Техника эксперимента

Лабораторная установка /рис.3/ состоит из блока ком­мутации /собранного на переключателях SА1 - SA5/, неуравновешенного моста с источником питания, стабилизированным НМИПС миллиамперметра; платинового термометра сопротивления Rt(ПТ- 100); нагревательного блока НБ /включающего образцовый стеклянный ртутный термометр, емкость для рабочей жид­кости и электронагреватель/; поверочные резисторы R4 и R3; сопротивление которых 100 и 139,1 Ом, соответствующих 0 и 100 0С; индикаторные неоновые лампы L1 и L2.

Для измерения сопротивлений терморезисторов в лабораторной установке используется схема неуравновешенного моста. На рис. 4 показана принципиальная схема, неуравновешенного моста. R1, R2, R3 - постоянные резисторы плеч моста Rt-сопротивление термометра; mV - милливольтметр с внутренним сопротивлением Rм; Rк- контрольный резистор; П – переключатель позволяющий включать либо термометр сопротивления /положение ключа И/, либо контрольный резистор /положение К/.

Если при положении И переключателя П сопротивление термометра изменится, то через милливольтметр, включенный в из­мерительную диагональ моста, потечет ток и его указатель отклонится. Угол отклонения указателя милливольтметра, а следовательно, и сила тока будет тем больше, чем значительнее нарушено равновесие моста. Т.о., устанавливается известная зависимость между отклонением указателя милливольтметра и сопротивлением термометра, позволявшая судить о температуре термометра, а следовательно, и о температуре среды, в которой он находятся.

Для поддержания постоянства напряжения между точками c и d используются регулировочный резистор R1, выполненный в виде реостата, а также стабилизированный источник питания. Для обеспечения контроля напряжения предусматривается постоянный, независящий от температуры контрольный резистор Rk. включаемый в схему моста вместо термометра сопротивления с помощью переключателя П. Резистор Rк обычно имеет сопротивление, равное сопротивлению термометра, соответствующего двум третям шкалы прибора и соединительных проводов. При включении Rк указатель милливольтметра должен встать на контрольную отметку.

Для исследования характеристик термоэлектрического термометра используется схема, представленная на рис.5. Исследуется термопара "хромель-капель", термоэлектроды 1 которой погружены в рабочую жидкость. Возникающая при этом термо-ЭДС передается по проводам и фиксируется с помощью пирометрического милливольтметра 2, отградуированного непосредственно в градусах Цельсия.

Повышая температуру рабочей жидкости с помощью электронагревателя, фиксируем показания милливольтметра и образцового стеклянного ртутного термометра в диапазоне от 0 ⁰ до 100 ⁰С /если рабочей жидкостью является вода/.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомится с лабораторной установкой, записать технические данные исследуемых устройств, приборы, подготовить

обходимые таблицы для записи результатов наблюдений.

2. Подготовка стенда к работе.

- Разъем ХР1 подключается к питающей сети переменного тока напряжением 220 В /для обеспечения безопасных перегрузок по току в схеме используется плавкий предохранитель /рис.5/;

- замыкают контакты спаренного переключателя SA1, при этом загорается индикаторная лампа 2 и напряжение подается на НМИПС ,.

- замыкают контакты переключателя SА4, при этом включается поверочный резистор R4, сопротивлению которого соответствует 0 0С;

регулировкой моста " min" выставляют показания миллиамперметра, отградуированного непосредственно в градусах Цельсия, на 0 0C;

- после остановки стрелки миллиамперметра на 0 0С, контакт SА4 размыкают;

- далее замыкают контакты переключателя S A5, тем самым включают поверочный резистор R3;

-добиваются регулировкой НМИПС «max» установки стрелки прибора на 100 ⁰С;

-контакт переключателя S А₅ размыкают;

-переключателем SА₃ в измерительное плечо моста включают термометр сопротивления.

3. Снятие статической характеристики термометра сопротивления:

- чувствительный элемент термометра сопротивления погружается в рабочую жидкость;

- при нагревании жидкости под действием температуры изменяется сопротивление термометра, а следовательно, в измерительной диагонали появляется ток, который фиксируют миллиамперметром;

замыкают контакт S А2, при этом загорается L2 и фиксируют показания мА и ртутного термометра в 10 точках от 0 ⁰С до 100 ⁰С.

4. Аналогично проводят снятие статической характеристики термометра, т.е. после пункта 1 замыкают S А₁; загорается индикатор L₁; по миллиамперметру 2 фиксируют показания в 7-10 точках.

5. Снятие динамической характеристики термометра сопротивления:

- нагревают рабочую жидкость до определенной температуры (задается преподавателем), соответствующей входному ступенчатому воздействию;

- контроль осуществляют по ртутному термометру;

- чувствительный элемент терморезистора опускают в нагретую жидкость, при этом включают секундомер;

- через каждые 2 сек. фиксируют значение температуры по переградуированному миллиамперметру, это до тех пор, пока показания не сравняются с показаниями ртутного термометра (табл. 4);

6. Снятие динамической характеристики термометра проводят аналогично эксперименту с термометром сопротивления.