2. Описание установки и порядок выполнения работы

1. Устройство и принцип работы потенциометра

В данной работе предлагается проградуировать термопару, определить коэффициент термо – ЭДС и построить график зависимости термо – ЭДС от температуры. Термо – ЭДС измеряется с помощью потенциометра постоянного тока ПП – 63.

Принцип действия потенциометра постоянного тока основан на компенсации измеряемой ЭДС падением напряжения на известном сопротивлении. Подробно процессы компенсации измеряемой ЭДС падением напряжения на известном сопротивлении рассмотрены в лабораторной работе №8 «Измерение электродвижущей силы (ЭДС) источника тока методом компенсации».

Принципиальная схема потенциометра изображена на рисунке 7.

Рис. 7

В цепь внешнего источника включены три сопротивления и . Сумма сопротивлений постоянная величина, а сопротивление может регулироваться. С помощью сопротивления на участке цепи АВ устанавливается строго определенное значение силы тока, такое которое вызывает на сопротивлении падение напряжения, равное ЭДС нормального элемента . Убедиться в компенсации этих двух напряжений можно, включив в цепь нормального элемента гальванометр G. При включении гальванометра в цепь измеряемой термо – ЭДС на сопротивлении можно найти такую точку D, для которой измеряемая ЭДС окажется равной разности потенциалов между точками D и B на этом сопротивлении. При этом говорят, что измеряемая термо – ЭДС оказывается скомпенсированной разностью потенциалов между точками D и B. Значение разности потенциалов между точками D и B определяется произведением тока, текущего по участку AB (а значит и DB), на сопротивление участка DB.

Сила тока на участке AB может быть рассчитана по величине ЭДС нормального элемента и сопротивлению , так как ЭДС нормального элемента скомпенсирована падением напряжения на сопротивлении :

(21)

Тогда измеряемая термо – ЭДС будет определяться по формуле:

(22)

В потенциометре ПП-63 сопротивление подобрано так, чтобы сила тока была равна 0,002 А.

Внешний вид панели потенциометра ПП-63 представлен на рисунке 8.

2. Подготовка потенциометра к измерениям и измерение термо – эдс

1. Перед началом работы органы управления и регулировки потенциометра должны находиться в следующих положениях:

а) выключатель питания прибора «Питание» - в положении «Выкл»;

б) переключатель питания «БП» и «БИ», переключатель нормального элемента «НЭ» и переключатель гальванометра «Г» - в положении «В» при использовании внутренних и в положении «Н» при использовании наружных источников питания, нормального элемента и гальванометра;

в) переключатель полярности потенциометра «+» и «-» - в положении «+»;

г) кнопки «ГРУБО» и «ТОЧНО» в отжатом (расфиксированном) положении.

Остальные органы управления и регулировок могут находиться в произвольном положении.

2. При использовании наружных источников питания, нормального элемента и гальванометра подключить их соответственно к зажимам «БП», «БИ», «НЭ», «Г», а их переключатели в положение «Н».

3. Перед началом работы установить корректором стрелку гальванометра на «0», если она смещена от этого положения.

4. Включение и выключение питания прибора производится переключателем «ПИТАНИЕ».

5. Измерение термо – ЭДС или напряжения производить в следующем порядке:

а) подключить термопару к зажимам «X», соблюдая полярность;

б) установить переключатель «РОД РАБОТ» в положение «ПОТЕНЦИОМЕТР»;

в) установить переключатель «ПИТАНИЕ» в положение «ВКЛ»;

г) установить переключатель пределов в одно из соответствующих положений:

« » при измерении ЭДС до 25 мВ

« » при измерении ЭДС до 50 мВ

« » при измерении ЭДС до 100 мВ;

д) произвести установку (контроль) рабочего тока потенциометра, для чего:

- установить переключатель «К-И» в положение «К»;

- установить стрелку гальванометра на «0» вращением рукояток «ГРУБО» и «ТОЧНО» реостата «РАБОЧИЙ ТОК» при последовательно нажатой кнопке «ГРУБО» и «ТОЧНО»;

е) произвести измерение ЭДС термопары, для чего:

- установить переключатель «КИ» в положение «И»;

- установить стрелку гальванометра на «0» вращением рукояток секционного переключателя и реохорда при последовательном нажатии кнопок «ГРУБО» и «ТОЧНО»;

- значение измеренной термо – ЭДС в милливольтах будет равно сумме показаний шкал секционного переключателя и реохорда, умноженной на множитель, установленный на переключателе пределов потенциометра.

Например, переключатель пределов находится в положении «1», на шкале секционного переключателя стоит «4 мВ», а на реохорде – «0,6 мВ». Следовательно, термо – ЭДС будет равна: мВ = 2,3 мВ.

Рис. 8

Схема панели потенциометра ПП-63 изображена на рисунке 9.

Рис. 9