2.2. Принцип работы пирометрического милливольтметра

Пирометрические милливольтметры являются электроизмерительными приборами магнитоэлектрической системы. В технологическом контроле приборы магнитоэлектрической системы применяются в качестве вторичных приборов к датчикам, преобразующим отклонения различных параметров в изменения электрического напряжения постоянного тока.

Пирометрические милливольтметры в комплекте с термопарами или с телескопом радиационного пирометра предназначены для измерения температуры, а в комплекте с датчиком электрического газоанализатора – для измерения состава газа.

Принцип действия пирометрического милливольтметра можно объяснить при помощи рис.2.2.1.

Сильный постоянный магнит 1 создает магнитное поле, а проводником является рамка 2, состоящая из витков тонкой изолированной медной проволоки. Рамка 2 укреплена на осях между полюсами постоянного магнита 1 и может свободно поворачиваться в узком кольцевом воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками магнита 3 и концентрически установленным железным сердечником 4. К рамке прикреплена стрелка. Напряжение от термопары подводят к рамке через спиральные пружины 5, которые служат одновременно для создания противодействующего момента.

Рис. 2.2.1. Принципиальная схема пирометрического милливольтметра

Вращающий момент М_вр, возникающий в рамке, будет пропорционален напряженности Н магнитного поля в зазоре между полюсными наконечниками и железным сердечником, активной длине проводника L ширине b и числу витков n рамки, а также силе тока I:

Мвр = Н∙b∙J∙L∙n

(2.2.1)

Мвр = К∙I

(2.2.2)

где

К = Н ∙ b ∙ L ∙ n =const

(2.2.3)

Противодействующий момент, создаваемый пружинами, пропорционален углу поворота рамки:

Мпр = c ∙j

(2.2.4)

При достижении рамкой равновесного положения моменты уравновешиваются:

Мвр = Мпр, К ∙ I = c ∙ j

(2.2.5)

или

j =(K/C) ∙ I

(2.2.6)

K/C=K1

(2.2.7)

j= K1 ∙ I

(2.2.8)

Следовательно, угол поворота подвижной системы пропорционален току в рамке. Это значит, что прибор имеет равномерную шкалу.

Согласно закону Ома ток цепи пирометра определяется:

I = ET/RT

(2.2.9)

I = ET/Rвн +Rвн+Rм

(2.2.10)

где

Rвн = Rт + Rпр

(2.2.11)

Rм = Rр+ Rд

(2.2.12)

где:

Е_Т - э.д.с., развиваемая термопарой;

R_т - сопротивление термоэлектродов термопары;

R_пр - сопротивление соединительных проводов;

R_м - внутреннее сопротивление милливольтметра;

R_р - сопротивление рамки;

R_Д - добавочное манганиновое сопротивление.

R_вн - внешнее сопротивление.