Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Вообще же уравновешенпыс мосты находят широкое применение в лабораторных условиях для измерения а сопротивлений от 0,5 до 10' Ом. Для измерения малых сопротивлений применяют двойные мосты или компенсационный метод изме ения. Т)' г, хх ринцнпиальпая схема уравновешен- ч ного моста с включенным термометром сопротивления )х, изображена на рис. 5-б-1, Рас. з-ач. Схема ураваогде Рм )хх и Йх — резисторы с известными всшеннаго моста. сопротивлениями. Один из них, например )гм является сравнительным регулируемым плечом.
В одну из диагоналей моста (точки Ь и й) включен источник питания. Во вторую (точки а и с) — чувствнтельнь1й нулевой гальванометр. Изменяя значение сопротивления сравнительного плеча, всегда можно добиться такого состояния схемы, при котором потенциалы точек а и с, а следовательно, в ток в нулевом приборе, равны нулю. Такое состояние обычно называют состоянием равновесия схемы.
равновесие схемы может быть достигнуто только при определенном Измерительный ток, проходящий через лабораторный термометр сопротиьления, имеет значение около 2 мА, а Е~, и с',у не превышают нескольких десятков милливольт. Поэтому для измерения 6', и Уу применяют низкоомные лабораторные погенциометры класса 0,01 и 0,02.
Точность измерення сопротивления термометра, а вместе с тем и температуры компенсационным методом, зависит от точности применяемых технических средств и условий измерения. соотношении между сопротивлениями плеч моста. Действительно, если мост уравновешен, т. е. У, = О, то 1, == 1„и 1, =- 1, и падения напряжений на Р, и йм а также и на Р~ и Ла будут равны ~Рт ~3~2 1 й .=1ф„' отсюда получаем следующее соотношение: 6т Йа йз' (5-6-1) или )(, = — 'йм т — й (5-6-2) Из уравнения (5-6-2) видно, что уравновесить мост можно подбором сопротивления резистора Л~ при постоянном отношении балансных плеч Р,Ф„.
Следовательно, каждому значению сопротивления термометра соответствует вполне определенное значение сопротивления сравнительного плеча йт при постоянно выбранном отношении плеч 1~,®а. При измерении сопротивления )т', работа на мосте сводится к следующему. Если значение измеряемого сопротивления неизвестно, то, задавшись отношением балансных плеч моста В„,/14, равным единице, вводят на сравнительном плече Р, наименьшее сопротивление и, замкнув на мгновение кнопки К, и Км замечают, в какую сторону отклоняется стрелка нулевого гальванометра.
Затем на сравнительном плече вводят наибольшее сопротивление, вновь на короткий период замыкают кнопки и замечают сторону отклонения. Если это отклонение противоположно первому, то остается только подобрать такое Йм при котором повторные замыкания и размыкания кнопок не вызовут колебаний стрелки нулевого гальванометра. Если же отклонения происходят в одну и ту же сторону, то надо изменить взятое ранее отношение балансных плеч и повторить опыт. После того как измеряемое сопротивление приблизительно определено, подбирают такое значение отношения балансных плеч моста, которое гарантировало бы его максимальную чувствительность, и вновь производят измерение.
Если подразделения резистора йт недостаточно малы и полного равновесия достичь нельзя, то прибегают к одному из следующих способов: 1. Интерполируют, т. е. определяют. те ближайшие к действительному Й, значения Я; и Я,", при которых указатель нулевого гальванометра дает отклонения а, и а в противоположные стороны от нулевой отметки его шкалы. Если при атом Я отвечает угол отклонения а» а Д", — угол отклонения ае, то, следовательно, разности И вЂ” Р; соответствует общий размах стрелки прибора в сс, + а, делений шкалы, Таким образом, на одно деление шкалы приходится ю~' — л; ~Ь+~'а Тогда действительное сопротивление термометра лз ~)~. + я" — я1 ) если й' <Ют или если (5-6-3) (5-6-4) й~'~Р,. 2.
Шунтируют резистор й, таким резистором Я, при котором мост уравновешивается, тогда Ьт — я л+~ йх я1Н (5-6-5) Замыкание цепей схемы во избежание вредного влияния само- индукции (экстратоков размыкания) надо вести в такой последовательности: сначала замкнуть кнопку источника питания К„ а затем нулевого прибора К,; размыкание же их следует производить в обратном порядке.
Следует указать, что )г„определенное указанным выше способом, является сопротивлением всего плеча моста аА Оно состоит не только из сопротивления термометра, подлежащего изменению, но и из сопротивления соединительных проводов, с помощью которых термометр подключен к зажимам а и Й и включает сопротивления контактов между этими точками. Поэтому определение температуры по измеренному сопротивлению термометра без учета сопротивлений соединительных проводов может сопровождаться значительной дополнительной погрешностью. Измерение сопротивления термометра неуравновешенным мостом.
Неуравновешенные мосты, применяемые для технических измерений температуры с помощью термометра сопротивления, имеют то преимущество перед уравновешенными мостами, что позволяют получать отсчеты показаний по шкале прибора без Уравновешивания моста. Неуравновешенные мостовые измерительные схемы используются в измерительных преобразователях (гл. 8) для преобразования сопротивления термометра в напряжение, а также для других целей, рассматриваемых нитке. На рис. 5-6-2 показана принципиальная схема неуравновешенного моста. Здесь Р„й, и й, — постоянные резисторы плеч моста; Й, — сопротивление термометра; тà — милливольтметр с внутренним сопротивлением К„; К, — контрольный резистор; П вЂ” пере- ключатель, позволяющий включать либо термометр сопротивления (павожение И), либо контрольный резистор (положение К).
Если при положении И переключателя П сопротивление термометра изменится, то через милливольтметр, включенный в измерительную диагональ моста, потечет ток и указатель его отклонится. Угол отклонения указателя милливольтметра, а следовательно, и сила тока будут тем больше, чем значительнее нарушено равновесие моста. Таким образом, устанавливается известная зависимость между отклонением указателя милливольтметра и сопротивлением термометра, позволяющая судить о температуре термометра, а следовательно, и о температуре среды, в которой он находится„ ! 1 1 1 Рис. 5-6-2. Схема неурав- новешенного моста. Рнс. 5-6-3. Схема неуравновешеввого моста с термометром, вюпоченным по трехнровоаной схеме, Сила тока, протекающего через милливольтметр, выражается следующим уравнением: г ц ЙРа ~ада (5-б-6) где Л = гт' (гст + гт' ) (гсв + А~а) + хтаг а (гтх + П~) + гтхгс (гта + + й,).
Из этого выражении видно, что ток, протекающий через милли- вольтметр, пропорционален напряжению У,в на вершинах моста а и Ь. Вследствие этого для обеспечения правильности показаний прибора необходимо применять стабилизированный источник питания или поддерживать постоянное напряжение в точках с и г(; для этой цели служит регулнровочный резистор йм выполненный в виде реостата. Для обеспечения контроля напряжения предусматривается постоянный, не зависящий от температуры контрольный Резистор гтн, включаемый в схему моста вместо термометра сопротивления с помощью переключателя П, Резистор гт обычно имеет сопротивление, равное сопротивлению термометра, соответствующему двум третям шкалы прибора и соединительных проводов. При включении Й„указатель милливольтмегра должен встать на контрольную отметку.
Если напряжение (/„.а мало, то указатель прибора не дойдет до контрольной отметки, а если велико, то указатель ее перейдет. Для установления наддежащего значения (/,д, как упоминалось вьппе, пользуются реостатом ьь В настоящее время для питания неуравновешенных мостовых измерительных схем применяют стабилизированные источники питания (ИПС). Для уменьшения погрев'ности вследствие изменения с температурой сопротивления проводов, соединяющих термометр с мостом, применяют трехпроводную схему включения термометра в мост, показанную на рис.
5-6-3. Здесь й,— манганиновые катушки для подгонки сопротивления линии до заданного значения. Остальные обозначения соответствуют принятым выше. В этой схеме переключатель 1? и резистор Я, служат для контроля исправности моста, 5-7. Логометры Рассматриваемые ниже приборы магнитоэлектрической системы, называемые логометрами (от греческого слова «логос» — отношение), широко используются в практике технологического контроля для измерения и записи температуры в комплекте с термометрами сопротивления. Кроме того, логомегры могут быть использованы для измерения, записи и регулирования или сигнализации температуры.
В этом случае они должны быть снабжены дополнительным регулирующим или сигнальным устройством. Логометры выпускаются обычно с градуировкой шкалы в градусах Цельсия. Прн этом необходимо иметь в виду, что температурная их шкала действительна только для определенной градунровки термометра сопротивления и заданного значения сопротивления внешних соединительных линий. Логометры находят также применение для измерения других величин, изменение значения которых может быть преобразовано в изменение активного электрического сопротивления. Измерительный механизм логометров состоит из двух рамок, помещенных в воздушный зазор между полюсами постоянного магнита и сердечником.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
