Логометр л 64 инструкция по эксплуатации

Л-64

Логометр профильный показывающий Л-64

Также этот прибор может называться: Л64, Л 64, Л-6ч, l64, l-64, l 64.

Л-64 логометр профильный показывающий предназначен для измерения температуры в комплекте с термометрами сопротивления стандартных градуировок в производственных и технологических процессах.

Логометры Л-64 рассчитаны для установки на щитах.

Технические характеристики Л-64:

Габаритные размеры — 100×200×240 мм.

Класс точности — 1,5.

Сопротивление внешней цепи — 5 Ом; 15 Ом.

Градуировочные характеристики — гр.20; гр.21; гр.22; гр.23; гр.24.

Диапазон измерений — в единицах температуры и сопротивления.

Допускаемая основная погрешность диапазона измерений — ±1,5%.

Вариация показаний — не более допускаемой основной погрешности.

Рабочее положение — вертикальное.

Толщина щита — до 25 мм.

Система логометра Л-64 — магнитоэлектрическая.

Напряжение питания — 4 В.

Потребляемая мощность — 0,3 Вт.

Масса — не более 2,5 кг.

Условия эксплуатации Л-64:

Температура окружающего воздуха — от +10° С до +35° С.

Относительная влажность — до 80%.

Предприятие-изготовитель предоставляет гарантию соответствия Л-64 всем требованиям технических условий при соблюдении потребителем правил и условий эксплуатации, хранения и транспортирования, установленных документацией по эксплуатации.

3
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРИБОРОВ И АППАРАТУРЫ

3.1
Термопреобразователь сопротивления
ТСМТ 101

По
заданной температуре t
= 112°C,
а также с учетом работы прибора в
комплекте со вторичным прибором
логометром, который нам дан, выбираем
первичный преобразователь ТСМТ
101(рисунок 2) для измерения температуры.

Принцип
действия термометров сопротивления
основан на изменении электрического
сопротивления металлических проводников
в зависимости от температуры. Металлы,
как известно, увеличивают при нагреве
свое сопротивление. Следовательно, зная
зависимость сопротивления проводника
от температуры и определяя это
сопротивление при помощи электроизмерительного
прибора, можно судить о температуре
проводника.

Рисунок
2 – Термопреобразователь сопротивления
типа ТСМТ 101.

Термометры
сопротивления имеют специальную
арматуру, которая состоит из электроизоляции,
защитного чехла и головки для присоединения
внешних проводов. Арматура изолирует
чувствительный элемент термометра,
обеспечивает необходимую прочность
термометра и возможность закрепления
его в месте установки. Для закрепления
термометров в месте установки они имеют
подвижны или неподвижный штуцер с
резьбой [3].

Термопреобразователь
сопротивления типа ТСМТ 101 предназначен
для измерения температуры жидких и
газообразных химически неагрессивных
сред, а также агрессивных, не разрушающих
материал защитного чехла. Основными
критериями выбора термометра сопротивления
типа ТСМТ 101 были невысокая температура
измерения, а также дешевизна меди, из
которой изготовлен чувствительный
элемент. В таблице 3 приведены основные
технические характеристики термометра
сопротивления типа ТСМТ 101 [4].

Таблица
3 – Технические характеристики
термопреобразователя сопротивления
типа ТСМТ 101

Наименование	Значение
Диапазон рабочих температур	от -50 до 180°С
Время термической реакции	20-30 с
Диапазон условных давлений	0 – 6.3 МПа
Класс допуска	В, С
Материал защитного чехла	С10 – сталь 12Х18Н10Т
Диаметр рабочей части	8; 10 мм

Магнитоэлектрический
логометр является одним из вторичных
промышленных приборов, работающих в
комплекте с термометрами сопротивления.

Принцип
действия прибора основан на измерении
отношения сил токов, протекающих в двух
параллельных электрических цепях,
питаемых от постороннего источника
постоянного тока, в каждую из которых
включено по одной рамке.

Логометр
имеет подвижную часть, состоящую из
двух жестко скрепленных под небольшим
углом рамок, поворачивающихся на опорах
около вертикальной оси в неравномерном
магнитном поле постоянного тока.
Подвижная часть логометра не имеет
пружинок для ее уравновешивания, которое
достигается здесь посредством
взаимодействия противоположно
направленных вращающихся моментов
рамок. Показания логометра практически
не зависят от колебаний напряжения
источника питания, что является
достоинством прибора.

Рисунок
3 – Принципиальная схема логометра.

На
рисунке 3 показана схема логометра с
термометром сопротивления R_т
источником
питания Б.
Меж­ду
полюсными наконечника­ми постоянного
магнита, име­ющими овальную выточку,
расположен стальной цилин­дрический
сердечник, образующий с ним и переменный
по ширине воздушный зазор, постепенно
уменьшающий магнитную индукцию от
се­редины наконечников к их краям. В
зазорах перемеща­ются одинаковые
скрещенные под небольшим углом R_р1
и R_р2
из тонкого изолированного провода,
жестко скрепленные между собой и с
указательной стрелкой прибора.

Измерительная
схема логометра состоит из параллель­ных
цепей I и II, питаемых от источника тока
Б. В
цепь I
включены рамка R_р1
, и резистор R, а в цепь II – рамка R_р2,
термометр сопротивления R_т
и соединительная линия R_л.
Через рамки логометра R_р1
и R_р2,
протекают токи I₁
и I₂,
обратно пропорциональные сопротивлениям
цепей I
и II,
образующие магнитные поля. Взаимодействие
последних с полем основного магнита
создает вращающие моменты М₁
и M₂,
действующие
на рамки в противоположных направлениях.

Рисунок
4 – Электрическая схема логометра Л-64

Логометр
типа Л-64 с трехпроводным включением
тер­мометра сопротивления имеет
элек­трическую схему, показанную на
рисунке 4. Здесь логометр совме­щен с
неуравновешенным мостом для увеличения
чувствительности, возможности
осуществления тем­пературной
компенсации и легко­сти получения
шкалы на задан­ный диапазон показаний
путем подбора сопротивлений плеч мо­ста.
Постоянные резисторы R1
— R3
образуют три
плеча моста, причем сопротивления
резисторов R1
и R3
одинаковы. В
четвертое плечо включены: постоянный
ре­зистор R4,
термометр
сопротивле­нии R_т
и один соединительный провод с подгоночным
резисто­ром R_п2.
Второй провод
с подго­ночным резистором R_п1
относится к плечу R2.
Рамки R_р1
и R_р2 логометра
подключены к диагонали моста ab. Во вторую
диагональ подается постоянный ток
напряжением 4В от источника сетевого
питания ИП.

Мост
находится в состоянии равновесия при
сопротивлении термометра, соответствующем
середине шкалы прибора. При отклонении
измеряемой температуры от значения,
отвечающей средней отметке шкалы,
равновесие моста будет нарушаться.
Повышение температуры, т.е. возрастание
сопротивления термометра, приводит к
уменьшению тока в рамке R_р2
и увеличению
тока в рамке
R_р1,
а понижение температуры – к обратному
изменению токов в рамках. Возникающая
разность вращающихся рамок заставляет
подвижную часть поворачиваться в ту
или иную сторону до наступления нового
равновесия, обусловленного выравниванием
моментов из-за переменной ширины
воздушного зазора.

Логометр
выпускается для термометров сопротивления
градуировочных характеристик гр. 21—23.
Диапазоны показаний у него те же, что и
у автоматических уравновешенных мостов.
Шкала прибора профильная, длиной 130 мм
[3].

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

^
Для проведения лабораторной работы используется стенд (рис. 12), на котором смонтированы:

• поверяемые приборы – логометр (Л-64И) 1 с источником питания (СВ-4М) 2; логометр (ЛПр-66) 3 и автоматический мост (КСМ-2) 4;
• образцовый магазин сопротивления (МСР-63) 5, имитирующий работу термопреобразователя сопротивления;
• вольтметр постоянного тока (М4200) 6 для контроля напряжения питания логометра Л-64И;
• переключатель Ш, служит для подключения поверяемых приборов к образцовому магазину сопротивления;
• тумблер Т1 – для подключения лабораторного стенда к сети 220 В, 50 Гц, при выключенном стенде загорается сигнальная лампа Л1;
• тумблер Т2 – для изменения напряжения питания логометра Л-64И;
• тумблер ТЗ – для изменения сопротивления соединительных проводов;
• тумблер Т4 – для изменения схемы подключения образцового магазина сопротивления к поверяемому прибору (2-х или 3-хпроводная).

^

Порядок выполнения работы

Уяснить цель работы. Ознакомиться с устройством и расположением элементов на лабораторном стенде, принцип действия логометра. Изучить методику поверки вторичных приборов.
^

Методика поверки логометров

В соответствии с ГОСТ 8.209-76 при поверке находящихся в эксплуатации показывающих логометров выполняются следующие операции: внешний осмотр; проверка отклонения указателя за начальную отметку шкалы; определение погрешности установки указателя логометра на контрольную отметку; определение основной погрешности и вариации показаний.

Поверку логометров проводят при температуре окружающего воздуха 20±2°С, относительной влажности воздуха не более 80%, напряжение питания должно соответствовать паспортным данным логометра.
^
1. Произвести внешний осмотр логометра.

Логометр должен соответствовать следующим требованиям:

отметки и цифры на шкале должны быть четкими;

стекло, шкала, стрелка и другие части прибора не должны иметь механических повреждений, влияющих на нормальную работу прибора;

отклонение указателя за начальную отметку шкалы должно быть не более 2 мм.

Внести результаты внешнего осмотра логометра в протокол поверки (приложение 5).

2. Собрать поверочную схему (см. рис. 12). Подключить логометр к магазину сопротивлений, установив переключатель П1 в крайнее левое положение; тумблер ТЗ в положение «нормальные условия»; тумблер Т4 в положение «3-проводная схема»; тумблер Т2 в положение «U_норм». Подать на схему питание, включив тумблер Т1.

3. Проверить плавность хода стрелки логометра. Плавно изменяя сопротивление магазина МСР-63, проследить за ходом стрелки от начала до конца шкалы и обратно. Стрелка логометра должна иметь легкий, плавный без скачков ход.

При проведении работы необходимо помнить: во избежание повреждении логометра любые переключения в схеме должны производиться после отключения питания (отключенный тумблер т1)!

4. Определить основную погрешность и вариацию показаний.

Изменяя сопротивление магазина МСР-63, плавно вывести стрелку логометра на первую поверяемую отметку шкалы (перескакивание через поверяемую отметку и возврат к ней в обратном направлении недопустимы). Записать полученное значение сопротивления в протокол поверки (прилож. 5).

Указанные операции повторить для всех поверяемых (оцифрованных) отметок шкалы как при прямом, так и при обратном ходе стрелки логометра.

Из градуировочных таблиц (приложение 4) для соответствующей градуировки, указанной на шкале прибора, занести в таблицу протокола поверки номинальные значения сопротивления для соответствующих поверяемых отметок.

Выключить тумблер Т1!

5. Рассчитать значения основных погрешностей по соотношениям

; , (15)

где и – основные погрешности измерения соответственно при прямом и обратном ходе; – сопротивление по градуированной таблице для соответствующей поверяемой отметки; , – показания образцового магазина, соответствующие одной и той же отметке поверяемого прибора при прямом и обратном ходах.

Результаты вычислений заносятся в протокол поверки.

6. Определить вариацию показаний поверяемого прибора

(16)

Результаты вычислений занести в протокол поверки.

7. Вычислить допускаемую основную погрешность поверяемого прибора по формуле

(17)

где – допускаемая основная погрешность; и – значения сопротивлений по градуированной таблице соответственно для конечной и начальной отметок шкалы поверяемого прибора; – класс точности,

8. Дать оценку годности поверяемого прибора.

Прибор признается годным по результатам поверки в том случае, если

(18)

Неравенства (9) должны выполняться для всех поверяемых отметок шкалы прибора.
^

1. Какими свойствами должен обладать материал, применяемый для изготовления чувствительного элемента термопреобразователя сопротивления?
2. Дайте сравнительный анализ свойств металлов, применяемых для ТСМ и ТСП. Назовите условные обозначения номинальных статических характеристик этих устройств.
3. Как выполняется поверка термопреобразователей сопротивления?
4. Какие вторичные приборы применяются в комплекте с термопреобразователями сопротивления для измерения температуры в технологических измерениях?
5. Как будет выглядеть поверочная схема при определении основной погрешности логометра?

В течение практического занятия студенты должны решить задачи, указанные преподавателем.
2.7 Занятие №7

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛОГОМЕТРОМ ПРИ ТРЕХ И ДВУХ ПРОВОДНОЙ СХЕМЕ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЕРМОМЕТРА СОПРОТИВЛЕНИЯ И ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ ЛОГОМЕТРА НА ПОГРЕШНОСТИ ЕГО ИЗМЕРЕНИЯ»

Цель работы – исследовать погрешность измерения температуры вторичным прибором при трех- и двухпроводной схеме подключения термопреобразователя сопротивления при изменении условий измерения (температуры окружающей среды).
^
Щитовые показывающие логометры типов Л-64, ЛПр-64, и ЛР-64-02 предназначены для работы с техническими преобразователями сопротивления, подключаемыми по двух- или трехмерной схеме. Класс точности приборов 1,5.

Логометр типа Л-64 с трехпроводным включением термопреобразователя сопротивления имеет электрическую схему, показанную па рис. 13. Здесь логометр совмещен с неуравновешенным мостом для увеличения чувствительности, возможности осуществления температурной компенсации. Постоянные резисторы R_I–R₃ образуют три плеча моста, причем сопротивления резисторов R_I и R₃ одинаковы, В четвертое плечо включены постоянный резистор R₄, термопреобразователь сопротивления R_Т и один соединительный провод с подгоночным резистором R_Л2.

Второй провод с подгоночным резистором R_Л1 относится к плечу R₂. Рамки R_P1 и R_P2 логометра подключены к диагонали моста ab. Во вторую диагональ подается постоянный ток напряжением 4 В от источника сетевого питания ИП. Средняя точка между рамками логометра соединена с вершиной моста с через два последовательно включенных резистора R₅ и R₆ (первый – манганиновый, второй – медный), служащих соответственно для получения заданного угла отклонения подвижной части и для температурной компенсации прибора.

Мост находится в состоянии равновесия при сопротивлении термопреобразователя, соответствующем середине шкалы прибора. При этом из-за равновесия потенциалов в вершинах a и b падения напряжения на плечах моста R₁ и R₃ равны, обе рамки занимают симметричное положение относительно оси полюсных наконечников.

При отклонении измеряемой температуры от значения, отвечающего средней отметке шкалы, равновесие моста будет нарушаться. Повышение температуры, т. е. возрастание сопротивления преобразователя, приводит к уменьшению тока в рамке R_P2 и соответственно к увеличению тока в рамке R_P1, a понижение температуры, вызывающее уменьшение сопротивления термопреобразователя, к обратному изменению токов в рамках.

Возникающая в обоих случаях разность вращающих моментов рамок заставляет подвижную часть поворачиваться в ту или другую сторону до наступления нового равновесия, обусловленного выравниванием моментов из-за переменной ширины воздушного зазора.

Резисторы R_Л1 и R_Л2 служат для подгонки сопротивления основных соединительных проводов до градуировочного значения 5 или 15 Ом, указанного на шкале логометра.
^

1. Подключить вторичный прибор к магазину сопротивлений. Перевести тумблер ТЗ в положение «нормальные условия», тумблер Т4 в положение «3-проводная схема»; тумблером Т1 подать питание в схему.
2. Для начальной, средней и конечной точек шкалы определить показания МСР при прямом и обратном ходе стрелки. Результаты измерений занести в таблицу (прилож.3).
3. Перевести тумблер Т4 в положение «2-проводная схема» и выполнить указания п. 2.
4. Перевести ТЗ в положение «измененные условия» и выполнить указания п. 2.
5. Перевести тумблер Т4 в положение «3-проводная схема» и выполнить указания п. 2. Результаты всех измерений занести в табл. (прилож. 6).
6. Определить дополнительные погрешности, обусловленные изменением температуры окружающей среды, для трех- и двухпроводной схем подключения термопреобразователей сопротивления по формулам

где дополнительная погрешность соответственно при прямом и обратном ходе при изменении условий измерений, Ом;

– показания образцового магазина сопротивлений соответственно при прямом и обратном ходе при изменении условий измерений, Ом.

Сделать вывод о значениях дополнительных погрешностей при трех- и двухпроводной схемах подключения.

^
Указанная дополнительная погрешность определяется для трех отметок шкалы (начало, середина и конец) при отклонении напряжения питания от номинального значения.

1. Подключить логометр Л-64 к магазину сопротивлений. Перевести тумблер ТЗ в положении «нормальные условия»: тумблер T4 – в положение «3-проводная схема»; тумблер Т2 — в положение «U_норм», подать питание в схему, включив тумблер Т1.
2. Для начальной, средней и конечной точек шкалы определить показания МСР при прямом и обратном ходе, результаты измерений занести в табл. (прилож. 7).
3. Перевести тумблер Т2 в положение «U_изм» и выполнить указания п. 2. Результаты измерений занести в таблицу. (прилож. 7).
4. Определить дополнительную погрешность, обусловленную изменением напряжения питания логометра, по формулам

(19)

где – дополнительная погрешность соответственно при прямом и обратном ходе стрелки логометра, Ом; – показания образцового магазина сопротивлений соответственно при прямом и обратном ходе при отклонении напряжения питания от номинального.

Дополнительная погрешность не должна превышать значения допускаемой основной погрешности:

. (20)
^

1. Как произвести контроль исправности логометра?
2. Как действует логометр?
3. Как действует автоматический мост?
4. Достоинства и недостатки двух- и трехпроводной схем подключения?

В течение практического занятия студенты должны решить задачи, указанные преподавателем.
2.8 Занятие №8

^

Цель работы – изучение принципов действия оптических пирометров и приобретение навыков измерения температуры тел бесконтактным методом при помощи ЭОП-66.
^
Большая часть температурных измерений в промышленности и особенно в энергетике выполняется контактными датчиками при непосредственном соприкосновении измерительного элемента с контролируемой средой (термометры сопротивления, расширения и термоэлектрические термометры). Наряду с достоинствами (дешевизна, простота, высокая точность и надежность) они обладают рядом недостатков: разрушение тела датчика при высоких температурах (верхний предел 2500 К), обязательность хорошего контакта с измеряемой средой, что трудновыполнимо в случае движущихся объектов, искажение температурного поля и относительно большая инерционность, затрудняющая анализ быстропротекающих процессов. Указанных недостатков лишены бесконтактные датчики, основанные на измерении интенсивности потока излучения, возникновение которого определяется только температурой и оптическими свойствами тела.

Поток лучей, падающих извне на поверхность тела, в результате взаимодействия с ним количественно может быть разделен на три составляющие:

1. излучение, отраженное от поверхности тела;
2. энергия, поглощенная телом, перешедшая из лучистой в тепловую;
3. поток лучей, прошедших насквозь через тело.

При анализе законов излучения часто встречается термин абсолютно черное тело. Таких тел в природе не существует, это математическая абстракция, которая характеризуется полным поглощением всей падающей энергии Е_пад=Е_{0 погл} (индекс «0» означает черное тело).

Процессы поглощения и излучения телами лучистой энергии взаимопротивоположны. Первый состоит в преобразовании части упавшего на поверхность тела потока в тепловую энергию, вызывающую повышение температуры. Второй характеризуется зависимостью излучения от температуры; для абсолютно черного тела (энергия лучей определяется только температурой, на нее не влияют свойства поверхности) фундаментальная связь энергии и температуры определяется по формуле Планка:

, (21)

где – постоянные; – длина волны излучения; – температура; -энергетическая яркость в длине волны.

При малых (для реальных тел при температуре менее 4000 К) можно применять закон Вина:

(22)

Для реальных тел законы теплового излучения можно записать:

(23)

На основании формулы (23) можно определить истинную температуру тела, измерив интенсивность излучения и зная . Однако степень черноты в значительной мере зависит от температуры (пока неизвестной), длины волны и от состояния поверхности измеряемого тела (алюминий полированный ; алюминий сильно окисленный , т.е. в уравнении (23) кроме искомой Т входит и неизвестная в общем случае величина , которая значительно влияет на измеренное значение температуры.

Измерительные устройства, основанные на определении теплового излучения тел, градуируются на температуру, соответствующую излучению абсолютно черного тела. Тепловые излучения различных реальных тел при равной температуре неодинаковы и определяются значениями коэффициентов черноты этих тел. Для нахождения температур реальных тел в показания измерительных устройств вводят поправки.

На основании зависимости (23) базируются основные методы пирометрии излучения: яркостный, цветовой и радиационный.

Яркостный метод основан на совпадении яркости эталона (температура которого известна) и измеряемого объекта. В этом случае

, (24)

т.е. мы измеряем яркостную температуру и определяем из выражения

(25)

Цветовой метод подходит для «серых» тел, у которых степень черноты не зависит от длины волны. В этом случае, определив для двух разных длин яркость измеряемого объекта, мы для двух неизвестных и сможем записать два уравнения типа (25), и эта система однозначно разрешится. В случае зависимости степени черноты от длины волны погрешность этого метода также будет значительно меньше, чем у яркостного.

В радиационном методе излучение от объекта фокусируется с помощью линзы на чувствительном элементе (блоке термопар) и по температуре чувствительного элемента определяется искомая температура тела.
^
Лабораторный прецизионный прибор ЭОЛ-66 является монохроматическим оптическим пирометром с исчезающей нитью накала.

Действие пирометра основано на измерении квазимонохроматической яркости излучения нагретого объекта путем сравнения ее с яркостью эталона. В качестве эталона яркости в пирометре ЭОП-66 применяется специальная пирометрическая лампа, у которой температура нити зависит от тока, протекающего по ней.

Изображение источника объекта излучения, температуру которого необходимо измерить с помощью объектива, проектируется на плоскость нити пирометрической лампы. При наблюдении через окуляр микроскопа нить пирометрической лампы четко изображается на фоне источника излучения. Изменяя силу тока пирометрической лампы, уравнивают яркость нити лампы с яркостью измеряемого объекта.

Изображение источника объекта излучения, температуру которого необходимо измерить с помощью объектива, проектируется на плоскость нити пирометрической лампы. При наблюдении через окуляр микроскопа нить пирометрической лампы четко изображается на фоне источника излучения. Изменяя силу тока пирометрической лампы, уравнивают яркость нити лампы с яркостью измеряемого объекта.

Температура объекта определяется по току, протекающему по нити пирометрической лампы в момент равенства яркостей нити и изображения объекта.

Пирометр ЭОП-66 (рис.14) представляет собой телескоп, состоящий из объектива 6 и окулярного микроскопа 1, оправы которых закреплены в кронштейне. К кронштейну крепится блок ламп 4, в котором помещены три патрона с лампами 2.

Для получения четкого изображения объектов, расположенных на различных расстояниях от прибора, объектив пирометра с помощью ручки 5 перемещается вдоль оптической оси.

Перемещение окуляра микроскопа 1 вдоль оптической оси обеспечивает необходимую диоптрийную наводку.

Пирометр имеет три пирометрические лампы 2, закрепленные в патронах. В поле зрения окуляра лампы вводятся поочередно поворотом ручки 11. Перемещение ламп в вертикальном направлении обеспечивается регулировочными винтами 10. Для фиксации ламп в выбранном положении служит стопорный винт 12.

Напряжение с помощью контактной системы подается только к той лампе, которая находится в поле зрения окуляра пирометра.

Для расширения температурной шкалы пирометр снабжен кассетой 9 с поглощающими стеклами и выносным поглотителем 7.