1.8 Средства измерения сигналов термопар

Для измерения термо-ЭДС в комплектах термоэлектрических термометров применяют магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры. Милливольтметры делятся на переносные и стационарные, а потенциометры — на лабораторные, переносные и автоматические.

М агнитоэлектрические милливольтметры основаны на взаимодействии проводника, по которому течет ток, и магнитного поля постоянного магнита. Магнитная система милливольтметра (рис. 1.8.1) обычно состоит из подковообразного магнита, полюсных наконечников и цилиндрического сердечника. Наличие сердечника в междуполюсном пространстве магнита уменьшает магнитное сопротивление и формирует радиальный магнитный поток. II кольцевом воздушном зазоре между полюсными наконечниками и сердечником вращается рамка, изготовленная из изолированного медного (реже алюминиевого) провода. Чаще всего рамка крепится на кернах, которые опираются на подпятники из агата или рубина. Момент, противодействующий вращению рамки, создается спиральными пружинками, которые одновременно служат и для подвода тока к рамке.

Рис. 1.8.1

Указывающие - милливольтметры

с рамкой на кернах изготовляют как с вертикальной, так и с горизонтальной осью вращения. В регистрирующих приборах рамка обычно подвешена на тонких металлических лентах, которые создают противодействующий момент и одновременно служат для подвода тока.

К рамке милливольтметра крепится стрелка, имеющая два усика с резьбой, по которым перемещаются грузики. С помощью грузиков подвижную систему уравновешивают так, чтобы центр её тяжести находился на оси рамки. Ток, протекая через рамку, вызывает появление двух одинаковых сил, направленных в разные стороны и стремящихся повернуть рамку. В приборах с рамкой на кернах необходимо учитывать момент трения в опорах, который вносит погрешность в результаты измерений и создает вариацию в показаниях прибора. Кроме трения в опорах, погрешности вызываются также неуравновешенностью подвижной системы, когда се центр тяжести не совпадает с осью вращения. Неотбалансиронанный прибор имеет непрямолинейную зависимость угла отклонения от силы тока.

Рис. 1.8.2 Принципиальная схема потенциометра

Потенциометр. Принцип потенциометрического метода измерения основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой термо-ЭДС известной разностью потенциалов, образованной вспомогательным источником тока. Принципиальная схема потенциометра приведена на рис. 1.8.2. Ток от вспомогательного источника Е (сухого элемента) проходит по цепи, в которую между точками А и В включен компенсирующий переменный резистор RAH (КПР), представляющий собой калиброванную проволоку длиной L. Разность потенциалов между точкой Л и любой промежуточной точкой D пропорциональна сопротивлению резистора RAn (в точке D находится скользящий контакт). Последовательно с ТЭП включен чувствительный милливольтметр НП с нулем посредине шкалы (нуль-прибор, нуль-индикатор). ТЭП подключен таким образом, что ток на участке сопротивления R A D идет в том же направлении, что и от вспомогательного источника.

Рис. 1.8.3 Потенциометр