Описание установки

Проградуировать термопару — значит построить графическую зависимость термо-ЭДС от разности температур горячего и холодного спаев и определить постоянную термопары.

Термо-ЭДС измеряется с помощью потенциометра постоянного тока, в основе устройства которого лежит компенсационный метод. Принципиальная схема, поясняющая суть метода, приведена на рис. 3.

От источника напряжения тока с помощью регулируемого сопротивления R устанавливается рабочий ток в измерительном сопротивлении . Поставив переключатель П в положение «1», можно изменением рабочего тока при неизменном значении добиться равенства ЭДС нормального элемента и падения напряжения на участке АВ, т.е.

. (6)

С ила тока в гальванометре Г будет равна нулю, т.к. токи от источника и нормального элемента направлены противоположно.

Переводя переключатель П в положение «2», можно, изменяя , найти такое сопротивление , при котором падение напряжения на участке АВ будет равно , и гальванометр при этом также покажет нулевое значение

. (7)

Рис. 4

Поделив выражение (7) на (6), можно определить значение неизвестной ЭДС

(8)

Неизвестная ЭДС является искомой термо-ЭДС. В описанном методе измерение ЭДС осуществляется с помощью образцовых мер: нормального элемента и сопротивления . Нормальный элемент, ЭДС которого известна очень точно, служит лишь для градуировки потенциометра, т.е. для установки точного значения рабочего тока. В качестве последнего применяют нормальный элемент Вестона, ЭДС которого: В. Нормальный элемент Вестона ценен тем, что его ЭДС слабо зависит от температуры и сохраняет практически постоянное значение при условии бережного обращения с прибором.

На рис. 4 представлена установка для градуировки термопары. Она состоит из универсального измерительного прибора УПИП - 60 М, термопары, нагревателя и термометра. УПИП - 60 М предназначен для измерения напряжения, а в данном случае для измерения термо-ЭДС компенсационным методом.

На рис. 5 представлена лицевая панель прибора:

- клеммы подключения термопары;
- ручка реостата «точно»;
- ручка реостата «грубо»;
- переключатель питания;
- клеммы подключения термопары;
- ручка реостата «точно»;
- ручка реостата «грубо»;
- переключатель питания;
- переключатель В 12;
- ручка секционированного переключателя;
- ручка реохорда;
- переключатель пределов потенциометра.

Выполнение работы

1. Подключить термопару к зажимам «-» и «mV» универсального измерительного прибора УПИП – 60 М, соблюдая полярность.

2. Установить переключатель «род работы» в положение «потенциометр».

3. Установить переключатель питания в положение «питание включено».

4. Установить переключатель пределов потенциометра в положение «х 0,5» или «х 1».

5. Для установки рабочего тока потенциометра установить переключатель В12 в положение «К».

6. Установить стрелку гальванометра на «0» сначала вращением рукоятки «грубо» при нажатой кнопке «грубо», а затем вращением рукоятки «точно» при нажатой кнопке «точно».

7. Измерить термо-ЭДС термопары при комнатной температуре. Для этого установить переключатель В12 в положение «Н». Вращением рукояток секционного переключателя и реохорда установить стрелку гальванометра на «0» сначала при нажатой кнопке «грубо», а затем при нажатой кнопке «точно». Значение термо-ЭДС в милливольтах будет равно сумме показаний шкал секционного переключателя и реохорда, умноженной на множитель, установленный на переключателе пределов потенциометра.