3.2. Будова та робота мілівольтметра

Принцип дії магнітоелектричного мілівольтметра (рис.2,а) грунтується на взаємодії двох магнітних полів: постійного магніту NS і магнітного поля рамки 3, якою проходить струм (І) від, наприклад, термопари. Рамка 3 підвішується на тонких металевих стрічках 1 та 4, які виконуються у вигляді спіралей і які утворюють протидіючий момент та одночасно слугують для підведення струму І. До рамки 3 кріпиться стрілка 5, яка одним кінцем рухається відносно шкали 6, а на другому кінці має два вусики з різьбою, по яким рухаються важки. За допомогою важок рухома частина такої системи зрівноважується так, щоб центр її ваги знаходився на вісі рамки. При проходженні струму І виникає обертальний момент , що визначається залежністю (5), та рамка повертається на деякий кут α.

а) б)

Рис. 2. Електрична схема мілівольтметра а) та логометра б)

Протидіючий пружний момент для стрічок 1 та 4 у вигляді спіралі

пропорційний модулю пружності матеріалу із якого вони виготовлені та куту повороту рухомої частини α: = , (10)

де - сталий коефіцієнт, що залежить від геометричних розмірів пружних деталей, Е – модуль повздовжньої пружності пружини у вигляді спіралі.

В момент рівноваги обидва моменти рівні, звідки кут повороту рухомої

частини: α = =К * І. (11)

Зміна В та Е в залежності (11) при коливаннях температури навколишнього середовища не впливають на покази мілівольтметра, так як обидві величини змінюються практично однаково (їх відношення дорівнює сталій К), а шкала приладу рівномірна і він має однакову чутливість по всьому діапазону.

У наш час для вимірювання швидкозмінних по температурі процесів в комплекті із термопар використовують цифрові мілівольтметри типів А561 та ЦТ-300 з великим вхідним опором.

3.3. Будова та робота промислового логометра

Будова логометра, вимірювальна схема якого також живиться постій­ним струмом від електромережі чи сухої батареї, майже аналогічна будові мілівольтметра. Логометр відрізняється від мілівольтметра тим, що він не має протидійних обертанню рамок пружин, а зрівноваження моменту, який виникає в одній рамці й обертає рухому систему, відбувається за ра­хунок протидії моменту другої рамки (співвідношення 8). Струмопідводи рамок виготовляють безмоментними, наприклад, із тонкої золотої стрічки, або маломоментними (малий протидійний момент потрібен для того, щоб повернути стрілку на нульову позначку, коли в приладі немає струму) - з тонкого бронзового дроту.

Щоб підвищити чутливість, рамки промислового логометра підключають до ви­мірювальної діагоналі незрівноваженого моста (рис.2,б). Термоперетворювач опору R_t, підключають до вимірювальної схеми логометра за схемами в два чи три проводи. За схемою в три проводи із трьох проводів, які виходять із головки ТО, два проводи через підгінні (манганінові) котушки R_п1 і R_п2 вводяться в логометр, а третій приєднується до джерела живлення (без котушки, бо його опір не впливає на роботу логометра).

Середня точка між рамками через послідовно ввімкнені мідний R₅ і манганіновий R₆ резистори сполучена з вершиною моста, до якої підведе­но один провід джерела живлення Е, а другий - до протилежної вершини моста. Резистор R₆ змінює кут повороту рухомої системи логометра, а R₅ - забезпечує компенсацію додаткової температурної похибки, спричине­ної зміною температури середовища, у якому перебуває прилад.

Для забезпечення найбільшої чутливості мостова схема приладу си­метрична, тобто R₂ = Rз. Опір R₁ підбирають так, щоб міст перебував у рів­новазі за величиною опору ТО R_t, яка відповідає значенню температури в середині шкали приладу. При цьому внаслідок рівності потенціалів на вер­шинах моста с i d спад напруги на резисторах R₂ і R₃, а отже, і струми I₁ і І₂ у рамках r₁ і r₂ однакові, й обидві рамки розмішуються в магнітному полі симетрично відносно осі полюсних наконечників магніту.

У разі підвищення опору R_t ТО (підвищення температури) струм І₂ у рамці r₂

зменшиться, а струм І₁ у рамці r₁ відповідно збільшиться. Зі зме­ншенням опору

ТО (зниженням температури) відбудеться зворотний пе­рерозподіл струмів:

струм у рамці r₂ збільшиться, а в рамці r₁ - змен­шиться. Різниця обертальних

моментів, яка виникає в обох випадках, по­вертатиме рухому систему в один або

другий бік до настання нової рів­новаги.

Позаяк плечі є суміжними, то з урахуванням симет-

ричності моста зміна опору з'єднувальних проводів через коливання тем­ператури навколишнього середовища майже не впливає на результати ви­мірювань. Підганяння зовнішнього опору до розрахункового значення провадять роздільно для кожного з'єднувального проводу.

Для перевірки правильності підганяння опору з'єднувальних проводів їх закорочують на затискачах головки ТО, а замість R_t підключають кон­трольний опір (котушку) R_к, для чого провід, який підводив струм до R_t че­рез клему К2, шунтуючи R_к, знімається з клеми К2. У цьому разі після увімкнення живлення стрілка логометра має вказати на червону контроль­ну риску, нанесену в середині шкали логометра. Якщо відхилення стрілки від червоної риски перевищує ± 1,5 % діапазону шкали, необхідно переві­рити опір з'єднувальних проводів, а потім сам логометр.