Схема лабораторной установки поверки потенциометра

Цель работы

Цель работы - ознакомиться с принципом действия и устройством автоматического электронного потенциометра и моста, характеристиками термопар и термометров сопротивления, а также освоить методику их поверки

Принципиальная электрическая схема поверяемого прибора

Автоматические электронные потенциометры (рис. 3) предназначены для измерения температуры в производственных условиях и работают в комплекте с термоэлектрическими преобразователями (термопарами) или с любыми другими датчиками, дающими на выходе постоянное напряжение. Измерение температуры потенциометром в комплекте с термопарой осуществляется так называемым компенсационным методом, сущность которого состоит в уравновешивании неизвестной термоЭДС (Ех) термопары и известного падения напряжения UAB на определенном участке рабочей цепи от точки А до точки В.

Рис. 3. Измерительная схема автоматического потенциометра

Потенциометр состоит из моста сопротивлений АВСD, в одну из диагоналей которого включен источник питания ИПС (питающая диагональ), а в другую (измерительную диагональ) - термопара с ТЭДС Е_х, электронный усилитель электродвигателя УЭД и электродвигатель ЭД. В вершине А моста находится реохорд R_р, к движку которого прикреплена стрелка, движущаяся вдоль шкалы. Перемещением движка, в свою очередь, управляет электродвигатель.

Обозначения сопротивлений на схеме (рис. 3):

R_p - сопротивление реохорда,

R_ш – сопротивление шунта,

R_п - сопротивление для задания пределов измерения,

R_н и R_к - для задания начала и конца шкалы,

R_б - балластное,

R_с - для поверки рабочего тока,

R_м - медное сопротивление для компенсации влияния температуры холодных спаев.

Автоматическая компенсация осуществляется системой, основной частью которой является электронный усилитель УЭД. Напряжение небаланса DU = E_x – U_AB, подаваемое на его вход, усиливается усилителем до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного двигателя РД, направление вращения которого зависит от знака небаланса DU.

Если Ex = U_AB, DU = 0,

то электродвигатель ЭД не работает и движок реохорда А не движется. Если по каким-либо причинам термо-ЭДС Е_х изменится, то появляется небаланс DU. Усилитель, усилив напряжение DU, подает его на ЭД, который, вращаясь, перемещает движок реохорда до тех пор, пока напряжение на УЭД снова не станет равно нулю

Компенсационный метод измерения термоЭДС является одним из наиболее точных, т.к., во-первых, в момент измерения ток в измерительной цепи равен нулю а следовательно, отсутствуют погрешности за счет дополнительных падений напряжения в подводящих проводах, и, во-вторых, само отсутствие тока в цепи может быть установлено с более высокой точностью, чем его конечные значения в определенном интервале изменений.

Протокол поверки

ПРОТОКОЛ

поверки автоматического потенциометра типа КСП-4

градуировки ХК₆₈ № ___________ класса точности 0,5

с пределами измерения от 0 до 200 °С

Поверка производилась по образцовому потенциометру типа ПП-63

№ образцового потенциометра ____________ класс точности 0,05

Результаты поверки

№ опыта	Показания поверяемого прибора, °С	Градуировочное значение термо ЭДС Е г , мВ	ТермоЭДС, соотв. температуре окр. среды е, мВ	Ег с учетом поправки (Е г–е), мВ	Показания образцового потенциометра, мВ	Абсолютная погрешность поверяемого прибора, мВ	Приведенная погрешность g, %	Вариация В, мВ	Примечание
прямой ход Х1	обратный ход Х2	прямой ход D1	обратный ход D2
1.			1,31	-1,31	-1,29	-1,30	0,02	0,01	0,14	0,01
2.		2,66	1,35	1,30	1,33	-0,05	-0,02	0,34	0,03
3.		5,48	4,17	4,10	4,15	-0,07	-0,02	0,48	0,05
4.		8,43	7,11	6,99	7,01	-0,12	-0,10	0,82	0,02
5.		11,46	10,15	10,06	10,03	-0,09	-0,12	0,82	0,03
6.		14,66	13,35	13,24	13,24	-0,011	-0,11	0,75

Выводы по результатам поверки автоматического потенциометра

Класс точности прибора равен 0,5 (указан на шкале). Приведенная погрешность 0,82. Отсюда следует что прибор не пригоден для эксплуатации.

Протокол поверки

ПРОТОКОЛ

поверки автоматического моста типа КСМ

градуировки 21 № ___________ класса точности 0,25

с пределами измерения от -70 до 180

Цена одного деления шкалы 2 °С

Поверка производилась по образцовому магазину сопротивлений

типа МСР-63 с ценой деления последней декады 0,01 Ом

Результаты поверки

№ опыта	Показания поверяемого прибора, °С	Градуировочное значение сопротивления Rг, Ом	Показания образцового магазина сопротивлений, Ом	Абсолютная погрешность поверяемого прибора, Ом	Приведенная погрешность g, %	Вариация В, Ом	Примечание
прямой ход Х1	обратный ход Х2	прямой ход D1	обратный ход D2
	-70	33,07	35,84	36,60	2,77	3,53	8,89	0,76
	-60	34,94	39,17	38,80	4,23	3,86	10,65	0,37
	-30	40,50	44,83	44,75	4,33	4,25	10,90	0,08
		46,00	50,11	50,23	4,11	4,23	10,65	0,12
		51,45	55,89	55,66	4,44	4,21	11,18	0,23
		56,86	61,45	61,41	4,59	4,55	11,56	0,04
		62,21	67,01	66,82	4,8	4,61	12,09	0,19
		67,52	71,22	71,10	3,7	3,58	9,32	0,12
		72,78	77,04	76,95	4,26	4,17	10,73	0,09

Цель работы

Цель работы - ознакомиться с принципом действия и устройством автоматического электронного потенциометра и моста, характеристиками термопар и термометров сопротивления, а также освоить методику их поверки

Схема лабораторной установки поверки потенциометра

Для поверки потенциометра необходимы переносной образцовый потенциометр класса 0,05 (например, ПП-63) и термометр с ценой деления 0,01 °С.

Для поверки собирают установку, показанную на рис. 1.

Рис. 1. Схема установки поверки потенциометра

Поверка производится в следующем порядке:

1. Подготовить образцовый потенциометр к работе.

Подготовка начинается с поверки механического нуля гальванометра 1 при выключенном питании (см. рис. 2). Если стрелка гальванометра 1 не стоит на нуле, то вращением корректора 2 установить ее в нулевое положение.

Затем произвести установку рабочего тока, для чего переключатель В5 установить в положение «К» и вращением рукояток 3 (грубо) и 4 (точно) добиться установки стрелки гальванометра в нулевое положение, после чего тумблер В5 перевести в положение «И». При установке рабочего тока и измерении напряжения гальванометр включается в работу с помощью кнопок «грубо» и «точно».

Вначале рабочий ток устанавливается при нажатии кнопки «грубо», а затем «точно». Если стрелка гальванометра не устанавливается на нуль, то необходимо сменить источники питания прибора.

При пользовании переносным потенциометром тумблеры «НЭ», «Г», «БП», «Б» стоят в положении «В», если к соответствующим зажимам не подключаются перечисленные элементы.

При поверке потенциометра переключатель В1 стоит в положении «О», а В2 – в положении «Поверка». Штекер В7 обеспечивает умножение соответствующего предела, который указывает В2 на 0,5, 1 и 2.

Предел измерения устанавливается с помощью В2 и В7 исходя из предела поверяемого прибора.

2. Определить температуру окружающей среды (температура может быть определена с помощью поверяемого прибора путем закорачивания его входов) и определить по градуировочной таблице, соответствующей градуировке шкалы поверяемого прибора, величину поправки е. Полученный результат занести в протокол.

При поверке прибора образцовым потенциометром эту вносимую поправку следует учитывать, вычитая ее значение из градуировочного, найденного по таблице.

3. На зажимы поверяемого прибора подать с помощью рукоятки 5 напряжение, соответствующее термоЭДС термопары (ТП) в начале шкалы. Если стрелка зашкаливает, то необходимо тумблером В10 изменить полярность напряжения.

4. Изменяя рукоятками 5 напряжение, подаваемое на вход поверяемого потенциометра, установить его стрелку на первую оцифрованную отметку шкалы (сначала верхней рукояткой 5 установить грубое значение напряжения, затем нижней – более точное).

5. Нажать на кнопку «грубо» и движком секционированного сопротивления В9 добиться установки стрелки гальванометра на нулевую отметку шкалы.

6. Нажать на кнопку «точно» и движком реохорда В11 добиться установки стрелки гальванометра на нулевую отметку шкалы.

7. Произвести отсчет и запись показаний образцового потенциометра (по шкалам, расположенным под движками сопротивлений В9 и В11) в протокол поверки.

8. Увеличить рукоятками 5 подаваемое напряжение так, чтобы стрелка поверяемого прибора точно совпала со следующим оцифрованным делением его шкалы.

9. Повторять пункты 5 – 8 до тех пор, пока не будет произведена поверка всех оцифрованных делений шкалы поверяемого потенциометра. После этого аналогично производится поверка тех же делений при обратном ходе, т.е. при движении стрелки справа налево.