Контрольні запитання

1. Що таке термоелектричний ефект?

2. Коли не впливає на РВ третій дріт, що ввімкнений у ланцюг термопари?

3. Які знаєте стандартні термопари?

4. Що таке стандартна характеристика градуювання термопари?

5. Які знаєте способи компенсації впливу зміни температури холодного спаю

термопари та в чому їх суть?

6. Наведіть та поясніть суть роботи мостової схеми компенсації зміни

температури холодного спаю термопари при прямому вимірюванні ТЕРС.

7. Поясніть принцип роботи автоматичного потенціометра.

8. Що знаєте про вимірювальний перетворювач Sitrans TK/TK– H?

Лабораторна робота № 7 -т – л - д логометр та автоматичний реєструвальний прилад диск-250

1. Мета роботи

1.1. Вивчити загальну теорію приладів магнітоелектричної системи.

1.2. Вивчити принцип роботи та будову автоматичного показувального і реєструвального приладу ДИСК-250.

1.3. Засвоїти методику перевірення приладів.

2. Завдання на виконання роботи

2.1. Познайомитись з лабораторним стендом.

2.2. Вивчити загальну теорію приладів магнітоелектричної системи - мілівольтметра та логометра, а також конструктивні відмінності обох приладів і сферу їх використовування.

2.3. Вивчити принцип дії та конструкцію приладу ДИСК-250.

2.4. Зняти реальні статичні характеристику перетворення логометра Л-64 та приладу ДИСК-250.

2.5. По статичних характеристиках перетворення визначити варіацію, абсолютну, відносну та приведену похибки логометра та приладу ДИСК-250.

2.6. Побудувати графіки: а) реальних статичних характеристик перетворення приладів; б) залежності відносних та приведених похибок по отриманим діапазонам вимірювання приладів.

3.3Агальні теоретичні відомості

3.1. Загальна теорія приладів магнітоелектричної системи

Принцип дії магнітоелектричних перетворювачів грунтується на викорис-товуванні взаємодії магнітного поля постійного магніту з електричним струмом, що протікає в провіднику. В таких перетворювачах, наприклад, мілівольтметрах, магніт нерухомий, а відхиляється, в залежності від вимірю-ваного струму, на деякий кут легка котушка, по якій цей струм протікає. Іншим видом цих перетворювачів є логометри («логос» – відношення), в яких кут відхилення рухомої частини залежить від відношення стумів у двох котушках.

Якщо в рівномірне (рис.1,а та б) магнітне поле помістити один виток проводу, по якому протікає постійний електричний струм, то внаслідок взає-

г) д)

Рис.1. Схеми магнітоелектричних: мілівольтметра а)…в) та логометра г) і д).

модії магнітного поля цього провідника з магнітним поле магніту, на нього

(згідно з законом французів Жана Біо та Фелікса Савари) діє пара сил F:

F = BּIּL, (1)

де B – магнітна індукція, I - сила стуму, L - довжина витка.

За ширини витка h сили F створюють обертальний момент М_об, який прагне повернути виток зо годинниковою стрілкою:

М_об = F (h ּ cosγ) = BּIּLּhּcosγ, (2)

де γ- кут між площиною витка та напрямком силових ліній магнітного поля.

За такої конструкції (рис.1,б) обертальний момент М_об пропорційний не тільки значенню сили струму I, що протікає по витку і є основною умовою при побудові мілівольтметра, але і від кута γ повороту витка, що є недоліком. Для його усунення застосовують іншу конструкцію полюсів постійного магніту, яка забезпечує радіальну (рис.1,в) конфігурацію магнітного поля. Силові лінії магнітного поля направлені по радіусу і при повертанні витка на деякий кут α зберігається постійність кута γ між площиною витка і напрямком силових ліній магнітного поля, при чому γ = 0, і:

М_об = BּIּLּh. (3)

Таким чином, при радіальному магнітному полі в зоні розміщення витка проводу із струмом, обертальний момент не залежить від значення кута повороту α. Цей ефект використовується у магнітоелектричних мілівольт-метрах, в яких для збільшення чутливості приладу замість одного витка використовують котушку з числом витків w. В цьому випадку:

М_об = wּBּIּLּh. (4)

За постійних w, L та h:

М_об = K₁ּBּI, (5)

де K₁- коефіцієнт, що залежить від ширини рамки, активної її довжини та кількості витків дроту в ній, намотаного на каркасі.

Якщо ж у рівномірному магнітному полі розмістити дві рамки, що з’єднані

між собою під кутом 90 (рис.1,г) і в них протікають різні струми I₁ та I₂, то

моменти (обертальний М_1(об) та протидіючий М_2(об)) обох рамок будуть

дорівнювати: М_1(об) = K₁∙I₁ּ cosγ, (6)

М_2(об) = K₂ּI₂ּ cos (90+γ) = - K₂ּI₂ּsinγ. (7)

В цьому випадку така рухома система буде повертатись доти, доки ці моменти, змінюючись при обертанні, не будуть в сумі дорівнювати нулю і тоді:

K₁ּI₁ּ cosγ = K₂ּI₂ּsinγ, (8)

звідки загальний кут γ_1,2 повороту такої системи із двох котушок дорівнює:

γ_1,2 = arctg (K₁ּI₁ / K₂ּI₂ ) = f(I₁ / I₂). (9)

Останнє використовується у магнітоелектричних логометрах. Покази

(кут відхиленя рухомої частини приладу γ) логометра залежать від результату ділення струмів I₁ на I₂, але не зележать від зміни напруги його живлення U_жив, позаяк зміна напруги живлення призводить до пропорційного зростання обох струмів (залежність 9), яке автоматично компенсується їх відношенням. Докажемо це. Якщо в залежність (8) підставити значення струмів I₁ та I₂ для спрощеної схеми логометра, що приведена на рис.1,д , то отримуємо:

γ_1,2 = arctg {K₁ [U_жив / (R₁ + R)] / K₂ [U_жив / (R₂ + R_t)]} =

= arctg [K₁(R₂ + R_t) / K₂ (R₁ + R)]. (10)