2 Нормализация тока питания

Нормальный элемент НЭ — это химический источник тока с постоянной электродвижущей силой, равной 1,0195 В. Нормальные элементы в измерительной технике применяются в качестве рабочих и образцовых мер. В зависимости от положения переключателя П индикатор наличия тока (миллиамперметр) может входить или в цепь термопары, или в цепь нормального элемента. Перед началом измерения неизвестной э.д.с. рабочий ток устанавливают по нормальному элементу (нормализуют ток питания). Для этого переключатель П устанавливают в положение К (контроль) и тем самым на падение напряжения на сравнительном резисторе R_с (U_c = I_pR_c) подключают нормальный элемент. Если рабочий ток не равен току, при котором производилась градуировка шкалы над реохордом, то падение напряжения на резисторе R_с не будет равно э.д.с. нормального элемента, и через миллиамперметр будет протекать ток (стрелка миллиамперметра отклонится). Для нормализации тока питания I_р подвижный контакт по резистору R_б перемещают до тех пор, пока падение напряжения на резисторе R_с не скомпенсирует э.д.с. нормального элемента, а миллиамперметр не покажет нуль. Э.д.с. нормального элемента падением напряжения на резисторе R_с будет скомпенсирована при равенстве E_н.э = I_рR_c, что возможно только при токе I_р, равном току, при котором производилась градуировка шкалы над реохордом. Установка рабочего тока производится перемещением контакта по R_б. После того как нормализован ток питания, можно определять неизвестную э.д.с. Для этого переключатель П устанавливают в положение «Измерение» (И) и, перемещая подвижный контакт К по реохорду, определяют неизвестную э.д.с. При измерении э.д.с. термопары шкалу над реохордом можно отградуировать в градусах, так как каждому значению э.д.с. термопары соответствует вполне определенная температура рабочего конца термопары. Компенсационный метод измерения широко применяется в приборах для измерения э.д.с. (напряжений) и других величин, изменение которых может быть преобразовано в изменение э.д.с. (напряжения).

3 Неавтоматические потенциометры

Неавтоматические потенциометры предназначены для измерения небольших напряжений (порядка 100 ÷ 200 мВ). Они нашли применение при поверке термоэлектрических преобразователей, автоматических потенциометров и др.

Электрическая схема переносного потенциометра типа ПП (рис. 6.8) состоит из трех ветвей: цепи батареи I, цепи термоэлектрического преобразователя II и цепи нормального элемента III.

В цепь нормального элемента входят нормальный элемент НЭ, сравнительный резистор R_с, резистор R1 (предохраняет НЭ от возможной поляризации гальванометра), гальванометр Г (при положении переключателя «контроль»). Гальванометр Г зашунтирован резистором R2.

Цепь батареи включает источник питания Б (сухой элемент), переменный резистор R_б, секционный реостат R_p с сопротивлениями r1, r2, r3, r4, r5, r6 реохорд R_p и сравнительный резистор R_c. Цепь термоэлектрического преобразователя состоит из термопреобразователя Т, части секционного реостата R_pc = r2 + r1, части реохорда R_p и индикатора наличия тока в цепи — гальванометра Г (при положении переключателя в положении «измерение»).

Перед началом измерения потенциометром неизвестной ЭДС Е_t ( производится проверка и установка рабочего тока I_р. Для этого переключатель SA устанавливают в положение К («контроль»). Замыкаются контакты SA1, SA2, SA3, SA4, и через резистор R2 и гальванометр нормальный элемент НЭ подключается на падение напряжения на сравнительном резисторе R_c (U_c = I_pR_c)_. Если рабочий ток не равен току, при котором производилась градуировка шкал над секционным реостатом R_рc и реохордом R_p, то падение напряжения на резисторе R_c не будет равно ЭДС нормального элемента, и через гальванометр будет протекать ток (стрелка отклонится). Для нормализации тока питания I_р подвижный контакт по резистору R_б перемещают до тех пор, пока падение напряжения на резисторе R_c скомпенсирует ЭДС нормального элемента и гальванометр покажет нуль. ЭДС нормального элемента и гальванометр покажет нуль. ЭДС нормального элемента будет скомпенсирована при равенстве E_нэ=I_pR_c, что возможно только при токе I_р, равном току, при котором производилась градуировка шкал над R_pc и R_p. После того как нормализован ток питания, можно определять неизвестную ЭДС. Для этого переключатель SA устанавливают в положение И («измерение»). Замыкаются контакты SA1, SA2, SA4, и через гальванометр Г термоэлектрический преобразователь Т подключается параллельно секционному реостату R_pc и реохорду R_c (участок а — b). Для определения неизвестной ЭДС термоэлектрического преобразователя движок секционного реостата R_pc и подвижный контакт реохорда R_p перемещают до тех пор, пока ЭДС термоэлектрического преобразователя полностью скомпенсируется равным, но противоположно направленным падением напряжения на участке а — b. В этом случае стрелка гальванометра установится на нулевой отметке шкалы. ЭДС определяют по сумме показаний на секционном реостате R_pc и реохорде R_p. В цехах КИП и автоматики заводов ПСМ имеются в эксплуатации переносные потенциометры постоянного тока типа ПП-63 Р4833, ПП-72. Эти приборы являются комбинированными устройствами. Они могут применяться для измерения небольших напряжений и ЭДС, могут быть источниками регулируемого напряжения, и их применяют как образцовые приборы для проверки милливольтметров, автоматических потенциометров.

Контрольные вопросы

1 Что такое потенциометр?

2 Для чего предназначен потенциометр?

3 На чем основан компенсационный метод измерения?

4 Что такое нормальный элемент?

5 Как производится установка рабочего тока I_р?

6 Для чего предназначены и где нашли применение неавтоматические потенциометры?

7 Пояснить электрическую схему переносного потенциометра.

Литература

1 Старостин В.А. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в промышленности строительных материалов.- М.; Стройиздат, 1988. [стр. 74 - 77]

2 Старостин В.А. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в промышленности строительных материалов.- М.; Стройиздат, 1980. [стр. 151 - 155]

Лекция № 23

6.4. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИОМЕТРЫ

План

1 Назначение.

2 Конструкция.

3 Принцип действия.

4 Виды автоматических потенциометров