Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 51
Текст из файла (страница 51)
При этом в отличие от пирометрических милливольтметров у логометров воздушный зазор меэкду полюсами магнита и сердечником сделан неравномерным и соответственно непостоянна магнитная индукция в зазоре. Противодействующий момент у логометров создается, как и вращающий электрическим путем одной из его рамок, что является характерной особенностью этих приборов. Поэтому токопроводы к рамкам логометра по возможности не должны создавать механического противодействующего момента, чтобы не оказывать влияния на положение равновесия, обусловленное вращающими моментами двух рамок. Принципиальная схема логометра с внешним постоянным магнитом показана на рис.
8-7-1. В междуполюсном пространстве постоянного магнита ЙБ на общей оси (двух кернах) укреплены две скрещенные и жестко связанные между собой рамки гтр и гтр, изготовленные из тонкой изолированной медной проволоки. Эти рамки могут свободно поворачиваться в пределах рабочего угла в воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником цилиндрической формы, закрепленным, как и полюсные наконечники, неподвижно. Вьггочки полюсных наконечников сделаны также по окружности, но радиус этих выточек смещен по отношению к центру сердечника так, что воздушный зазор убывает от центра полюсных наконечников к их краям, а магнитная индукция возрастает приблизительно по квадратичному закону ст центра к краям и О' полюсных наконечников.1,В приборах р с таким измерительным механизмом И 3 при угле между рамками от 15 до 20 гт можно получить почти пропорциональную шкалу с центральным углом около 80 — 90 .
гт Рамки логометра включены таким я, т1 образом, что их вращающие момен- ты Мр и Мр направлены навстречу Рис. Б-7хц Прнвципвапьвев дру1' другу. Подвод тока к рамкам схема лагометра с внешним вс- производится либо с помощью (<безетснввым магнитом. моментных» вводов, сделанных из золотых ленточек, либо посредством маломоментных спиральных волосков, изготовляемых из бронзовых сплавов.
На приведенной схеме логометра )тг н 77» — добавочные манганиновые резисторы, а 77„— сопротивление термометра. Как видно из рис. 5-7-1, ток от источника питания в точке а разветвляется и проходит по двум ветвям: через резистор Й„рамку )ар и через термометр сопротивления )т„резистор гте и рамку 77р. В точке Ь ветви сходятся, и дальше ток идет по одному проводнику до источника питания. При протекании по рамкам )ар и ттр токов 7» и 1; создаются магнитные поля, в результате взаимодействия которых с полем постоянного магнита возникают вращающие моменты соответственно М и М;, направленные навстречу друг другу Если 77г + )зр ол + 1»р + 77 то )г )т и при симмет ричном расположений рамок 77р и )ср относительно полюсных наконечников вращающие моменты Мр и Мр равны (рамки занимают положение, показанное на рис.
5-7-1). Если сопротивление А', вследствие нагрева термометра возрастаег, то вращающий момент рамки )ар будет больше момента рамки Ир, так как 7») Д, и подвижная часть начнет поворачиваться по часовой стрелке, т. е. в направлении момента Мр. При этом рамка )ар с большим вращающим моментом попадает в более слабое МаГНИтНОЕ ПОЛЕ И ЕЕ МОМЕНТ УМЕНЬШастСЯ, МОМЕНТ жЕ РаМКИ 1тр, наоборот. будет увеличиваться. При определенном углеповорота вращающие моменты сравняются и рамки остановятсК2 Зто произойдет при условии 1 Мр — — Мр или з,л,В,), =з,'л,'В,'1;, (5-7-1) где В, и В; — магнитная индукция в зонах расположения рамок )7 и Яр, Т; лги и,' — число витков оьамок Кр и Кр, з, из,' — площадь е активной части рамок Яр н Рр, м .
Полагая в уравнений (5-7-1), что У з,п, = з,'но получаем В„! = В;1"„ откуда г1 н! 1; =В', Учитывая, что значение отнощення угла Ч~ отклонения подвижной части, представить в виде (5-7-2) В(/В является функцией уравнение (5-7-2) можно !1 7-.=Р(ч) (5-7-3) илн (5-7-4) Подставив в уравнение (5-7-4) значения У, У Вг+Я~ ' Яр+Я~+~т', получим' Так как Вр, Нр, К„ и Я„ являются постоянными величинами, то ~р=Е()!)) =В(й,), т е.
угол отклонения подвижной части или указателя логометра является функцией измеряемого сопротивления термометра. При выводе уравнения (5-7-5) не учитывались моменты, накладываемые токоподводящими вводами, и трение. Если учесть зти моменты, трение и другие факторы, то изменения значения напряжения (! источника питания более чем на .+-15 — 20% номинального вызывает изменение показаний логометра. В приборах с «бсзмоментными> вводами при выключенном напряжении питания указатель может оставаться в любом месте шкалы и тем самым ввести в заблуждение при измерениях. Поэтому в показывающих логомеграх ставят специальный электромагнитный возвратитель, благодаря которому указатель смещаегся только в том случае, когда к прибору подведено напряжение.
.,"З логометрах, выпускаемых в настоящее время, подвод тока к рамкам осуществляется с помощью маломоментных спиралыгых волосков, которые одновременно служат и для возвращения стрелки в исходное положение при выключенном источнике питания. Б этом случае изменение напряжения питания на -+:10'/0 номинального (4 В) вызывает изменение показаний, обычно пе п((евышающее предела допускаемой основной погрешности логомера,)Для повышения точности измерения с помощью логометра желательно применять для питании его стабилизированный источник напряжения. Основным недостатком рассмотренной дифференциальной логомегрической схемы, применяемой в комплекте с высокоомными термометрами, является то, что для уменьшения температурной погрешности прибора приходится включать последовательно с рамками мапганиновые резисторы с большими сопротивлениями Р, и й,',.
Вследствие этого логометры с такой измерительной цепью обладают меньшей чувствительностью по сопротивлению по сравнению с приборами с мостовыми логометрическими схемами. Применяемые мостовые схемы с логометром в качестве измерителя можно разделить на две основные группы, а именно несимметричные и симмегричные.
Логометры с несимметричной мостовой цепью не нашли широкого применения и ниже рассматриваться не будут. В принципиальной схеме логомегра с симметричной мостовой цепью, получившего широкое применение (рис. 5-7-2), сопротивления резисторов симметричных плеч моста равны между собой, т. е.
Ю2 = Йз а Йг — — Р, при сопротивлении У(, термометра, примерно равном среднему значению измеряемой температуре по шкале логомегра. Если )7, =- )7„то потенциалы точек с и д одинаковы (благодаря симметрии схемы), а токи 1 и lр, протекающие в рамках )7р и йр, равны и противоположны. При увеличении сопротивления Р, термометра потенциал точки с поншкается, а потенциал точки д повышаегся. Соответственно ток 7р уменьшается, а ток Ур увеличивается. Когда сопротивление термометра уменьшается„ ток Ур увеличивается, а ток 1р уменьшается.
Таким образом, при изменении сопротивления термометра происходит одновременное изменение токов в обеих рамках логометра. Изменения этих токов имеют разные знаки, благодаря этому чувствительность такой схемы выше, чем у несимметричной. схемы. На рис. 5-7-3 схематично показаны два варианта конструкций измерительных механизмов логомегра, применяемых с симметричной мостовой цепью. В механизме, показанном на рис. 5-7-3, а, воздушный зазор убывает, а магнитная индукция возрастает по квадратичному закону от центра к краям полюсных наконечников. дрР гь) ф~ Рис. 5-7-2. Принципиальная схема логометрв с симыетрнчной мостовой цепью. Рнс. 5-7-5. Измерительные механизмы логометров с внешним постоянным магнитом. магнитом милливольтметров (гл.
4), но отличаются наличием двух рамок, малой жесткостью спиральных волосков и неравномерным распределением магнитной индукции в воздушном зазоре. Время успокоения подвижной части применяемых логометров с рассмотренными или другими измерительными механизмами не должно превышать 3 с прн длине шкалы до 90 мм, 4 с при длине шкалы от 90 до 150 мм и 5 с при длине шкалы более 150 мм. Определим значения тонов 1 и 1' в рамках логомегра (рнш 5-7-з». Для раср сматриваемой схемы прибора с учетом, что й„= й = й н й —.— й', можно написать следующее уравнения: и=(1е+1,) й,+1,й=1,(йг+й)+1,йг» ( 3+ р) х+ зй з( т+ )+ Р е и=(1,~-1„) й,+1,й,+(1,+1;) й;» и=(1,+1;) й,+1,й,+(1,+1;) й;.
(6-7-6) Решая совместно зги уравнения относительно 1 н 1', получаем: ий (йрй, +КУ., +йрй+ йтй — й;йй А [й, Я+йр+й;)+ й Яр+ й[)1 — (й;)' (й„+й) (йг+ й) ий(й„й,+ й;й,+й„й+й,й — й:й,) Р А [йт(й+йр+ й0+й (йр+й;И вЂ” (Р2г Яг+й) Яг+й) (5-7-7) (5-7-8) В изкге[энтельном механнзью, выпОлненном но схеме рис. 5-7-3, б, воздушный зазор увеличивается от центра полюсных наконечников к их краям, а магнитная ипдукция падает примерно по квадратичному закону от центра к краям полюсных наконечников. Оба варианта практически равнозначны и позволяют получить близкую к линейной шкалу с центральным углом 30 — 90 (при угле ме»кду рамками 15 — 20в). Наряду с измерительными механизмами с внешним магнитом (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
