Поверка милливольтметров: Методические указания к лабораторной работе № 13 по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТУТ

Кафедра тепловых электрических станций

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

к лабораторной работе №13

по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

для студентов специальности 100500

“Тепловые электрические станции”

Чита 2005

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА  № 13

ПОВЕРКА МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ

13.1. Цель работы

В ходе лабораторной работы студент должен:

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

- познакомиться с методикой поверки милливольтметра и экспериментальной установкой;

- произвести самостоятельно рекомендуемые операции поверки прибора;

- оценить погрешности прибора.

13.2. Общие сведения

В настоящее время для измерения термо-ЭДС термоэлектрических термометров наибольшее распространение получили магнитоэлектрические милливольтметры.

Магнитоэлектрические милливольтметры получили широкое применение для измерения температур в комплекте с термоэлектрическими термометрами. Принцип действия милливольтметра основан на взаимодействии тока, проходящего через подвижную рамку прибора, с магнитным полем постоянного магнита. Направление силы, действующей на проводник в магнитном поле, определяется правилом левой руки, а ее значение

где l-длина проводника, м; В-магнитная индукция, Тл; I-сила тока в проводнике, А.

Полюсные наконечники постоянного магнита делаются концентричными с сердечником, расположенным внутри рамки (рис.1), состоящей из n витков.

Рамка, вращаясь в зазоре между наконечниками и сердечником, всегда располагается параллельно магнитным силовым линиям, так что вращающий момент определяется уравнением

Для того чтобы угол поворота рамки был пропорционален силе проходящего по ней тока, необходимо приложить к рамке противодействующий момент, пропорциональный углу поворота рамки. Такой момент создается спиральными пружинами (или подвеской), соединенными с осью рамки:

где С - удельный противодействующий момент; f - угол поворота рамки.

Рис.1 Рамка милливольтметра в магнитном поле

При прохождении тока рамка с прикрепленной к ней стрелкой начнет поворачиваться до тех пор, пока не будет выполнено условие

или

откуда

Коэффициент S представляет собой чувствительность прибора:

S=f/I

Основными частями  милливольтметра являются постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2, сердечник из магнитомягкой стали 5, рамка из большого числа витков 3 (как правило, медной проволоки), скрепленных лаком. Рамка жестко скреплена со стрелкой и образует подвижную систему   милливольтметра, которая может поворачиваться вокруг своей оси. Подвод тока к рамке осуществляется через спиральные пружинки, которые одним концом соединены с рамкой, а другим – с неподвижными контактами. Последовательно с рамкой включен добавочный резистор. Трение в опорах рамки является одной из причин погрешности милливольтметра, оно же вызывает вариацию.

13.3. Устройство милливольтметра

Милливольтметр состоит из измерительного механизма и измерительной схемы.

Рис.2 Схема электрическая принципиальная милливольтметра со встроенным элементом КТ.

Измерительный механизм милливольтметра магнитоэлектрической системы с подвижной частью на кернах.

В измерительную схему  милливольтметров градуировочных характеристик ХК₆₈ , ХА₆₈ , ПП₆₈  входят трансформатор ТР1 и расположенные на печатной плате источник стабилизированного напряжения и устройство компенсации температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя (элемент КТ). Все элементы расположены на общем шасси, установленном в корпусе.

Приложение к рисунку 2

Поз обозначение	Наименование и обозначение	Кол.	Примечание
	Элемент КТ
R1	Медная катушка 10 Ом (при 0 ÅС)	1
R2, R3, R4	Манганиновая катушка 10í0.015 Ом	3
R5, R6	Манганиновая катушка	2	Подгоночная
R7	Резистор МЛТ-1 820 Ом или 1,2 кОм или 1,5 кОм	1	Подбирается при наладке
Д1	Диод Д226	1
Д2	Стабилитрон Д 814 А	1
С1	Конденсатор К50-6-50-200 мкФ Цепь МИ	1
МИ	Механизм измерительный ЦМ 5  182.  059	1
R2	Манганиновая катушка 50-70 Ом	1
R3	Резистор ММТ 8-100	1
R4	Резистор МЛТ- 0.5-62	1
R5	Манганиновая катушка 15í1.5 Ом	2	для подгонки сопротивления внешней линии

Термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя пропорциональная измеряемой температуре, подается в измерительную цепь и приводит в движение рамку измерительного механизма.

13.4. Поверка показаний милливольтметра

Поверка прибора производится при соблюдении следующих условий:

1)  питание милливольтметров, имеющих встроенный элемент КТ, осуществляется от сети переменного тока напряжением 220í22В, частотой 50í1 Гц;

2)  температуре окружающего воздуха  ⁰С;

3)  относительная влажность до 80%;