штабелем 3 и теплопроводности защитных трубок термометров. Погрешность измерения от лучеиспускания определяют по формуле [51].
 

Таким образом, погрешности измерения от лучеиспускания могут достигать значительных величин. Поэтому необходимо для их уменьшения выбрать материал защитной арматуры с малым значением коэффициента лучеиспускания (полировать поверхность чехла). Кроме того, для увеличения коэффициента теплоотдачи термометры следует хорошо обдувать, а камера в месте установки термометров должна иметь хорошо теплоизолированные поверхности. Погрешность от лучистого теплообмена может дополнительно возникать и от излучения греющих поверхностей в камере (от калориферов).

Пример 2. При тех же данных, что в примере 1, найдем погрешность от лучеиспускания калориферов, если температура их равна Ліал = 130°С.

 
 
Даже при материале арматуры с малой поглотительной способностью нагрев термометра от лучеиспускания калориферов весьма значителен. В этом случае обязательно надо экранировать термометры от излучения калориферов ,[51, 53]. Экраны выполня
ют из материала, стойкого к коррозионной среде камер, хромируют или никелируют и полируют. Их располагают так, чтобы они обдувались сушильным агентом и не препятствовали обдуву термометров, одновременно защищая их от непосредственного воздействия лучистого теплового потока от калориферов.

Погрешность, обусловленная теплопроводностью арматуры термометра, определяют по формуле [37; 53]:

Таким образом, за счет теплопроводности могут возникать значительные погрешности при измерении температуры. Для уменьшения погрешностей необходимо увеличивать коэффициент теплообмена между средой и термометром (увеличивать скорость обдува датчиков температуры), увеличивать длину погружения термометров, уменьшать сечение защитной арматуры (толщину стенки), применять тепловую изоляцию в месте установки датчиков для увеличения температуры t0-

На практике имеют место случаи, когда неправильные выбор и установка термометров приводят к большим погрешностям измерения температуры среды в камере. Так, при испытаниях камеры СПЛК-2 на Одинцовском комбинате мебельных деталей было обнаружено, что расхождение между показаниями прибора, установленного на камере, и контрольным, составляет в среднем 59С. При этом установленный прибор занижал показания. Датчиками в приборе являлись термометры сопротивления ТСП-1, имеющие значительные габариты. Замена этих термометров на малогабаритные, малоинерционные ТСП-753 привела к существенному
fуменьшению погрешности (в пределах точности измерений ±1°С).

При испытаниях камеры Гипродрев-ЛТА, установленной на ДОЗе им. Халтурина (г. Ленинград), было отмечено, что при открытых приточно-вытяжных отверстиях камеры датчики температуры занижают показания (на 5—10°С). При закрытых приточновытяжных отверстиях показания совпадают с показаниями контрольного прибора. Занижение показаний объяснялось попаданием свежего воздуха при открытии заслонок непосредственно на датчики.

Приведенные примеры (а их можно и продолжить) показывают, что установке термометров в камерах надо уделять серьезное внимание, соблюдать требования к месту установки, к выбору датчиков температуры. Иначе возможны большие погрешности измерения, что способствует нарушению режима и ухудшению качества сушки.

отрывки (возможны ошибки распознавания, формулы опущены) из книги Автоматизация процессов сушки пиломатериалов Е. С. БОГДАНОВ 

Список литературы

UP

Parmaidetet    Ноябрь 27, 2012

payday loans online - payday loans online , payday loans online   1

Вход/Регистрация - Присоединяйтесь! Ваше имя: (или войдите через соц. сети ниже)

Комментарии и отзывы ( потяните за правый нижний край для увеличения окна ):

Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.

• 7.1. Общие требования к системам контроля и регулирования параметров среды
• 4.3. Системы дистанционного контроля параметров среды
• 1.3. Технологические требования к качеству регулирования параметров среды
• Пути механизации обойных работ
• Метод расчета силовых параметров шлифовального и полировального оборудования