Сопротивление термометра сопротивления градуировки 10П измеряется потенциометрическим методом, если известно, что допустимое отклонение от градуировки для термометра II класса не должно превышать, ˚С:
∆ t1 = ± (0,3 + 4,5 · 10-3 t) – для платинового термометра
∆ t2 = ± (0,3 + 6 · 10-3 t) – для медного термометра
Сопротивление образцовой катушки составляет 50 ± 0,1 Ом.
Измерение падения напряжения осуществляется лабораторным потенциометром типа ПП-63 класса 0,05. Допустимое значение основной погрешности не превышает, мВ:
∆е = ± (5· 10-4U + 0,5Uр),
где U – показание потенциометра, мВ;
Uр – цена деления реохорда, мВ.
Значение тока, протекающего через сопротивления, составляет 3 мА.
Измеряемая температура составляет 200˚С. Необходимо определить погрешность измерения температуры.
Решение
Сопротивление термопреобразователя 10П определяется по формуле:
Rt = Rk · UtUk
где Uk – падение напряжения на образцовой катушке, определяется по закону Ома Uk = 50 · 3 = 150 мВ;
Rk - сопротивление образцовой катушки;
Ut – падение напряжения на термопреобразователе;
Сопротивление термопреобразователя при температуре 200 ˚С определяем по таблицам для НСХ ГОСТ Р 8.625-2006.
Rt = 17,704 Ом, тогда по закону Ома Ut = I · Rt = 3 · 17,704 = 53,112 мВ.
Оценим редел допускаемой погрешности определения сопротивления термопреобразователя по формуле:
∆RtRt = (∆RkRk)2+(∆UtUt)2+(∆UkUk)2
Тогда ∆RkRk = 0,150 = 0,002
∆Ut = ± (5· 10-4U + 0,5Uр) = ± (5 · 10-4 · 53,112 + 0,5 · 0,05) = ±0,051556 мВ.
тогда отношение ∆UtUt = 0,05155653,112 = ±0,00097 или ±0,097 %.
Величина ∆ Uk = ± (5· 10-4 · 150 + 0,5 · 0,05) = ± 0,085 мВ,
тогда отношение ∆UкUк = 0,085150 = ±0,00057 или ±0,057 %.
∆RtRt = (0,002)2+(0,00097)2+(0,00057)2 = 0,00229
Найдем ∆Rt = Rt· 0,00229 = 17,704 · 0,00229 = 0,0405 Ом.
Точность измерения сопротивления достаточно высокая, однако изменение сопротивления термопреобразователя при изменении температуры от 0 ˚С до 200 ˚С также невелико и составляет
Rt - R0 = 17,704 – 10 = 7,704 Ом, поэтому относительная погрешность измерения сопротивления составит:
δ = ∆RtR100 - R0 · 100 = 0,040513,911-10 · 100 = 1 %; что составляет ∆ tR = 1˚С
По условию задачи погрешность измерения температуры не должна превышать ∆ tТ = ± (0,3 + 4,5 · 10-3 t) – для платинового термометра,
∆ tТ = ± (0,3 + 4,5 · 10-3· 200) = 1,2 ˚С
Оценим предел допускаемой суммарной погрешности определения температуры:
∆t = ∆tT2+ ∆tR2 = 1,22+ 1,12 = ±1,6 ˚С