Компенсационный метод измерения.
+ -
Rд
Rнэ
А С
+ В Rр
- Г
+ -
Т
Т – термопара
RБ – 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)