Вход микровольтметра постоянного тока МКВ подключен посредством переключателей П2, ВЗ и контактов разъема Ш2 к термопаре зонда. При помощи переключателя П2 микровольтметр переводят в режим настройки нуля.
Рисунок 1 — Устройство зонда и электрическая схема соединения приборов
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОВЕРКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗОНДА
При поверке зонда определяют величину относительной погрешности измерения теплопроводности, вычисленную экспериментально по стандартным образцам теплопроводности (СО), аттестованным в установленном порядке. Общие требования к СО — по ГОСТ 8.315—91 ГСИ. Стандартные образцы. Основные положения, порядок разработки, аттестации, утверждения, регистрации и применения.
Поверку зонда необходимо проводить при участии Государственных метрологических служб, Межповерочный интервал должен быть не более 3 лет.
Поверка зонда во всем диапазоне измерений должна осуществляться не менее чем по трем СО с различными значениями теплопроводности, изготовленным, например, из пенополистирола, полиметилметакрилата, кварцевого стекла. Поверка зонда по СО одного значения теплопроводности lСО дает право аттестации зонда в диапазоне теплопроводности
l1 = 0,33 lСО — 3 lСО.
Допускается при использовании зонда в узком диапазоне измерений поверку выполнять по СО одного значения теплопроводности.
По всем температурном диапазоне измерений теплопроводности поверка зонда должна проводиться не менее чем в трех температурных точках; в средней зоне диапазона и по его краям в 20 % от значений границ диапазона.
Если зонд предназначен для определения теплопроводности при нормальной температуре, допускается его поверка только при температуре (298±5) К.
Если поверка проводилась при одной температуре измерений но СО различной теплопроводности, за относительную погрешность измерений следует принимать наибольшее значение погрешности измерений каждого СО.
Если поверка проводилась при нескольких температурах измерений, за погрешность результата принимается среднее арифметическое значение погрешностей при каждой температуре измерений.
Погрешность результата четырех определений теплопроводности СО не должна превышать 4 %, разброс результатов единичных измерений должен быть не более 7 % от аттестованного значения теплопроводности СО.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(информационное)
ФОРМА ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ЗАПИСЕЙ В ЖУРНАЛЕ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕРЕНИИ
|
Номера зондов |
Поставщик образцов |
Наименование и марка материала |
Температура испытаний Т,К |
Плотность материала r, кг/м3 |
Удельная теплоемкость материала с, Дж/(кг·К) |
Влажность материала W, % |
Теплопроводность материала l,Вт/(м·К) |
Примечание |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
б |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ d ДЛЯ ЗОНДА ДИАМЕТРОМ 1 мм
|
|
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
|
а1 |
b1 —5,264912·10-4 b2 8,192884·10-5 b3 2,908496·10-7 b4 4,801413·10-9 b5 1,466467·10-12 |
9,298950·10-8 —2,208323·10-7 —7,439792·10-8 2,011094·10-11 —1,108187·10-13 |
7,460507·10-9 —6,924561·10-10 1,944416·10-11 —2,966512·10-13 7,572601·10-16 |
—1,258118·10-11 1,543708·10-12 —2,000361·10-13 5,147135·10-16 —1,072936·10-18 |
|
a2 |
b1 7,529694·10-2 b2 —1,119937·10-2 b3 —5,328111·10-4 b4 —5,595799·10-7 b5 —1,214982·10-9 |
—1,233433·10-3 3,067699·10-4 4,140791·10-5 —6,642407·10-8 7,600441·10-11 |
2,085300·10-6 —5,824644·10-7 —1,012855·10-7 1,875572·10-10 —2,394873·10-13 |
—1,093406·10-9 3,848859·10-10 8,990343·10-11 —1,885517·10-13 2,520323·10-16 |
|
a3 |
b1 —3,106465 b2 3,598126·10-1 b3 1,003886 b4 1,992789·10-5 b5 —3,178875·10-3 |
1,176927·10-2 —1,912008·10-3 1,190298·10-4 —3,347174·10-9 —1,076759·10-10 |
—3,431803·10-5 4,340167·10-6 —2,732335·10-7 —2,250579·10-10 8,858746·10-13 |
3,304641·10-8 —3,495677·10-9 2,090454·10-10 4,974324·10-13 —1,349945·10-15 |
|
a4 |
b1 1,873263·10-1 b2 —2,948811 b3 4,817911·10-2 b4 —2,444594·10-4 b5 3,342744·10-7 |
—3,948442·10-2 5,377334·10-3 —2,601051·10-4 6,468640·10-8 3,241060·10-10 |
1,395332·10-4 —1,368204·10-5 5,785622·10-7 5,316976·10-10 —2,837465·10-12 |
—1,613696·10-7 1,387906·10-8 —4,683022·10-10 —1,164867·10-12 4,066818·10-15 |
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ b ДЛЯ ЗОНДА ДИАМЕТРОМ 3 мм
|
|
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
b5 |
|
a1 a2 а3 a4 |
—1,140412·10-3 —7,850611·10-5 7,231279·10-3 —3,064699·10-4 |
1,970453·10-3 1,487609·10-2 —2,141416·10-2 —1,855334·10-2 |
—2,248353·10-3 5,145511·10-2 1,08263 7,882954·10-6 |
1,881465·10-4 —4,23268·10-3 —1,650732·10-3 —2,672207·10-3 |
—5,603005·10-6 1,009902·10-4 1,877744·10-5 1,249825·10-4 |
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ b ДЛЯ ЗОНДА ДИАМЕТРОМ 5 мм
|
|
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
b5 |
|
a1 a2 a3 a4 |
0,2719263 1,776974 —41,63453 —0,0178708 |
—0,1214019 8,976666·10-3 13,39313 —1,389932·10-2 |
7,948724·10-3 1,606757·10-3 —1,488281·10-3 —8,105834·10-2 |
—2,248915·10-4 4,189064·10-3 5,453655·10-3 5,701583·10-3 |
—2,121039·10-6 —2,181071·10-4 1,062015·10-3 —1,278852·10-4 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
( информационное)
ПРОГРАММА РАСЧЕТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
|
10 REM 20 REM 30 RЕМ 40 REM 50 REM |
Пpoгpaмма расчета теплопроводности пo формулам (3) — (5) для зонда диаметром 1 мм и no формулам (3), (4) — для зондов диаметрами 3 и 5 мм. |
60 OPTION BASE 1
70 REM Ввод в oперативную память коэффициентов d и Ь
80 DIM A [4], B1 [20], B3 [4,5], B5 [4,5], D [20,4]
90 FOR K=1 TO 20 Ввод d для зонда диаметром 1 мм
100 FUR J=1 TO 4
110 READ D [K,J]
120 NEXT J
130 NEXT К
140 FOR K=1 TO 4
150 FOR J=1 TO 5 Ввод b для зонда диаметром 3 мм
160 READ B3 [K,J]
170 NEXT J
180 NEXT K
190 FOR K=1 ТО 4 Ввод b для зонда диаметром 5 мм
200 FOR J=1 TO 5
210 READ B5 [K,J]
220 NEXT J
230 NEXT К
240 REM
|
250 REM |
Ввод исходных данных |
260 REM
270 PRINT:PRINT
280 LPRINT:LPRINT
290 PRINT "ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ"
300 LPRINT "ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ"
310 INPUT "ДИАМЕТР ЗОНДА, мм"; DP
320 LPRINT "ДИАМЕТР ЗОНДА, мм"; DP
330 INPUT "ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ, К"; Т
340 LPRINT "ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ, К"; T
350 INPUT "ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА, %"; W
360 LPRINT "ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА, %"; W
370 INPUT "ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА, кг/м3"; RO
380 LPRINT "ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА, кг/м3"; RO
390 INPUT "ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА, Дж/(кг·К)"; С
400 LPRINT "ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА, Дж/(кг·К)"; С
410 INPUT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1), Вт/(м·K)"; LL
420 LPRINT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1), Вт/(м·К)"; LL
430 REM
|
440 REM |
Расчет объемной теплоемкости материала |
450 RЕM
460 CO=RO* (C+42*W)1000
470 IF DP=3 THEN 620
480 IF DP=5 THEN 690 490 RЕМ
|
500 REM |
Расчет теплопроводности по формулам (3)—(5) |
510 REM
520 FOR K=1 TO 20
530 B [1,K]=D [K,1]+D [K,2]*T+D[K,3]*T^2+D[K,4]*T^3
540 NEXT К
550 N=0
560 FOR M=1 ТО 4
570 A [M]=B1[M+N]/CO^2+B1[M+N+1]/CO+B1[M+N+2]
580 A [M]=A[M]+B1[M+N+3]*CO+B1[M+N+4]*CO^ 2
590 N=N+4
600 NEXT M: GOTO 750
610 REM
|
620 REM |
Расчет теплопроводности по формулам (3), (4) для зонда диаметром 3 мм |
630 REM
640 СО=СО/100
650 FOR K=1 TO 4
660 А [К]=В3[К,1] /CO^2+B3 [K,2] /CO+B3 [K,3]+B3 [К,4]*СО+В3[K,5]*CO^2
670 NEXT K: GOTO 750
680 REM
|
690 REM |
Расчет теплопроводности по формулам (3), (4) для зонда диаметром 5 мм |
700 REM
710 СО=СО/100
720 FOR K=1 TO 4
730 A[K]=B5[K,1]/CO^2+B5[K,2]/CO+B5[K,3]+B5[K,4]*CO+B5[K,5]*CO^ 2
740 NEXT К
750 L=A[1]/LL+A[2]+A[3]*LL+A[4]+LL^2
760 PRINT
770 LPRINT
780 LPRINT "РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:"
790 LPRINT "РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:"
800 PRINT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ="
810 LPRINT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ="
820 PRINT USING "#.###";L;
830 LPRINT USING "#.###";L;
840 PRINT "Вт/(м·К)"
850 LPRINT "Вт/(м·К)"
860 GOTO 270
870 REM Значения коэффициентов а и b:
880 DATA —5,2649.12Е—04;9,29895Е—08;7,460507Е—09;—1,258118Е—11
890 DATA 8.192884Е—05 и т.д. в соответствии с данными приложения Г
1150 END
ДАННЫЕ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ
Пример 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ДИАМЕТР ЗОНДА 1 мм
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ 95 К
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА 3 %
ПЛОTHOCТЬ МАТЕРИАЛА 30 кг/м3
ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 1100 Дж/(кг·К)
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,0089 Вт/(м·К)
РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,011 Вт/(м·К)
Пример 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДИАМЕТР ЗОНДА 1 мм
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ 573 К
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА 0 %
ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА 300 кг/м3
ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 1000 Дж/(кг·К)
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,29 Вт/(м·К)
РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,298 Вт/(м·К)
Пример 3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДИАМЕТР ЗОНДА 3 мм
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ 293 К
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА 0 %
ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА 1180 кг/м3
ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 1450 Дж/(кг·К)
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,165 Вт/(м·К)
РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,180 Вт/(м·К)
Пример 4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДИАМЕТР ЗОНДА 3 мм
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ 200 К
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА 5 %
ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА 400 кг/м3
ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 800 Дж/(кг·К)
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,097 Вт/(м·К)
РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ - 0,132 Вт/(м·К)
Пример 5
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДИАМЕТР ЗОНДА 5 мм
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ 293 К
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА 12 %
ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА 1100 кг/м3
ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 840 Дж/(кг·К)
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,43 Вт/(м·К)
РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ - 0,455 Вт/(м·К)
Содержание
1 Область применения
2 Средства испытаний и вспомогательные устройства
3 Порядок подготовки к проведению испытания
4 Порядок проведения испытаний
5 Правила обработки результатов испытаний
Приложение А Устройство цилиндрического зонда и электрическая схема соединения приборов
Приложение Б Основные требования к поверке цилиндрического зонда
Приложение В форма таблицы для ведения записей в журнале регистрации измерений
Приложение Г Значения коэффициентов
Приложение Д Программа расчета теплопроводности
УДК 691:536.2:006.354 ОКС 91.100 Ж19 ОКСТУ 5709
Ключевые слова: теплопроводность, цилиндрический зонд, нестационарный тепловой режим, строительные материалы и изделия
