Компенсационный метод измерения.

_{+ -}

Rд

Rнэ

А С

+ В Rр

- Г

+ -

Т

 

Т – термопара

R_Б – реостат батареи

Rд – добавочное сопротивление

Rр – сопротивление реохорда

Г – гальванометр (нуль прибор)

Принцип действия потенциометров основан на уравновешивании (компенсации) ТДЭС известной разностью потенциалов, создаваемой в приборе с помощью постороннего источника энергии. В результате использования компенсационного метода измерения потенциометры являются более совершенными и точными приборами.

Сопротивление Rр откалибровано и называется реохордом. На любом участке реохорда при прохождении тока ℐсоздается вполне определенная разница потенциалов, пропорциональная длине участка сопротивления (при условии постоянства тока ℐ)

Присоединим с точками А и В реохордатермопару Т и последовательно с ней гальванометр Г. Тогда при равенстве разницы потенциалов Uав и термоэлектродвижущей силы термопары Ет в цепи термопары так протекать не будет, а стрелка гальванометра Г будет находиться на нулевой отметке. Для такого состояния равновесия.

В случае нарушения этого равенства (например, при изменении ТДЭС) в цепи термопары появится ток обусловленный напряжением разбаланса (Uав – Ет). Через рамку гальванометра будет протекать ток, а стрелка прибора будет отклоняться в ту или иную сторону от нуля. Для получения состояния нового равновесия необходимо изменить участок сопротивления ав так как

Следовательно, измерение ТДЭС компенсационным методом заключается в уравновешивании ее разностью потенциалов Uав на реохорде. Последняя заранее известна при определенном значении тока ℐ и известном распределении сопротивлении на Rр. Шкала потенциометра может быть отградуирована в милливольтах или градусах.

Необходимым условием при работе является поддержание постоянной силы тока протекающего через реохорд. Сила тока будет неизменна лишь в случае, когда не будет изменяться ЭДС источника и сопротивление цепи.

Постоянство сопротивления достигается выполнением их из манганиновой проволоки.

Обычно ток ℐ в измерительной цепи потенциометра равен 2mA при начальном значении батареи.

Восстановление стандартного тока 2mA достигается с помощью реостата батареи Rб.

Значение сопротивления реохорда Rр принимают исходя из диапазона измеряемой температуры и типа термопары. Это значит, что полное падение напряжения на реохорде Rр должно равняться или быть несколько больше Ет соответствующей верхнему пределу шкалы.

Например измеряется температура 0 - 1000°С температурой ТХА.

Сопротивление реостата батареи определяется по формуле:

Енб – начальное напряжение батареи 1450мВ

Екб – конечное напряжение батареи обычно 1200мВ

Добавочное сопротивление Rд служит для доведения общего сопротивления до значения, при котором ℐ=2мА

В рассматриваемом случае:

Зная Rр и Rб высчитываем

Ток ℐ можно проверить включением миллиамперметра или подключением дополнительной цепи из НЭ и Rнэ

НЭ – нормальный элемент Енэ=1019Мв

Rнэ – сопротивление нагрузки при котором ℐнэ=2мА

Енэ – не изменяется с течением времени, а значит ℐнэ остается стабильным и равным 2мА. Исходя из этого при подключении НЭ к цепи гальванометр Г покажет разницу между ℐнэ и ℐ. Эту разницу можно устранить перемещением движка на реостате батареи Rб. При включении такой схемы необходимо пересчитать все сопротивления кроме Rр.

 

Потенциометры.

Пример приведен на КСП- 4

Пределы измерения: 0 - 600°С

Градуировка: ХК (L)