Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Теплотехнические измерения и приборы

..pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
38.5 Mб
Скачать

Уравнение (4-13-7) является приближенным, так как оно полу­ чено без учета нелинейной зависимости термо-э. д. с. термометра от температуры.

Значение относительного изменения показаний прибора, опре­ деляемое по уравнению (4-13-7), можно уменьшить, если он будет установлен на щите в специальном помещении, в котором темпера­ тура воздуха близка к нормальной (20 ± 5°С).

Для уменьшения изменения показаний милливольтметра, вызы­ ваемого отклонением сопротивления внешней цепи от заданного значения Rm (например, 5, 15, 25 Ом), целесообразно температур­ ную шкалу прибора наносить с учетом повышения сопротивления термоэлектродов термометра при заданной глубине его погружения. Это необходимо особенно при применении термоэлектрических термо­ метров платиновой группы, так как, например, сопротивление 1 м платинородий-платиновых термоэлектродов диаметром 0,5 мм воз­ растает от 1,53 Ом при 20°С до 4,59 Ом при 1000°С.

Кроме изменений показаний прибора, связанных с изменением сопротивления внешней цепи и сопротивлением самого милливольт­ метра, необходимо учитывать также возможные влияния от электро­ статических сил и магнитных полей.

Влияние электростатических сил вызывается появлением на по­ верхности стекла наличника прибора заряда, например при протира­ нии стекла сухой тряпкой. Заряд на сухом стекле держится доволь­ но долго и отклоняет стрелку на значительный угол вдоль шкалы. Протирая стекла прибора, целесообразно тряпку немного увлажнять, так как влага создает проводящий слой и позволяет заряду стечь.

Внешние магнитные поля в значительно большей степени иска­ жают показание милливольтметров, измерительный механизм кото­ рых имеет внешний магнит, по сравнению с приборами, имеющими внутрирайонный магнит. Даже поставленные рядом два неэкраннрованных милливольтметра (пластмассовый корпус и внешний маг­ нит) влияют друг на друга и дают неверные показания. Искажения магнитного поля милливольтметра могут иметь место также вслед­ ствие близкого соседства ферромагнитных масс. Поэтому щитовые милливольтметры градуируются с учетом влияния стального щита. Эти приборы должны иметь надпись «Монтировать на стальном щите» (ГОСТ 9736-68). Приборы, предназначенные для установки не на стальном щите, должны иметь надпись «Не монтировать на стальном щите».

Борьба с возможным искажением магнитного поля ведется также экранированием милливольтметра, если его корпус изготовлен из пластмассы. Изготовляются также приборы с металлическим кор­ пусом, который является одновременно и экраном. Вопрос об уста­ новке нескольких милливольтметров в блоке (общем корпусе) на стальном щите решается экспериментально для каждого случая в отдельности. Для неэкранированных переносных приборов, уста­ навливаемых рядом, расстояние между осями подвижной части долж­ но быть не менее 300 мм.

4-14. Компенсационный метод измерения термо-э. д. с.

Компенсационный метод широко.применяется для измерения тер-

мо-э. д. с. термоэлектрических термометров,

напряж ения,

а такж е

других величин, связанны х с напряжением

определенной

зависи­

мостью.

 

 

Принцип компенсационного метода основан на уравновеш ивании (компенсации) измеряемой э. д. с. известным напряжением, полу­ чаемым от строго определенного тока, называемого обычно рабочим,

на сопротивлении с известным значением.

 

 

 

 

Рассмотрим

принципиальную схему,

иллю ­

 

 

 

стрирующую компенсационный метод измерения

I'

 

 

термо-э. д. с.,

которая показана на рис.

4-14-1.

 

 

Уравновеш ивающ ее

падение

напряж ения

со­

2

=

здается

рабочим током /

на

реохорде (компен­

 

сационном резисторе) Я р. При этом сопротивле­

нп ф

ние компенсационной цепи должно быть неиз­

 

 

менным, а источник питания должен обеспе­

h

 

чивать неизменным во время измерения рабочий

 

-

ток

/.

Вдоль

компенсационного резистора

Я р

 

п

может перемещаться скользящ ий контакт — дви­

~1 - г

ж ок

b,

который с

помощью

провода соединен

с одним зажимом переклю чателя.Я . К заж иму а

 

«Д

Jt 0

реохорда Яр присоединен

один заж им нулевого

 

 

лЦ в

прибора Н П ,

второй его

заж им присоединен к

 

 

 

переключателю Я . Таким образом, с помощью

 

 

 

переклю чателя нулевой прибор можно включить

Рис. 4-14-1. Прин­

в цепь термоэлектрического термометра АВ или

ципиальная

ком­

нормального элемента НЭ

с

э. д. с. ЕцЭ.

 

 

пенсационная изме­

При измерении термо-э. д. с. Е (t, t0) нулевой

рительная схема с

'использованием

прибор

включают в

цепь термометра и переме­

нормального

эле­

щают движок b до тех пор, пока указатель ну­

мента.

 

левого

прибора не

установится на нулевой

от­

 

 

 

метке ш калы. При выполнении этого условия падение напряж ения

на

части

реохорда Я р

будет

равно измеряемой

термо-э,

д. с.

Е (t, /о)»

В этом случае

имеет

место

равенство

 

 

 

 

 

E ( t ,

g

=

//? ;,

(4-14-1)

где

Я р — сопротивление

участка

ab.

 

 

 

 

Включив затем нулевой прибор в цепь НЭ с э. д. с. £ н э

вместо

термоэлектрического термометра, мы установим, что в этом случае при том ж е рабочем токе / указатель нулевого прибора не будет

отклоняться от нулевой отметки

при ином положении движ ка b,

так что сопротивление участка ab будет

равно *ЯК. При этом имеет

место равенство

 

 

£ нэ =

/Я к*

(4-14-2)

П ризнаком уравновеш ивания или компенсации в том и другом случае является отсутствие тока в цепи нулевого прибора.

прибора практически не отклоняется, и имеет место равенство (4-16-3), то, очевидно, АЕ = Е (t, tQ) ImRp ==£ Си. В этом случае относительная погрешность в определении равенства Е (t, t0) = =. ImRp может составить

ДЕ

100 =

Ju

100.

Ô

Е (t, to).

Е

(t,

t 0)

Точность отсчета компенсирующего напряжения, равного I tn R p, зависит от точности установки рабочего тока / и от точности отсчета компенсационного сопротивления m R p.

Для установки рабочего тока в рассматриваемых потенциометрах

используется НЭ,

э, д. с.

которого

под влиянием

 

температуры

 

 

окружающего

воздуха

может

изме­

 

 

няться (§4-15). Поэтому для точной

 

 

установки одного и того же значения

 

 

рабочего тока

резистор R K в лабора

 

 

торных

потенциометрах

делают со­

 

 

стоящим из постоянной и переменной

 

 

частей.

Например,

в потенциометре

 

 

с рабочим током I = 0,001 А, кроме по­

 

 

стоянного резистора R'K=

1018,50 Ом,

 

 

имеется переменный R

выполненный

Рис. 4-16-2. Электрическая схе­

в виде декады,

состоящей из десяти

ма соединения контрольных ре­

резисторов по 0,02 Ом

каждый

(рис.

зисторов потенциометра.

4-16-2). Значение сопротивления R K =

 

 

= RK +

Rl[ можно

устанавливать в

пределах от 1018,50 до 1019,70 Ом и при рабочем токе I = 0,001 А

на резисторе R K можно получать напряжение,

соответствующее

э. д. с. нормального элемента от 1,01850 до

1,01870

В.

 

Следует также

отметить,

что точность измерения

термо-э. д. с.

в большой степени зависит от параметров схемы компенсационной цепи потенциометра и от точности выполнения сопротивления резис­ торов этой цепи. Для измерения термо-э. д. с. в лабораторных условиях в зависимости от предъявляемой точности к измерениям должны применяться низкоомные потенциометры классов точности 0,005; 0,015; 0,02 или 0,05 по ГОСТ 9245-68,

Переносный потенциометр типа ПП-63. Потенциометр ПП-63 имеет класс точности 0,05 и рассчитан на диапазоны измерений 0—25, 0—50 и 0—100 мВ. Потенциометр имеет встроенный источник регулируемого напряжения (пределы регулирования —1,25—0—25; —2,5—0—50 и —5—0—100 мВ при напряжении питания от 1,2 до 1,65 В и внешней нагрузке R B > 25 Ом). Наименьшая ступень регулирования напряжения не превышает 0,03% предельного значения напря­ жения. Внутреннее сопротивление источника 10—15 Ом.

Наличие в потенциометре ПП-63 источника регулируемого напряжения позволяет использовать его как образцовый прибор для поверки милливольт­ метров и автоматических, потенциометров, а также для измерения термо-э. д. с.

или напряжения. Потенциометр снабжен

проволочными резисторами (i?3 =

= 0,6 Ом; R i = 1,6 Ом; Я5 = 5 Ом;

=

15

Ом; R , = 16,2 Ом; R a — 25 Ом),

которые служат для имитирования внешнего

сопротивления R Ba при поверке

о +