Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С. (1013662), страница 21
Текст из файла (страница 21)
На основании 02.28 легко заключить,, что увеличение индукции вызывает увеличение чувствительности. Поэтому наибольшаячувствительность будет в начале и конце шкалы, в середине чувствительность будет наименьшей.Шкала милливольтметра не, будет равномерной, а при одинаковойцене деления окажется растянутой по краям и сжатой в середине.02.30.
Предел допускаемой погрешности термоэлектрического тер-мометра типа К определяется в соответствии с формулой (2.1) итабл. 2.1Де т = ± [4 + 7,5-10-4 (540 — 300)] 0,0427 = ± 0 , 2 1 6 мВ.Предел допускаемой погрешности удлиняющих термоэлектродныхпроводов типа КД < ? к . п = ± 0 , 1 6 мВ.Предел допускаемой основной погрешности милливольтметра оценивается по диапазону шкалы и классу точностиек — ен24,91—8,13^=±-15b—*=±woi.o = o.i«-в-При отсутствии для средств измерений статистических метрологических характеристик по пределам допускаемых погрешностей можноопределить только оценку погрешности измерения Де0 в соответствиис формулой (1.1), если погрешности отдельных элементов системы являются независимыми:he, ='± у J) Л*? •Следовательно, общее сопротивление цепи увеличилось на AR0==3,75—3,40 = 0,35 Ом и стало равным R[ =328,35 Ом.Относительное изменение показаний милливольтметра определяется по формуле [2]JHL = 3ri*L m0 =фfc^ll5i0o=_Oill0/o_g328,ЗйВ абсолютных единицах для термоэлектрического термометра типа К при /f=540°C погрешность равна At=—0,6 °С.Незначительная погрешность объясняется тем, что сопротивлениеудлиняющих термоэлектродных проводов на два порядка меньше сопротивления милливольтметра и измерительной цепи в целом.02.32.
Показания милливольтметра уменьшаются вследствие увеличения сопротивления термометра при неизменной термо-ЭДС. Сопротивление термоэлектрического термометра в условиях эксплуатации слагается из сопротивлений нагретого и холодного участков.Сопротивление термометра при градуировкеRQ = 0,5 (tf2 + R{) + 1,5 (Я х + R[) = 4,715 Ом.Сопротивление термометра при новом погружениигде Ле;—предел допускаемой погрешности элементов, составляющихизмерительную систему.Для нашего случая погрешность измерительной системы22Д е 0 = ± ] / Д е ' . + Де .. п +Ле21= ± V220,216 + 0,16 + 0,168= ± 0 , 3 1 7 мВ.540 °С это соответствует2=При температурепогрешности ЛЕ == ±7,4°С.При оценке погрешности в реальных условиях следует учитыватьдополнительные источники погрешностей, например теплоотвод от термопреобразователя по чехлу, излучение и т.
д.02.31. При температуре удлиняющих термоэлектродных проводов20 °С сопротивление внешней линии составляет 5 Ом, а общее сопротивление всей измерительной цепи 7?с=328 Ом.При температуре )'i=20 o C сопротивление части удлиняющих термоэлектродных проводов, находящихся вне блочного щита.147i? y = 3 , 4 7 - — — = 3 , 4 Ом.'1о0При температуре г 2 =65°С сопротивление этой частии" _ о' 1 + at"•Ву-ВуТ+^Г-3'40о -1 + 2,4-10-3.651+2,4.10-3.20^ ^= '7о0мQ3R'Q = 1,5 (R2 + R2) + 0,5 ( « ! + R[) = 7 , 6 9 6 Ом.Сопротивление измерительной цепи изменилось от 200 до202,981 Ом.
Это приведет к относительному уменьшению показаний200-202,981 1 0 0 = _ М 7 % ;202,981что по абсолютному значению соответствует (при 1000 °С) At=—12,3 °С.Как видно из примера, изменение показаний милливольтметра может быть значительным. Поэтому шкалы милливольтметров градуировки S наносятся для определенной глубины погружения термоэлектрического термометра и с учетом его сопротивления "при измеряемой температуре.У стандартных неблагородных термометров диаметр электродоввыбирается большим, чтобы их сопротивление, а следовательно, и изменение его при нагреве было пренебрежимо малым.02.33.
Определим сопротивление милливольтметра при О °Са20* м во = « М в - * р Т ^ Й О - =3 0 2-6 50,00426-201+0,00426-20, =2%'9 °М'Определим сопротивление милливольтметра при 40 °Са40*«В= ^ + ^ Р Т + ^ Ь - °0,00426-402 9 6'9+6 51+0,00426.20= 3 0 7'1°М'Относительное изменение показаний, вызванное изменением температуры милливольтметра,АФ_JLшт=Я м в — #мв—^__р1Ч1Ш =302 — 307,10— — - ^ — юо = — 1,66% ,30/,10МЕчто в абсолютных единицах составляет£(540°С, 0°С)0,0166 = 0,371 мВ, или8,8°С.Таким образом, хотя температурный коэффициент прибора и невелик, изменение показаний, вызванное изменением температуры милливольтметра, оказывается значительным, что обусловлено довольнобольшим сопротивлением рамки.02.34. При заданных параметрах магнитной системы милливольтметра (индукция в зазоре, размер рамки) уменьшение сопротивлениярамки приведет к необходимости уменьшения числа ее витков, что вызовет уменьшение чувствительности милливольтметра.
Для сохраненияпрежней чувствительности следует либо увеличивать индукцию в зазоре, либо уменьшать жесткость пружины, что не всегда целесообразно.Поэтому оптимальным отношением сопротивления рамки к общему сопротивлению милливольтметра считается '/з02.35.
Коррекция на изменение ЭДС. нормального элемента производится перестановкой движка R' . При увеличении температуры от20 до 50 °С ЭДС нормального элемента уменьшается. Следовательно,перед установкой рабочего тока движок R' должен быть смещенНэвправо таким образом, чтобы падение напряжения на Ras+R' , создаваемое нормальным рабочим током, было бы равно новому значениюЭДС нормального элемента.02.36. Изменятся.
. Потенциометр будет показывать завышенноезначение измеряемого напряжения. Так как ЭДС нормального элемента уменьшилась, вновь установленное значение рабочего тока будетменьше нормального. Следовательно, цена деления потенциометрауменьшится, что приведет к завышенным показаниям.02.37. Влияет. Класс нормального элемента определяет точностьустановки рабочего тока, что в свою очередь определяет погрешностьизмерения.02.38. Точность измерения уменьшится. Предположим, что первоначально термо-ЭДС термоэлектрического термометра E(t, t0) уравновешивалась напряжением на части реохорда Uv. При этом ток черезнуль-индикатор 7 = 0 .
Если затем E(t, t0) начала возрастать, то черезнуль-индикатор пойдет токf_E(t,t0)-UvRa + Я т + Rnгде /?П) RT и R.n — соответственно сопротивления потенциометра, термометра и соединительной линии.Стрелка нуль-индикатора начнет отклоняться, если протекающийчерез него ток превысит порог чувствительности Д/. Таким образом,потенциометр нечувствителен к изменению термо-ЭДСД£ = Д / ( Я п + Я т + Дл).Легко заметить, что в случае высокоомного потенциометра АЕбольше, следовательно, и погрешность измерения также больше.
Отсюда можно сделать вывод о предпочтительности использования низкоомных потенциометров для измерения термо-ЭДС термоэлектрических термометров. По этой же причине не допускается чрезмерное увеличение сопротивления внешней линии автоматических потенциометров.02.39. Для измерения ЭДС источника с большим внутренним сопротивлением следует использовать высокоомный потенциометр.Если к источнику ЭДС с большим внутренним сопротивлениемподключить низкоомный измерительный прибор, то этот прибор как бызакоротит источник ЭДС, что приведет к падению разности потенциалов на зажимах источника ЭДС и искажению измеряемой ЭДС.
Поэтому при измерении ЭДС сопротивление измерительного прибора должно быть значительно больше (в сотни раз и более) внутреннего сопротивления источника ЭДС.02.40. В потенциометрах компенсирующее напряжение должнобыть равно измеряемому. Вычислим разности потенциалов между точками с и а, а также d и а (см. рис. 2.9). Разность потенциалов междус и аЬ'са = - h (R6 + #пр) + h Як = - 3 (330 + 10,59) + 2- 509,5 ==—2,77 мВ,гдео_Яд RaRD*-RU+R*-Разность потенциалов между точками d и аUda = — hЯб + hЯк = - 3 - 3 3 0 + 2-509,5 = 29 мВ.Расчет измерительной схемы потенциометра КСП4 производитсяисходя из принятой температуры свободных концов термоэлектрического термометра 30 °С, т. е. начальной отметке шкалы соответствуетвходное напряжение £ ( 0 ° С , 30°С)=—1,98 мВ, а конечной Е (400 °С,30°С) =29,51 мВ.
Сравнивая напряжения, легко установить, что точка d соответствует концу шкалы.В реальных условиях должны быть соблюдены равенства Vca == £ ( 0 ° С , 30°С) и Uda=>E (400°C, 30°С). Полученное расхождениеобусловлено неучетом нерабочих участков реохорда.02.41. Для решения задачи нужно определить потенциалы точека и b относительно какой-либо одной точки, например е (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
