Вторичные приборы для измерения температуры.

Милливольтметры.

 

6 2

S

N 3

 

5 4

1- шкала

2 – стрелка

3 – постоянный магнит

4 – сердечник

5 – спиралеобразная пружина

6 – рамка

 

Милливольтметр состоит из неподвижно закрепленного магнита 3, неподвижно закрепленного сердечника 4 из магнитомягкой стали. В зазоре между магнитом и сердечником образуется равномерное магнитное поле, в котором подвижно (на кернах) закреплена рамка 6, по которойпроходит электрический ток. На рамке жестко закреплена стрелка 2 и один конец спиральной пружины 5. Второй конец спиральной пружины жестко закреплен на корпусе. Пружина служит для создания момента сил противодействующего повороту рамки. При прохождении тока по рамке создается электромагнитное поле. Взаимодействуя с полем постоянного магнита, создается усилие М стремящееся вытолкнуть рамку.

,

M – Момент сил выталкивающий рамку

S – Эффективная площадь рамки

n – Количество витков рамки

B – Магнитная индукция в зоне рамки

ℐ – Ток протекающий по рамке

Перемещение рамки происходит до тех пор, пока М рамки не станет равным Мп моменту сил, создаваемому спиральной пружиной. Стрелка, закрепленная на рамке, покажет температуру по шкале, отградуированной в градусах Цельсия.

Логометры.

 

R₁ R₂

K₁ K₂

N S

 

 

M₂ M₁

 

B

ℐ₁ + ℐ₂

 

Rт А

 

R₁, R₂ – схема сопротивления

K₁, K₂ - рамки

N, S - полюса магнита

Rт – термометр сопротивления

M₁, M₂ – моменты сил создаваемые рамками K₁, K₂соответственно.

Логометры – являются приборами магнитоэлектрической системы. Принцип действия их основан на взаимодействии электромагнитных полей постоянного магнита.

В межполюсном пространстве постоянного магнита NS на общей оси укреплены две скрещенные и жестко связанные между собой рамки K₁, K₂и стрелка. Рамки со стрелкой могут свободно поворачиваться в пределах рабочего угла. Сердечник представляет собой цилиндр. Выточки полюсов магнита сделаны по окружности, но центр этих окружностей смещен в сторону по отношению к центру сердечника. Поэтому зазор между сердечником и магнитом убывает от центра полюсных наконечников их краям, а магнитная индукция возрастает.

В приборе с таким механизмом при угле между рамками в 15 - 20° можно получить почти пропорциональную шкалу с центральным углом в 80 - 90°.

Рамки включены таким образом, чтобы их вращающие моменты были направлены навстречу друг другу. Подвод тока к рамкам осуществляется с помощью безмоментных вводов сделанных из золотых ленточек, либо с помощью маломоментных спиральных волосков сделанных из бронзы и ее сплавов.

Общий ток схемыℐ в точке А разделяется на два тока ℐ_1,ℐ₂ Ток ℐ₁ проходит через Rт, R₁и К₁, а ток ℐ₂ через R₂, K₂. Протекающие по рамкам токи создают при взаимодействии с полем магнита вращательные моменты М₁, М₂, направленные навстречу друг другу.Если

, то

ℐ₁=ℐ₂. При этом рамки займут положение, показанное на рисунке. Если сопротивление Rт в результате нагрева увеличилось, то ток ℐ₁станет меньше тока ℐ₂ при этом М₁ станет меньше чем М₂. При повороте рамка К₁ попадает в более сильное магнитное поле а рамка К₂ в более слабое.

M – Момент сил рамки

S – Эффективная площадка рамки

n – Количество витков рамки

B – Магнитная индукция в зоне рамки

ℐ – Ток протекающий по рамке

Исходя из формулы видно, что рамка, попадающая в более сильное магнитное поле, будет увеличить свой момент и наоборот. Соответственно рамки будут поворачиваться до тех пор пока М₁ и М₂ не станут равными.

Если взять М₁=М₂ то

S₁n₁B₁ℐ₁=S₂n₂B₂ℐ₂ таккак

S₁n₁S₂n₂неизменны то

B₁ℐ₁=B₂ℐ₂или

Так как В₁ и В₂ зависят лишь от угла поворота рамок то это можно представить как функцию углаповорота.

где

ʄ - угол поворота

φ – функция угла поворота (коэффициент)

Отсюда мы видим что угол поворота рамок зависит лишь от токов, протекающих по ним. Выразим токи через формулу.

Так как R₁, R_K1, R₂, R_K2 величины неизменные, то мы видим, что угол поворота ʄ зависит лишь от изменения сопротивления R_т, а значит от измеряемой температуры.