9. Потенциометрический метод измерения

а) б)

Схема измерения сопротивления по падению напряжения при измеряемом (а) и стабилизированном токе (б). а) Суть метода легко пояснить схемой измерения с использованием резистора Rб с известным сопротивлением. С помощью потенциометра ИП измеряется падение напряжения на термопреобразователе (Ut) и напряжение Uб на образцовом резисторе. По значению Uб можно определить ток I= Uб/ Rб, а зная ток можно определить сопротивление термопреобразователя Rt=Ut*Rб/ Uб. Такой метод исп-ся для точного измерения Т. При измерении Ut потенциометром показания снимаются при компенсации измеряемого напряжения внутренним напряжением прибора, известным с высокой точностью. При компенсации этих напряжений в соединительных проводах 3,4 ток отсутствует. Это позволяет исключить влияние подводящих проводов на результат измерения сопротивлений. б) Схему измерения можно упростить, если через ТС пропускать ток I строго определённого значения от стабилизатора. В этом случае (при большом входном сопротивлении измерительной схемы):

10. Пирометрические милливольтметры

П ирометрические милливольтметры являются электроизмерительными приборами магнитоэлектрической системы. В технологическом контроле приборы магнитоэлектрической системы применяются в качестве вторичных приборов к датчикам, преобразующим отклонения различных параметров в изменения электрического напряжения постоянного тока.

Пирометрические милливольтметры в комплекте с термопарами или с телескопом радиационного пирометра предназначены для измерения температуры, а в комплекте с датчиком электрического газоанализатора – для измерения состава газа. Сильный постоянный магнит 1 создает магнитное поле, а провод­ником является рамка 2, состоящая из витков тонкой изолированной медной проволоки. Рамка 2 укреплена на осях между полюсами пос­тоянного магнита 1 и может свободно поворачиваться в узком коль­цевом воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками магнита 3 и концентрически установленным железным сердечником 4. К рамке прикреплена стрелка. Напряжение от термопары подводят к рамке через спиральные пружины 5, которые служат одновременно для создания противодействующего момента. Действующий на рамку магнитный момент: Мвр=2nlrBI

Момент противодействия:

Мпр=c,

где с-уд. противодействующий момент, -угол поворота рамки

М=Мпр

Коэффициент чувствительности прибора:

S=/I –

- угол отклонения к силе тока.

11. Логометры

М агнитоэлектрический логометр является одним из средств измерения, применяемых в комплекте с техническими термопреобразователями сопротивления для измерения температуры. Принцип действия логометра основан на измерении отношения токов в двух электрических цепях. В одну из них включён термопреобразователь сопротивления, а в другую – резистор с постоянным сопротивлением.

Схема магнитоэлектрического логометра состоит из двух рамок: компенсирующей и рабочей, жёстко скреплённых друг с другом и со стрелкой и помещенных в воздушном зазоре между полюсными наконечниками постоянного магнита и неподвижным сердечником (это условная схема). Зазор между полюсными наконечниками и сердечником сделан неравномерным, и поэтому значение магнитной индукции в разных точках зазора будет различным. Воздушный зазор от центра к краям полюсных наконечников увеличивается и соответственно от центра к краям полюсных наконечников уменьшается магнитная индукция в зазоре. Принципиально важно, что магнитное поле в зазоре неоднородно. Оно может увеличиваться от центра к краям, либо уменьшаться. Обе рамки логометра питаются от одного источника постоянного тока E и включены таким образом, что их вращающие моменты направлены навстречу друг другу. Подвижная система находится в равновесии, когда моменты М₁ и М₂ равны, тогда B₁I₁=B₂I₂ или I₁/I₂=B₂/B₁. Отношение магнитных индукций B₂/B₁ для конкретной конструкции логометра зависит от положения рамок, т. е. однозначно определяется углом их поворота φ: B₂/B₁=f(φ). Отношение токов I₁/I₂ зависит от сопротивлений резисторов двух ветвей цепи.

Если сопротивления R_p1, R_p2, R₁, R₂ и R_л остаются постоянными, то можно написать: I₁/I₂ = φ(R_t) или φ = F(R_t)

R_t – сопротивление термопреобразователя;

R_p1, R_p2 – сопротивления первой и второй рамок соответственно;

R₁, R₂ – сопротивления добавочных резисторов.

Т. о., угол поворота подвижной системы, при котором моменты М₁ и М₂ будут равными (положение равновесия системы), зависит от сопротивления термопреобразователя и не зависит от напряжения питания. Обычно класс логометров равен 1,5.