1.4.2 Прилади, вживані для вимірювання термо-ерс

Для вимірювання, т.-ЕРС використовуються пірометричні мілівольтметри і потенціометри (компенсатори). Пірометричні мілівольтметри представляють собою магнітоелектричні прилади, що володіють високою чутливістю. Вони можуть бути показуючими та записуючими. Промисловістю випускаються переносні мілівольтметри МПЩПр. Шкали приладів градуюються для термопари, працюючій з ними в комплекті, як правило, в градусах.

Покази пірометричних мілівольтметрів залежать від зовнішнього і внутрішнього опорів, що змінюються під дією оточуючої температури. Звичайно температура навколишнього середовища відрізняється від градувальної , що викликає зміну опору приладу і сполучних проводів, а внаслідок – і падіння напруг на них. З ціллю зменшення цій похибки послідовно з рамкою мілівольтметра включається додатковий манганіновий опір.

Більш досконалий і точніший метод вимірювання т.-ЕРС є компенсаційний метод. Він заснований на урівноваженій вимірювальній т.-ЕРС відомою різницею потенціалів, створюваною допоміжним джерелом струму. Принципова схема компенсатора показана на рисунку 1.4.

Рис. 1.4 – Принципова схема компенсатора

Б-батарея; - регулюючий опір; - вимірювальний опір; - установчий опір; П-переключатель; НЕ-нормальний елемент; Д-вказівник

В найпростішому вигляді компенсатор постійного струму складається з трьох опорів – вимірювального, - установчого, - регульованого і гальванометра, який за допомогою перемикача П може бути включений або в коло нормального елемента (положення К), або в колі напруги (положення І), що виміряється. Живлення потенціометра здійснюється від батареї Б. Вимірювання за допомогою компенсатора складається з двох операцій:

1. установки в колі потенціометра робочого струму , що має строго певне значення;

2. компенсації шуканої напруги.

1.5 Порядок виконання роботи

В лабораторній роботі використовуються дві термопари типу ТХК, встановлені в електричній печі, що знаходиться у середині стенду і в термостаті. Поряд із термопарами встановлені зразкові термометри розширення. Проводи в термопарі виведені для вимірювання температури вільних кінців термопар служить кімнатний термометр 9. Термопари можуть бути підключені або до автоматичного електронного потенціометра, або до пірометричного мілівольтметра.

1.5.1 Перевірка пірометричного мілівольтметра

Повірку пірометричного мілівольтметра здійснюють за допомогою Р4833 в наступному порядку:

а) підготовлюють Р4833 до роботи, для чого: перемикачі живлення нормального елемента і гальванометра Р4833 встановлюють в положення «В»; перемикач полярності в положенні «+»; перемикач «І-К» положення «К»;

б) повірку мілівольтметра здійснюють по схемі, зображеній на рисунку 1.5. З допомогою магазина опорів Р4833 встановлюють опір , вказане на шкалі повіряючого приладу, перемикач «ХІД РОБОТИ» в положення «ПОВІРКА МІЛІВОЛЬТМЕТРІВ І ПОТЕНЦІОМЕТРІВ», що відповідає межі вимірювання ( 25,50 або 100 мВ);

в) плавно, обертанням ручок «ГРУБО» і «ТОЧНО» реостата «НАПРУГА», підводити прилад до тієї відмітки шкали, що повіряється;

г) встановлюють робочий струм потенціометра Р4833; переводять перемикач «І-К» в положення «І» і обертанням ручок секціонованого перемикача і реохорда підводять стрілку гальванометра до нульової відмітки шкали, спочатку при натисканні кнопки «ГРУБО», а потім – «ТОЧНО» визначають значення нанесеної напруги мілівольтах як суму показів шкал секціонованого перемикача і реохорда, помножену на коефіцієнт, вказаний на перемикачі меж потенціометра;

д) повірку здійснюють на кожній оцифрованій відмітці шкали мілівольтметра спочатку при русі стрілки зліва направо, а потім - справа наліво. Результат повірки заносять в протокол №1;

е) вимкнути живлення Р4833.

Рис. 1.5 Схема повірки пірометричного мілівольтметра

Рис. 1.6 Схема повірки потенціометра

Протокол №1

Повірка пірометричного мілівольтметра

Мілівольтметр №________, градуювання_____

Тип_____________ межі вимірювання від_____до_____

Клас точності_________

Зразковий прилад: Р4833 №________ Клас точності________

Умова повірки: температура вільних кінців термопари

Покази повіряю-чого міліволь-метра оС	Таб-личні значе-ння ЕРС	Покази зразкового приладу, мВ		Похибка приладу		Варіа-ція
		Пря-мий хід	Зворо-тній	Пря-мий хід	Зворо-тній	мВ
0 100 200 і.т.д.

Найбільша основна похибка

, (1.2)

де - табличне значення т.-ЕРС, яке відповідає числовій відмітці шкали приладу, що повіряється;

- дійсне значення т.-ЕРС, визначене по зразковому приладу;

- т.ЕРС відповідні кінцевому і початковому значенням шкали приладу, що повіряється.

Варіація визначається по формулі

, (1.3)

де - покази зразкового приладу при прямому і зворотному ходу, мВ.

1.5.2 Вимірювання температури термоелектричними термометрами

Дослідження роботи термоелектричних термометрів здійснюється за допомогою електричної печі і водяного термостата:

а) підключають термопару, що знаходиться в електри-чній печі до потенціометра, а знаходиться в термостаті – до мілівольтметра.

Включають нагрівачі печі і термостата.Через 2-3 хвилини знімають покази мілівольтметра. Результати заносять в протокол. При обробці результатів експерименту необхідно ввести поправку на температуру вільних кінців термопари, яка вимірюється кімнатним термометром;

б) покази потенціометра звіряють з показами зразкового термометра 6 через кожні 10°С спочатку при нагріванні печі, а потім при її охолодженні. Це дозволяє врахувати різницю в тепловій інерційності скляного і термоелектричного термометрів.

Результати вимірювань заносять в протокол №2

Протокол №2

Вимірювання температури термопарою в комплексі з мілівольтметром

Покази контак-тного термо-метра,

Темпе-ратура вільних кінців термо-пари,

Попра-вка на темпе-ратуру вільних кінців,

Покази мілівольт-метра

Виміря-на темпе-ратура з ураху-ванням поправ-ки,

Похиб-ка прила-ду,

Протокол №3

Вимірювання температури термопарою в комплексі з потенціометром

Покази зразкового термомета,	Покази потенціометра			Похибка приладу,
	При нагріванні	При охолодженні	середнє

в) досліджують залежність покази мілівольтметра і потенціометра від опору ліній зв'язку. Тому в коло термопара-мілівольтметр (потенціометр) включають магазин опорів, змінюючи його опір, спостерігають за зміною показів мілівольтметра (потенціометра). Дані спостережень заносять в протокол №4.

Протокол №4

Дослідження впливу опору лінії зв'язку на покази мілівольтметра і потенціометра

Опір лінії зв’язку, Ом	0	10	і т.д.
Покази мілівольтметра,
Покази потенціометра,

Порівнюючи результати отриманих спостережень, роблять висновки про можливість застосування мідних термо-електродних проводів.