Исследование электромеханических приборов. Проверка приборов с термоэлектрическим преобразователем сопротивления. Расширение пределов измерения приборов магнитоэлектрической системы

Запишите значение сопротивления образцового магазина сопротивлений. На втором этапе испытаний запишите значения сопротивлений при подходе к делению справа.

4. Содержание отчета

1.  Цель работы.

2.  Перечень приборов, их характеристики.

3.  Порядок выполнения работы

4.  Таблицы с результатами измерений.

5.  Вычисление погрешности.

6.  Выводы.

5. Контрольные вопросы

1. Что такое датчик, типы датчиков?

2. Терморезистор, термометр сопротивления.

3. Типы термометров сопротивления.

4. Устройство, принцип действия уравновешенного моста.

5. Метод сравнения измеряемого сопротивления с образцовым.

6. Устройство, принцип действия автоматического моста.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: Поверка термоэлектрического термометра.

Цель: Изучить принцип действия потенциометра постоянного тока - ручного и автоматического; изучение методов измерения напряжений с помощью потенциометра и использования для измерения температуры.

1. Теоретические положения

Потенциометрами называются приборы для измерения методом сравнения ЭДС, напряжений или величин, функционально с ними связанных. Существуют компенсаторы как постоянного, так и переменного тока.

Потенциометры постоянного тока обычно выполняются по схеме, приведенной нa pиcунке  3.2.1. Источник постоянного тока GВ1 обеспечивает протекание рабочего тока I в цепи, составленной из последовательно соединенных резисторов: измерительного R_и, установочного R_у и регулировочного R_р. Зажимы U_х, предназначены для подключения измеряемого напряжения. В схеме используется также нормальный элемент GB2; при помощи переключателя S гальванометр PG можно включать либо в цепь нормального элемента (положение НЭ), либо в цепь измеряемого напряжения (положение Х).

Суть метода заключается в сравнении измеряемого напряжения U_х с падением напряжения, создаваемым рабочим током I на части R измерительного резистора R_и. На практике в качестве R_и используют магазин резисторов, обеспечивающийвысокую точность задания требуемого значения R.

Процесс измерения напряжения состоит из двух операций: установления рабочего тока I и уравновешивания измеряемого напряжения напряжением, создаваемым рабочим током на резисторе R.

Для установления рабочего тока переключатель гальванометра ставят в положение НЭ и при помощи резистора R_р добиваются отсутствия тока в гальванометре. Это будет иметь место в том случае, если падение напряжения  на установочном резисторе R_у равно ЭДС нормального элемента: IР_у = Е_н.

Таким образом, при отсутствии тока в цепи гальванометра рабочий ток І = E_н/R_у.

После этого переходят ко второй операции: переключатель гальванометра устанавливают вположение Х и при помощи магазина резисторов R_и устанавливают такое значение сопротивления R, при котором происходит уравновешивание измеряемого напряжения падением напряжения IR, т.е. ток через гальванометр будет отсутствовать. В результате уравновешивания U_х = IR.

Однако необходимо учитывать, что ЭДС нормального элемента, хотя и слабо, но зависит от температуры. Для устранения этой зависимости служит небольшой переменный резистор, которым вместе с постоянным резистором входит в состав R_у.

Автоматические потенциометры предназначены для контроля и записи температуры или других величин, изменения значений которых могут быть преобразованы в изменения напряжения постоянного тока. Наиболее часто автоматические потенциометры работают в комплекте с термоэлектрическими термометрами (термопарами) и радиационными пирометрами.

Потенциометры относятся к автоматическим компенсационным приборам, основная задача которых - добиться автоматического уравновешивания электрической схемы, иначе говоря, сбалансировать ее путем воздействия на одно из ее переменных сопротивлений. Схема электрическая функциональная автоматического потенциометра представлена на рисунке 3.2.2.

Измерение производится методом компенсации путем сравнения неизвестногo напряжения U_х с падением напряжения на калиброванном реохорде.

Компенсационная цепь потенциометра состоит из реохорда R_р с ползунком, усилителя, электродвигателя РД, источника питания GB. Электродвигатель связан с ползунком, указателем и пером. Действие компенсационной цепи сводится к автоматическому перемещению ползунка по реохорду в сторону уменьшения напряжения рассогласования (разности термоэдс м падения напряжения на реохорде) до тех пор, пока это напряжение не станет равным меньше зоны нечувствительности усилителя. Таким образом, положение ползунка и связанных с ним указателя и пера прибора однозначно определяют величину термоэдс и, следовательно, величину измеряемой температуры.

Термоэлектрический преобразователь представляет собой термопару, состоящую из двух разнородных проводников Р и Q, соединенных между собой в двух точках (рисунке 3.2.3,а). На границе разделов двух разных металлов имеется контактная разность потенциалов Е_PQ(t), зависящая от рода металлов и от температуры контакта. В цепи, показанной на рисунке 3.2.3,а, контактные разности потенциалов образуются в точках 1 и 2. При t₁ = t₂ они равны между собой и, будучи противоположно направленными, взаимно уравновешиваются. При t₁  t₂ л цепи развивается результирующая