Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее "быстрые" молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.
Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один сухой, другой влажный (смоченного), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.
Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле — абсолютная влажность воздуха.
Виды психрометров
Современные психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные. В станционных психрометрах термометры закреплены на специальном штативе в метеорологической будке. Основной недостаток станционных психрометров — зависимость показаний увлажнённого термометра от скорости воздушного потока в будке. Основной станционный психрометр — психрометр Августа. В аспирационном психрометре (например, психрометр Ассмана) термометры расположены в специальной оправе, защищающей их от повреждений и теплового излучения окружающих предметов, где обдуваются с помощью аспиратора (вентилятора) потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью около 2 м/с. При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр — наиболее надёжный прибор для измерения температуры и влажности воздуха. В дистанционных психрометрах используются термометры сопротивления, терморезисторы.
Лабораторная работа №6,7
Наименование работы: Электрические цепи. Элементы электрической цепи. Исследование смешанного соединения проводников.
Цель работы:изучить элементы электрической цепи; экспериментально изучить характеристики смешанного соединения проводников.
Подготовка к работе:
1.Ответить на вопросы самопроверки для получения допуска к работе:
· Сформулировать закон Ома для участка цепи. Дать определение всех величин, входящих в него и назвать их единицы измерения.
· От каких физических величин зависит сопротивление проводника?
· Какое соединение проводников называют последовательным? Какое параллельным?
2.Подготовить бланк отчета.
Оборудование:источник тока, резистор 3 шт., электрическая лампочка, соединительные провода, вольтметр, амперметр, реостат.
Порядок проведения работы:
1. Получить допуск к работе.
2. Выполнить задания.
- Ответить на контрольные вопросы.
Содержание отчета:
1. Наименование, цель работы, задание;
2. Выполненное задание с результатами измерений и вычислений;
- Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы для зачета:
1.Что называют электрической цепью?
2.Условные обозначения некоторых элементов электрической цепи?
3.Что такое «электроизмерительные приборы»? Примеры.
4.Назовите типы электрических цепей.
5.Запишите формулы для расчета силы тока, напряжения и сопротивления в зависимости от типа электрической цепи.
6.Как изменится сопротивление, если проводники нагреть?
Порядок выполнения работы:
I.Собрать электрическую цепь согласно схеме. Снять измерения для расчетов.
Схема 1.
1) Соберите электрическую цепь по схеме 1.
2) Замкните цепь и измерьте силу тока и напряжение на резисторе.
3) При помощи реостата установите в цепи определенную силу тока. Повторите опыт несколько раз, постепенно перемещая ползунок реостата.
4) Занесите результаты измерений в Таблицу 1.
5) По результатам измерений произведите расчет сопротивления резистора. Рассчитать среднее значение сопротивления резистора.
6) Нарисовать график зависимости силы тока от сопротивления.
| I |
| U |
| R |
II.Изучить зависимость силы тока от сопротивления.
1) Собрать электрическую цепь согласно схеме 2.
2) Снять показания амперметра.
3) Собрать электрическую цепь по схеме 3.
4) Снять показания амперметра.
5) Определить, как изменились показания амперметра и степень накала
лампочки в зависимости от типа соединения резисторов.
III.Зарисовать схему данной электрической цепи, выполнить задания:
1)Определите площадь сечения константового провода.
2) Определите сопротивление мотка константового провода.
3)Определите длину константового провода, если его удельное сопротивление равно 4.7· 
Ом ·м
IV.Рассчитать полное сопротивление электрической цепи. (Взять карточку с цепью, согласно своему номеру в журнале).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Зачем нужен психрометр. Какие они бывают. Принцип работы каждого вида психрометров. Фотографии и схемы. Кроме того, в статье вы узнаете чем отличается психрометр и гигрометр.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Психрометр Асмана» или «Принцип работы инкрементного и абсолютного энкодера».
Что такое психрометр
Психрометр (производное от греч. ψυχρός — холодный и τό μέτρον — мерило, измерять) — это прибор предназначенный для измерения температуры воздуха и его влажности.
В основном психрометры используются для определения показателей относительной влажности воздуха. Эти показатели весьма важны в различных областях науки и производства. Особенно это важно при использовании весового оборудования для определения точности показателей.
Принцип работы и устройство психрометров
Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее "быстрые" молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.
Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один сухой, другой влажный (смоченного), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.
Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле — абсолютная влажность воздуха.
Психрометрическая формула, позволяющая определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров, выглядит так:
где
е —упругость водного пара находящегося в воздухе;
Е —максимально возможная упругость водного пара при температуре tс смоченного термометра;
t —температура воздуха;
А —коэффициент зависящий от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра;
P —давление воздуха.
В чем отличия гигрометра от психрометра
Для измерения влажности воздуха также используются гигрометры. Принцип их работы основан на изменении физико-химических свойств различных веществ при изменении влажности окружающей среды. Наиболее распространенные из них: оптические, термисторные, резистивные и емкостные.
Именно в принципе работы и состоит отличие гигрометра от психрометра. Более простое устройство делает психрометр более защищенным от посторонних воздействий и потому более надежным. Поэтому, в пользовательских инструкциях многих конструкций гигрометров указано о необходимости периодически проверять показания по психрометру.
В то же время, гигрометры гораздо более функциональные. Они способны измерять не только влажность воздуха, но и влажность твердых тел. Например, с помощью емкостного гигрометра можно измерить влажность таблеток.
Виды психрометров
Различают следующие виды психрометров: стационарный (станционный), аспирационный и дистанционный.
Стационарный психрометр
Стационарный психрометр (психрометр Августа) состоит из двух термометров укрепленных на специальном штативе и помещенные в метеорологической будке. Резервуар одного из них обвязывается кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару. Устройство будки (метеорологическая будка Селянинова) обеспечивает свободный обмен воздуха возле резервуара. Основным недостатком стационарных психрометров является зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке, преимуществом — простота устройства и обслуживания. Схема психрометра августа приведена на рисунке справа.
Аспирационный психрометр
Аспирационный психрометр (психрометр Асмана) устроен более сложно. Конечно, термометры в этом типе по прежнему есть, но они помещаются в специальном корпусе, служащем для их защиты от повреждений и теплового излучения окружающих предметов. Обдув производится с помощью специального вентилятора (аспиратора), с постоянной скоростью примерно 2 м/сек. Аспирационный психрометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности воздуха при положительной температуре окружающей среды.
Общим для этих двух типов является устройство на базе ртутно-стеклянных термометров, что и обуславливает их общий недостаток — хрупкость, а также невозможность проведения дистанционного контроля.
Дистанционный психрометр
Для измерения влажности воздуха в дистанционном психрометре используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Основными типами являются манометрические и электрические психрометры. В качестве манометрического обычно используют либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, с устройством системы увлажнения для одного из термобаллонов. Более широко распространены психрометры на базе термометров сопротивления, термопар, термисторов. Обязательным условием надежности и точности показаний является использование аналогичных характеристик сухого и смоченного преобразователей (датчиков) температуры.
Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже
Работа психрометра основана на степени охлаждения испарением резервуара «смоченного» термометра при балансе теплообмена и зависящей от количества влаги в вентилируемом потоке воздуха постоянной скорости.
По температуре «смоченного» термометра и температуре воздуха определяют относительную влажность.
Психрометр состоит из двух основных частей — головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).
Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.
На термодержателе 3 установлены термометры 4, один из которых «смоченный», а другой служит для измерения температуры воздуха.
Термометры защищены от воздействия солнечной радиации как сбоку — планками 5, так и снизу — трубочками 6.
В нижней части термодержателя расположено устройство для регулирования скорости аспирации. Оно состоит из клапана 8, имеющего форму конуса и подпружиненного винта 7. При повороте винта перекрывается определенная часть сечения трубки 9, что приводит к изменению скорости аспирации.
Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.
 Рис. 1. Схема аспирационного психрометра МВ-4-2М |
При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по трубке 9 к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке. К психрометру прилагаются: пипетка для смачивания, состоящая из стеклянной трубочки, вставленной в резиновый баллон с зажимом; щиток (ветрозащита) для защиты аспиратора от влияния ветра; металлический крючок для подвешивания прибора за шарик на аспирационной головке, поверочные свидетельства к термометрам и паспорт. Для вычисления влажности по показаниям термометров используют психрометрические таблицы или вычисляют по формуле. Формулы и вспомогательные таблицы для вычисления абсолютной и относительной влажности представлены в приложении 1 |
Основные технические данные
Диапазон измерения температуры воздуха от минус 25 °С до плюс 50 °С.
Диапазон измерения температуры «смоченного» термометра от минус 10 °С до плюс 50 °С.
Питание психрометра М-34-М осуществляется от источника переменного тока напряжением (220 +22 -33) в при частоте (50±1) Гц.
Мощность, потребляемая психрометром М-34-М, не более 30 ВА.
Предел допускаемых случайных составляющих погрешностей термометров, после введения поправок ±0,1 °С.
Скорость аспирации для психрометра МВ-4-2М на четвертой минуте и для психрометра М-34-М на любой минуте не менее 2,0 м/с.
Время раскручивания пружины заводного механизма психрометра МВ-4-2М при полном заводе составляет не менее 8 минут.
Порядок работы
Порядок работы психрометра следующий:
1) при определении влажности на открытом воздухе вынести психрометр из помещения зимой за 30 мин, а летом за 15 мин до момента отсчета и повесьте его в установленном месте на высоте 2 метра от поверхности земли;
2) смочите батист на резервуаре термометра, это смачивание произведите за 4 мин до начала наблюдений.
Для этого возьмите резиновый баллон с зажимом, заранее наполненный дистиллированной водой, и легким нажимом доведите воду в пипетке не ближе, чем на 1 см до края, и удержите на этом уровне при помощи зажима. Затем введите пипетку во внутреннюю трубку защиты и смочите батист. Выждав некоторое время, не вынимая пипетки из трубки, разожмите зажим, вбирая воду в баллон, и выньте пипетку;
3) заведите пружину заводного механизма психрометра МВ-4-2М или включите электромотор психрометра М-34-М, желательно, к стабилизированному источнику питания переменного тока;
4) через четыре минуты после пуска вентилятора или включения электромотора произведите отсчет по термометрам. Отсчет снимают с точностью до 0,25 цены деления шкалы, значение температуры округляют до 0,1 °С и в показания вводят поправки, взятые по паспорту термометров.
У термометров каждое деление шкалы соответствует 0,2°С. Нечетные десятые доли градусов определяются на глаз.
При температуре воздуха ниже 0 °С психрометр выносят из помещения за полчаса до наблюдений, тотчас смачивают резервуар, обтянутый батистом, и включают аспирационное устройство на 8 минут. За 3-4 минуты до отсчета вторично включают аспирационное устройство, но не делают повторного смачивания. Перед отсчетом наблюдатель должен установить, остается ли показание «смоченного» термометра постоянным или меняется. В первом случае наблюдатель производит и записывает отсчеты как обычно. Во втором — повторяет весь процесс наблюдения сначала. Перед тем, как производить отсчеты, следует посмотреть, обмерз или остался мягким батист на резервуаре термометра, для этого деревянной палочкой (размером, примерно, со спичину) касаются смоченного батиста (создают центр кристаллизации). При этом палочка (может быть из другого материала) должна иметь температуру окружающей среды, чтобы не вносить дополнительного тепла к воде на батисте от рук.
После этой операции батист должен быть твердым, затем отмечают рядом с записью показания смоченного термометра: буквой «Л» наличие на батисте льда и буквой «В» наличие в нем воды.
Для защиты вентилятора от действия сильного ветра (свыше 4 м/с) на прорези аспирационной головки с наветренной стороны необходимо надеть ветровую защиту открытым концом в направлении вращения вентилятора.
Пример определения абсолютной влажности воздуха с помощью психрометра аспирационного. При определении влажности воздуха с помощью аспирационного психрометра было установлено, что температура «сухого» термометра составила 26,2°С, «влажного» термометра – 19,4°С, скорость движения воздуха при работе с аспирационным психрометром не учитывается, так как с помощью вентилятора создается постоянный поток воздуха, барометрическое давление – 753 мм. рт. ст.
Значение f — максимальной влажности при температуре «влажного» термометра находим по таблицам 1 или 2. В данном примере пользуемся таблицей 1. На пересечении колонок 19 (целые значения температуры) и 4 (десятые доли градуса) находим искомую величину, которая составляет 16,89 мм. рт. ст.
Абсолютная влажность рассчитывается по формуле:
К – искомая абсолютная влажность, мм рт. ст.;
f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (находят по таблицам 5 или 6), мм рт. ст.;
0,5 – постоянный психрометрический коэффициент;
t – температура сухого термометра, о С
t1 – температура влажного термометра, о С;
В – барометрическое давление, мм рт. ст.
755 – среднее значение барометрического давления на уровне земли,. мм рт. ст.