Материал: Изучение принципа действия и устройства лабораторного потенциометра ПП-63 и некоторых приборов. Скоробогатов В.С., Данилов Ю.М
8.Изменится ли ТЭДС, если в цепь термопары включить измерительный прибор?
9.С какой целью и когда вводится поправка на температуру свободных концов ТЭП?
10.С какими измерительными приборами в комплекте работают
ТЭП?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВА
ПИРОМЕТРИЧЕСКИХ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ
7.1. Цель и задачи работы
Цель работы заключается в изучении принципа действия и устройства пирометрических милливольтметров, предназначенных для измерения температуры в комплекте с термоэлектрическими преобразователями, и освоении операций поверки пирометрических милливольтметров.
Задачами лабораторной работы являются:
–изучение устройства и принципа действия милливольтметра,
–проведение поверки милливольтметра компенсационным методом и определение его годности для дальнейшей эксплуатации,
–определение внутреннего сопротивления милливольтметра методом замещения,
–определение влияния величины внешнего сопротивления на показания милливольтметра.
7.2.Пирометрические милливольтметры
Пирометрические милливольтметры (МВ) предназначены для
измерения температуры в комплекте с термоэлектрическими преобразователями (ТЭП) стандартной градуировки. Это прибор магнитоэлектрической системы.
Принцип действия МВ основан на взаимодействии магнитного поля неподвижного постоянного магнита и постоянного тока, протекающего через обмотку подвижной рамки.
24
Проводник в форме прямоугольной рамки 1 (рис. 7.1) помещается в радиальное поле постоянного магнита 2. Для создания радиального магнитного поля, т.е. поля с постоянной магнитной индукцией В, круглый магнит и рамка помещаются в кольцо 3, выполненное из магнитомягкой стали. При прохождении тока I через рамку появляется магнитное поле перпендикулярное полю постоянного магнита. В результате взаимодействия этих магнитных полей образуется вращающий момент MВР
MВР b l B I I , |
(7.1) |
где – число витков в рамке;
b, l – ширина и активная длина рамки; B – магнитная индукция;
I – ток, протекающий по рамке; – потокосцепление рамки. При протекании тока через обмотку рамки подвижная часть
будет находиться в равновесии, если вращающий момент будет равен
противодействующему |
моменту, |
который |
создается |
противодействующими пружинами 4. |
|
|
|
MВР MПР или |
I k , |
|
|
где k – удельный противодействующий момент; |
|
||
– угол перемещения подвижной части механизма.
Из этого условия найдем зависимость между углом поворота подвижной части и током, протекающем через обмотку рамки:
|
|
|
|
|
|
|
I SI I , |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.2) |
||
|
|
|
|
|
|
k |
||||
где |
SI |
|
|
чувствительность измерительного механизма к току. |
||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
k I |
|
|
|
|
|||
Из уравнения (7.2) следует, что угол перемещения подвижной части прямо пропорционален величине тока I, и чем больше чувствительность SI, тем меньший ток нужен для равного перемещения подвижной части.
25
Рис. 7.1. Схема пирометрического милливольтметра:
1 – рамка; 2 – постоянный магнит; 3 – неподвижное кольцо; 4 – противодействующие пружины; 5 – стрелка;
6 – корректор; 7 –держатели; 8 – шкала
26
|
t0 |
I |
RР |
|
|
E(t,t0) |
|
– |
t0 |
RПК |
Rдоб |
|
RКП |
RМП |
|
t |
Rt |
|
|
|
|
|
Рис. 7.2. Схема измерения ТЭДС термопары милливольтметром
Величина тока (рис. 7.2), протекающего через рамку, равна:
I |
|
|
E(t,t |
0) |
|
|
|
|
|
R R |
КП |
R |
R |
ПК |
R , |
(7.3) |
|||
|
|||||||||
|
t |
МП |
|
М |
|
||||
где E(t,t0 ) – ТЭДС термопары, подаваемая на вход МВ; t – сопротивление термопары (рис. 7.2);
RКП – сопротивление компенсационных проводов; RМП – сопротивление медных проводов;
RПК – сопротивление подгоночной катушки;
RM=RP+Rдоб – внутреннее сопротивление МВ, состоящее из сопротивления рамки и добавочного сопротивления.
Милливольтметры имеют арретир и корректор. Арретир служит
для предохранения подвижной системы прибора от |
повреждений |
при его транспортировке. Корректор предназначен |
для установки |
стрелки в нулевое положение или на отметку шкалы в диапазоне возможных колебаний температуры свободных концов ТЭП.
Пирометрические МВ градуируются на определенное внешнее сопротивление цепи RВН, значение которого указывается на шкале прибора. Чаще всего RВН = 5 Ом. На шкале указываются также: тип, НСХ термоэлектрического преобразователя, класс точности, система прибора (магнитоэлектрический, электромагнитный и т.п.), рабочее положение прибора для вертикальной или горизонтальной установки, заводской номер, год выпуска и марка завода-изготовителя.
27
7.3. Установка для поверки илливольтметров
Поверка МВ проводится на установке, схема которой представлена на рис. 7.3.
1 |
2 |
|
3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
n 3 |
|
|
3 |
|
2 |
2 |
5 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
6 _ |
|
|
+ |
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
МС-1 |
|
ПП-63 |
|
МС-2 |
Рис. 7.3. Схема установки для поверки МВ: 1,2,3 – милливольтметры; 4 – перемычка; 5 – щеточный
переключатель; 6 – двухполюсный переключатель
В состав установки входят: поверяемые МВ 1, 2 и 3; эталонный потенциометр типа ПП–63; магазины сопротивлений МС-1 и МС- 2 типа Р33, применяемые, соответственно, для измерения внутреннего сопротивления МВ и проверки влияния внешнего сопротивления на показания МВ; щеточный переключатель 5, предназначенный для поочередного подключения поверяемых МВ; двухполюсный переключатель 6, с помощью которого подключаются к ПП-63 либо МС-1, либо МВ, при определении внутреннего сопротивления МВ; клеммы 1–6, предназначенные для подключения эталонных приборов.
28