Báo cáo thí nghiệm cảm biến và đo lường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH  Giáo viên hướng dần : TRẦN VIỆT HÙNG Sinh viên thực : NGUYỄN BÙI ĐAT Lớp : ĐHNL6 TP.HỒ CHÍ MINH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN: A BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 1: Dụng cụ thí nghiệm T157D Chọn thông số lưu lượng quạt: Qm  5kg / h Chọn thông số lưu lượng bơm: Qv  150 l / h I Bảng kết thí nghiệm khảo sát : Nhiệt độ: Celcius (0C) Thời gian: Giây (s) i Bảng kết quả: STT 10 ii T1 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Vẽ đường đặc tuyến: T2 T3 T4 Thời gian 32.6 33.6 34.4 35.1 36.1 37.0 37.8 38.8 39.4 40.3 31.4 31.4 31.5 31.5 31.6 31.7 31.7 31.8 31.9 31.9 32.5 33.2 33.7 34.4 34.9 35.4 35.9 36.5 37.0 37.8 270 475 725 1009 1290 1624 1986 2391 2887 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T1 45 40 Nhiệt độ (0C) 35 30 25 20 15 10 0 270 475 725 1009 1290 1624 1986 2391 2887 1986 2391 2887 Thời gian (s) ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T2 45 40 35 Nhiệt độ (0C) 30 25 20 15 10 0 270 475 725 1009 1290 Thời gian (s) 1624 ĐƯỜNG ĐẶC TUYẾN T3 32 31.9 Nhiệt độ (0C) 31.8 31.7 31.6 31.5 31.4 31.3 31.2 31.1 270 475 725 1009 1290 1624 1986 2391 2887 Thời gian (s) ĐƯỜNG ĐẶC TUYẾN T4 39 38 Nhiệt độ (0C) 37 36 35 34 33 32 31 30 29 270 475 725 1009 1290 Thời gian (s) 1624 1986 2391 2887 II i Bảng kết thí nghiệm khảo sát sai số: Bảng số liệu: Xét móc nhiệt độ T1  330 C ta có bảng số liệu sau: STT T1(0C) T2(0C) T3(0C) T4(0C) 33 32.8 31.0 32.7 33 32.9 31.2 32.5 33 32.8 31.4 32.7 33 32.7 31.3 32.8 33 32.9 31.1 32.9 33 33.0 31.2 32.7 33 32.6 31.1 32.7 33 32.7 31.3 32.6 ii Xử lý số liệu trên:  Kỳ vọng tốn học lấy trung bình cộng n lần đo: n M x   x  xd  x k 1 i n Áp dụng công thức ta có: M T2   T2  32.8  32.9  32.8  32.7  32.9  33.0  32.6  32.7  32.8 M T3   T3  31.0  31.2  31.4  31.3  31.1  31.2  31.1  31.3  31.2 M T4   T4  32.7  32.5  32.7  32.8  32.9  32.7  32.7  32.6  32.7  Độ lệch: d i  xi  x Áp dụng công thức ta độ lệch cho: Nhiệt độ T2: d1=0 ; d2=-0.1 ; d3=0 ; d4=0.1 ; d5=-0.1 ; d6=-0.2 ; d7=0.2 ; d8=0.1   di   (0.1)   0.1  (0.1)  (0.2)  0.2  0.1  i 1 Nhiệt độ T3: d1=0.2 ; d2=0 ; d3=-0.2 ; d4=-0.1 ; d5=0.1 ; d6=0; d7=0.1 ; d8=-0.1   di  0.2   (0.2)  (0.1)  0.1   0.1  (0.1)  i 1 Nhiệt độ T4: d1=0 ; d2=0.2 ; d3=0 ; d4=-0.1 ; d5=-0.2 ; d6=0 ; d7=0 ; d8=0.1   di   0.2   (0.1)  (0.2)    0.1  i 1 Phương sai sai số ngẫu nhiên tính theo công thức BessE1: n   ( xi  x ) i 1 n 1 n   i 1 i n 1  n n i 1 i 1  ( xi   n 1 xi ) n Nếu ta lấy kết giá trị trung bình n lần đo phương sai giảm n lần: n x   n   (x i 1 i  x )2 n(n  1) Áp dụng cơng thức ta có: 02  (0.1)  02  0.12  (0.1)  (0.2)  0.22  0.12  0.1309 1 T  2 0.22  02  (0.2)  (0.1)  0.12  02  0.12  (0.1)  T3   0.1309 1 02  0.22  02  (0.1)  (0.2)  02  02  0.12  T4   0.1195 1 Vậy: T T  T T  T T   0.1309  0.0463  0.1309  0.0463  0.1195  0.0422  Sai số ngẫu nhiên dựa phân bố Gauss: eRd   x Áp dụng công thức ta sai số: eRd T  0.0309 eRd T  0.0309 eRd T  0.0281 Vậy: Lim(eRd )  4,5.eRd Ta liệt kê kết bảng sau: X T2 T3 T4 32.8000 31.2000 32.7000 d2 0.1200 0,1200 0.1000 σ 0.1309 0.1309 0.1195 eRd 0.0309 0.0309 0.0281 Lim( eRd ) 0.1391 0.1391 0.1265 Căn vào bảng số liệu việc sử lý số liệu ta thấy giá trị đo có sai số (σ) nằm giới hạn sai số (Lim( eRd )) III Nhận xét: Ta thấy sai số giá trị đo nằm giới hạn đo nên phép đo có sai số  Nguyên nhân: o Thiết bị đo o Môi trường đo o Việc đọc khơng xác hay độ chờ, độ trễ mơi chất B BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2: Dụng cụ thí nghiệm: Ống thơng gió I Xác định độ tuyến tính (hay độ chụm độ đúng) o Đo lưu lượng gió ống: Bảng kết quả: Công thức chuyển đổi : 1mmHg=9,81Pa V=s.√ Với ρ(kg/m3) Q=v.A Ta thu bảng sau: Lần đo 10 11 12 13 14 15 16 h (mmHg) h (Pa ) 8.0 7.5 7.0 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 78.480 73.575 68.670 68.670 63.765 58.860 53.955 49.050 49.050 53.955 58.860 63.765 68.670 73.575 78.480 83.385 ρ(g/m3) 902.368 902.368 958.589 V(m/s) 13.189 13.189 13.200 Q(m3/s) 0.528 0.528 0.530 Gia công số liệu: Dựa vào bảng số liệu ta thấy hai điểm có lưu lượng nhau, ta lấy điểm có lưu lượng cao điểm 16 Lần đo 10 Vh 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% Δh(mmHg) 8.5 8.0 7.0 6.5 5.0 3.0 1.0 0.5 0.2 ρ(g/m3) 958.589 902.368 - V(m/s) 13.200 13.189 - Q(m3/s) 0.530 0.528 - V(m/s) 13.200 13.189 - Q(m3/s) 0.530 0.528 -  Sự thay đổi tần số ta thu bảng sau: Lần đo 10 f(Hz) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Δh(mmHg) 8.5 8.0 6.5 5.5 3.0 2.0 1.5 1.0 0.5  Đồ thị đường đặc tính: ρ(g/m3) 958.589 902.368 - ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THEO CỬA VAN Lưu lượng Q(m3/s) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 10 Vận tốc V(m/s) ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THEO TẦN SỐ 0.6 Tần số f(Hz) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Vận tốc V(m/s)  Qua hai đồ thị ta thấy hai đường đặc tính gàn như Điểm 1:  Sự thay đổi cửa van ta thu bảng sau: Uh 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% V(m/s) 12.5 12.2 12.0 11.8 11.2 10.5 08.4 05.4 04.5 04.3 03.6 02.7 02.2 01.3 00.5 Q(m3/s) 0.500 0.488 0.48 0.472 0.448 0.420 0.336 0.216 0.180 0.172 0.144 0.108 0.088 0.052 0.02  Sự thay đổi tần số ta có bảng kết sau: f(Hz) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Q(m3/s) 0.500 0.476 0.448 0.392 0.344 0.292 0.244 0.200 0.152 0.096 V(m/s) 12.5 11.9 11.2 9.8 8.6 7.3 6.1 5.0 3.8 2.4  Đồ thị đường đặc tính: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THEO CỬA VAN 0.6 0.5 Lưu lượng (m3/s) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Vận tốc (m/s) 10 12 14 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THEO TẦN SỐ 0.6 0.5 Lưu lượng (m3/s) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 12 14 Vận tốc (m/s)  Qua hai đồ thị ta thấy đường đặc tính hai cách khảo sát có sai lệch Ngun nhân:  Do mơi trường đo  Do dụng cụ đo  Do người đọc số liệu máy  Do độ trơ độ trễ mơi chất C BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 3: Dụng cụ thí nghiệm: T103 D/C: Cu-Al I Bảng báo cáo kết đo đường đặc tính: Bảng kết thí nghiệm: STT 10 T1 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 T2 89.9 90.2 91.6 92.4 93.5 94.5 95.5 96.5 97.6 98.3 T3 84.0 84.3 84.8 85.1 85.5 85.8 86.0 86.4 86.8 87.4 T4 83.5 83.9 84.2 84.5 84.8 85.0 85.3 85.6 86.0 86.5 T5 81.7 81.8 82.0 82.1 82.2 82.3 82.4 82.5 82.9 83.2 T6 76.8 76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.4 77.7 78.1 Thời gian 28 53 86 116 145 176 203 245 288 Vẽ đường đặc tính: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T1 100 Nhiệt độ (0C) 98 96 94 92 90 88 86 84 28 53 86 116 145 Thời gian (s) 176 203 245 288 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T2 100 Nhiệt độ (0C) 98 96 94 92 90 88 86 84 28 53 86 116 145 176 203 245 288 203 245 288 Thời gian (s) ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T3 88 Nhiệt độ (0C) 87 86 85 84 83 82 28 53 86 116 145 Thời gian (s) 176 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T4 87 86.5 Nhiệt độ (0C) 86 85.5 85 84.5 84 83.5 83 82.5 82 28 53 86 116 145 176 203 245 288 203 245 288 Thời gian (s) ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T5 83.5 Nhiệt độ (0C) 83 82.5 82 81.5 81 80.5 28 53 86 116 145 Thời gian (s) 176 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH T6 78.5 Nhiệt độ (0C) 78 77.5 77 76.5 76 28 53 86 116 145 176 203 245 288 Thời gian (s) II Bảng khảo sát sai số thí nghiệm : Xét nhiệt độ T1= 970C Bảng khảo sát : STT T1 97 97 97 97 97 97 97 97 T2 96.5 96.5 96.6 96.4 96.5 96.6 96.4 96.5 T3 86.4 86.4 86.4 86.5 86.4 86.4 86.3 86.4 T4 85.6 85.7 85.4 85.6 85.7 85.5 85.6 85.7 T5 82.5 82.6 82.4 82.5 82.5 82.6 82.3 82.6 T6 77.4 77.4 77.3 77.4 77.5 77.4 77.3 77.5 Xử lý số liệu trên:  Kỳ vọng tốn học lấy trung bình cộng n lần đo: n M x   x  xd  x k 1 i n Áp dụng công thức ta có: M T2   T2  96.5  96.5  96.6  96.4  96.5  96.6  96.4  96.5  96.5 M T3   T3  86.4  86.4  86.4  86.5  86.4  86.4  86.3  86.4  86.4 M T4   T4  85.6  85.7  85.4  85.6  85.7  85.5  85.6  85.7  85.6 M T5   T5  82.5  82.6  82.4  82.5  82.5  82.6  82.3  82.6  82.5 M T6   T6  77.4  77.4  77.3  77.4  77.5  77.4  77.3  77.5  77.4  Độ lệch: d i  xi  x Áp dụng công thức ta độ lệch cho:  Nhiệt độ T2: d1=0 ; d2=0 ; d3=0.1 ; d4=-0.1 ; d5=0 ; d6=0.1 ; d7=-0.1 ; d8=0   di    (0.1)  (0.1)   0.1  (0.1)   i 1  Nhiệt độ T3: d1=0 ; d2=0 ; d3=0 ; d4=0.1 ; d5=0 ; d6=0; d7=-0.1 ; d8=0   di     0.1    (0.1)   i 1  Nhiệt độ T4: d1=0 ; d2=0.1 ; d3=-0 ; d4=0 ; d5=0.1 ; d6=-0.1 ; d7=0 ; d8=0.1   di   0.1  (0.2)   0.1  (0.1)   0.1  i 1  Nhiệt độ T5: d1=0 ; d2=0.1 ; d3=-0.1 ; d4=0 ; d5=0; d6=0.1 ; d7=-0.2 ; d8=0.1   di   0.1  (0.1)    0.1  (0.2)  0.1  i 1  Nhiệt độ T6: d1=0 ; d2=0 ; d3=-0.1 ; d4=0 ; d5=0.1 ; d6=0 ; d7=-0.1 ; d8=0.1   di    (0.1)   0.1   (0.1)  0.1  i 1  Phương sai sai số ngẫu nhiên tính theo cơng thức BessE1: n   (x i 1 i x) n 1 n   i 1 n i n 1  n xi  (x   n ) i 1 i i 1 n 1 Nếu ta lấy kết giá trị trung bình n lần đo phương sai giảm n lần: n x   n   (x i 1 i  x )2 n(n  1) Áp dụng cơng thức ta có: T  02  02  (0.1)  (0.1)  02  0.12  (0.1)  02  0.076 1 T  02  02  02  0.12  02  02  (0.1)  02  0.053 1 T  02  0.12  (0.2)  02  0.12  (0.1)  02  0.12  0.107 1 T  02  0.12  (0.1)  02  02  0.12  (0.2)  0.12  0.107 1 T  02  02  (0.1)  02  0.12  02  (0.1)  0.12  0.076 1 Vậy: T  T  T  T T T  0.076  0.027  0.053  0.019  0.107  0.038 T T  T T   0.107  0.038  0.076  0.027  Sai số ngẫu nhiên dựa phân bố Gauss: eRd   x Áp dụng công thức ta sai số: eRd T  0.018 eRd T  0.013 eRd T  0.025 eRd T  0.025 eRd T  0.018 Vậy: Lim(eRd )  4,5.eRd Ta liệt kê kết bảng sau: X T2 T3 T4 T5 T6 96.5 86.4 85.6 82.5 77.4 d2 0.04 0.02 0.08 0.08 0.04 σ 0.076 0.053 0.107 0.107 0.076 eRd 0.018 0.013 0.025 0.025 0.018 Lim( eRd ) 0.081 0.059 0.113 0.113 0.081 A Nhận xét đánh giá : Dựa vào bảng số liệu bảng xử lý số liệu ta thấy cần phải loại bỏ số giá trị đo :  Ở nhiệt độ T2 cần loại bỏ giá trị đo : 96.6 giả trị có sai số vượt sai số cho phép  Ở nhiệt độ T3 cần loại bỏ giá trị đo : 86.5 giả trị có sai số vượt sai số cho phép  Ở nhiệt độ T4 cần loại bỏ giá trị đo : 85.7 giả trị có sai số vượt sai số cho phép  Ở nhiệt độ T5 cần loại bỏ giá trị đo : 82.6 giả trị có sai số vượt sai số cho phép  Ở nhiệt độ T6 cần loại bỏ giá trị đo : 77.4 giả trị có sai số vượt q sai số cho phép D TÀI LIỆU THAM KHẢO : Kỹ thuật đo lường (Tác giả : T.s Nguyễn Hữu Cơng) Đo lường nhiệt (Tác giả : Hồng Dương Hùng) Đo lường điện cảm biến đo lường (Tác giả : Nguyễn Văn Hòa, Bùi Đăng Thành, Hồng Sỹ Hồng) ... trường đo  Do dụng cụ đo  Do người đọc số liệu máy  Do độ trơ độ trễ mơi chất C BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 3: Dụng cụ thí nghiệm: T103 D/C: Cu-Al I Bảng báo cáo kết đo đường đặc tính: Bảng kết thí nghiệm: ... đo : 77.4 giả trị có sai số vượt sai số cho phép D TÀI LIỆU THAM KHẢO : Kỹ thuật đo lường (Tác giả : T.s Nguyễn Hữu Công) Đo lường nhiệt (Tác giả : Hoàng Dương Hùng) Đo lường điện cảm biến đo. .. Thiết bị đo o Mơi trường đo o Việc đọc khơng xác hay độ chờ, độ trễ môi chất B BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2: Dụng cụ thí nghiệm: Ống thơng gió I Xác định độ tuyến tính (hay độ chụm độ đúng) o Đo lưu lượng