Делает качественно свою работу
Информация о работе
Подробнее о работе
Анализ возможностей измерения и применения термоэлектрических термометров
- 26 страниц
- 2017 год
- 86 просмотров
- 1 покупка
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
В метеорологии температура воздуха является одной из наиболее часто измеряемых физических величин. Помимо непосредственных измерений температуры воздуха разработано большое количество методов косвенного определения других параметров, например, скорости ветра, показателя преломления воздуха по значения температуры воздуха и их флуктуациям. Примером пассивного метода определения скорости ветра может служить автоматизированный метеорологический комплекс АМК-03 (Азбукин, 2006).
Сегодня все более строгие требования предъявляются к точности измерения температуры в наименьшем возможном воздушном объеме осреднения. При большом разнообразии средств измерений в области средних температур (оптические пирометры, проволочные и пленочные термометры сопротивления, термопары, термодиоды, ртутно-стеклянные термометры и т.п.) преобладающее применение находят приборы для контактных методов измерения температуры воздуха. Значительная часть всех температурных измерений в научных и других исследованиях приходится на долю термоэлектрических преобразователей, чувствительными элементами которых являются термопары (Каржавин, 2010).
В настоящей работе поставлена цель изучения особенностей измерений температуры воздуха с помощью термоэлектрических термометров, и анализа возможностей точного определения температуры воздуха. В соответствие с целью в работе рассматривается принцип реализации эффекта Зеебека в термоэлектрических термометрах в части возможности достижения высокой точности. При этом, как минимум такие термометры должны обеспечивать метеорологическую точность измерения температуры воздуха в 0.1 ℃. А как максимум, точность измерения температуры воздуха должна быть существенно выше – до 0.01 ℃ ( при исследованиях атмосферной турбулентности и мелкомасштабных атмосферных упорядоченных течений).
Для этого обсуждаются влияния различных факторов на формирование шумовой картины в схеме «термопара-аналого-цифровой преобразователь» и, в конечном счете, на показания конкретного термометра, основанного на использовании медь-константановой термопары и аналого-цифрового преобразователя типа «ZET 230».
Введение
1.Особенности термоэлектрических термометров применительно к измерениям температуры воздуха
1.1 Термоэлектрический термометр и принцип работы
1.2 Включение измерительного прибора в цепь термопары
1.3 Удлиняющие (компенсационные) термоэлектродные провода
1.4 Поправка на температуру свободных концов термопары
1.5 Термоэлектродные материалы и типы термопар
2. Погрешности в схеме термопара – АЦП. Экспериментальные результаты
2.1 Основные источники погрешности при измерении температуры с помощью термопар
2.2 Аналого-цифровые преобразователи отношение сигнал / шум
2.3 Экспериментальные исследования. Чувствительность термоэлектрических измерителей
Заключение
Список литературы
Приложения
В работе рассмотрены основные особенности измерений температуры воздуха с помощью термоэлектрических термометров, и проанализированы возможности точного определения температуры воздуха.
Для точных измерений температуры воздуха и ее флуктуаций выдвигаются весьма жесткие и противоречащие друг другу требования к конструкции прибора. С одной стороны, конструкция должна быть легкой и ажурной, а размеры чувствительного элемента минимальные, чтобы не вносить искажений в структуру воздушного потока. С другой стороны конструкция должна обеспечивать эффективную радиационную защиту и быть достаточно жесткой к разрушающему действию окружающей среды. Требования радиационной защиты ужесточаются при дневных измерениях в ясных погоде в условиях сильного нагрева прямым и рассеяным излучением Солнца.
Помимо размеров, измерительный датчик должен обладать малой инерционностью, высокой линейностью и слабо реагировать на изменения других метеорологических параметров ( влажность, давление, ветер).
Показано, что термопары, являясь по существу дифференциальным средством измерения температуры, обладают низкой инерционностью и способны регистрировать наиболее высокочастотные флуктуации температуры. При этом по существу единственным недостатком термопары является ее низкая чувствительность. Так, чувствительность термопары медь-константан составляет 40 мкВ / C. Для достижения точности измерений температуры должны обеспечиваться низкие собственные шумы, низкий температурный дрейф нуля, что может быть реализовано путем включения в схему измерений усилителей.
Список литературы
1. Азбукин А.А. Автоматизированный ультразвуковой метеорологический комплекс АМК-03 / А. А. Азбукин, А. Я. Богушевич, В. С. Ильичевский, В. А. Корольков, А. А. Тихомиров, В. Д. Шелевой// Геофизика, 2006. - с.3.
2. Денисенко В. Термопары: принципы применения, разновидности, погрешности измерений / В записную книжку инженера, 2012. - CТА 3. - 3 с.
3. Ерошкин Б.Н. Разработка устройства усиления и масштабирования сигнала термопары / Б.Н.Ерошкин, А.А. Лаврентьев, К.Ю. Михайлов // "Аэтерна" (Уфа), 2017. - С. 85-92.
4. Дженкинс Г. Спектральный анализ и его приложения / Г. Дженкинс, Д. Ваттс. – М.: Мир, 1972. – В.1. – 316 c.
5. Дженкинс* Г. Спектральный анализ и его приложения / Г. Дженкинс, Д. Ваттс. – М.: Мир, 1972. – В.2. – 285 с.
6. Каржавин В.А. Влияние термоэлектрической неоднородности на точность измерения температуры термопарами / диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // Обнинск, 2010 — 147 с.
7. Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса / А.Н. Колмогоров // Докл. АН СССР. – 1941. – Т.30, №4 – С. 301 – 305.
8. Теплов В.Ю. Сигма дельта АЦП / В.Ю. Теплов, А.В. Хуснутдинова , Р.Р. Латыпов, И.В. Скворцов, Д.В. Коротышкин.- Казань: Казан. ун-т, 2015.- 44 с.
9. Ходжаева Г.К.Метеорологические методы и приборы наблюдений: Учебное пособие. — Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2013. — 189 с.
10. Чистофорова Н.В. Технические измерения и приборы. Часть 1. Измерение теплоэнергетических параметров: Учебное пособие для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»/ Н.В. Чистофорова, А.Г.Колмогоров. – Ангарск, АГТА, 2008. – 200 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
