Поверка логометров: Методические указания к лабораторной работе № 4 по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТУТ

Кафедра тепловых электрических станций

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

к лабораторной работе №4

по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

для студентов специальности 100500

“Тепловые электрические станции”

Чита 2005

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА  № 4

ПОВЕРКА ЛОГОМЕТРОВ

4.1. Цель работы

В ходе лабораторной работы студент должен:

- изучить принцип работы, схему и конструктивные особенности используемых приборов;

- познакомиться с методикой поверки логометров и экспериментальной установкой;

- произвести самостоятельно рекомендуемые операции поверки прибора;

- оценить погрешности прибора.

4.2. Общие сведения

            Магнитоэлектрический логометр является одним из средств измерения, применяемый в комплексе с термометрами сопротивления для измерения температуры. Кроме того, логометр может быть использован  для записи, регулировании или сигнализации температуры. В этом случаи он должен быть снабжён дополнительным регулирующим или сигнальным устройством.

            Принцип действия логометра (от греческого слова “логос”- отношение) основан на измерении отношения токов в двух электрических цепях. В одну из них включён термометр сопротивления, в другую - постоянное сопротивление. Принципиальная схема магнитоэлектрического логометра приведена на рисунке 4.1.

Рис.4.1

Подвижная схема логометра состоит из двух рамок 1 и 2, скрепленных друг с другом и со стрелкой 3. Рамки помещены в воздушный зазор между полюсными наконечниками 4 и 5 постоянного магнита 6 и сердечником 7. Воздушный зазор сделан не равномерным, поэтому при разных углах поворота рамок значение магнитной индукции в разных точках зазора будет различным. Рамки логометра питаются от общего источника постоянного тока и включён таким образом, что их вращающие моменты   и  направлены навстречу друг другу. В момент равновесия подвижной системы прибора

                                            (4.1.)

             Вращая момент рамки определяется отношение

                               (4.2.),

где   - число витков рамки размером  ;

       - магнитная индукция в зоне расположения рамки, Тл;

        - сила тока в рамке, А.

        Обычно обе рамки выполняют одинаковых размеров и с равными числом витков, тогда выражение (4.1) принимает вид

                                                               (4.3.)

или

                                      .                                        

            Отношение таков   зависит от величин сопротивлений обеих ветвей цепи прибора. Если сопротивление  и сопротивления самих рамок постоянны, а величина сопротивления  изменяется с изменением температуры то можно записать                                                                                                                                                                                                                                                                                       

                                                                         (4.4.)

           Отношение магнитных индукций  для конкретной конструкции логометра зависит от положения рамок, т.е. однозначно определяется угол их поворота

                                                                                            (4.5.)

или учитывая (4.4.)

                                                  .                                  (4.6.)

         Таким образом, угол поворота  подвижной системы в положении её равновесии () зависит только от сопротивления  термометра, что позволяет шкалу логометра градуировать непосредственно в градусах температуры.

           Если, к примеру, в месте установки термометра температура увеличивается, то соответственно и изменяется сопротивление термометра , что, в свою очередь, изменяет сопротивление цепи и силу тока . Изменение отношения токов  ведёт к нарушению равновесия подвижной системы. Под влиянием разности моментов  и  подвижная система будет поворачиваться до наступления нового состояния равновесия. При этом рамка с большей силой тока будет входить в расширяющуюся часть воздушного зазора (область более сильного магнитного поля), вызывая уменьшение вращающего момента. В то же время рамка с меньшей силой тока будет входить в суживающуюся часть воздушного зазора (область более сильного магнитно го  поля), вызывая увеличение вращающего момента. Таким образом, вновь наступит положение равновесия, когда моменты рамок уравняются.