Для измерения электрических сигналов в виде активного сопротивления применяют автоматические мосты, логометры и цифровые приборы. Для измерения электрических сигналов в виде ЭДС применяют автоматические потенциометры, милливольтметры и цифровые приборы.
Принципиальная схема уравновешенного моста:
Рис. 2.2. Принципиальная электрическая схема уравновешенного моста.Rпр – сопротивление соединительной линии (проводов).
При двухпроводной схеме подключения сопротивление соединительной линии включается в то плечо, в которое включен термопреобразователь сопротивления, т.е. в плечо сd.
Таким образом измеряемое сопротивление Rt будет определяться не только положением движка реохорда Rр, но и сопротивлением соединительных проводов Rпр. При колебаниях окружающей среды будет меняться сопротивление проводов Rпр, которое может достигать значительной величины, тем самым внося существенную погрешность в изменение температуры.
Чтобы сопротивление линии связи при изменении температуры окружающей среды не вносило столь существенную погрешность применяют трехпроводную линию связи (или схему подключения).
|
|
Рис. 2.3. Принципиальная электрическая схема трехпроводного включения термопреобразователей сопротивления в цепь моста.
При трехпроводной схеме подключения один провод включается в плечо dc термопреобразователя сопротивления, а второй провод в плечо вc реохорда. Поэтому изменение сопротивления линии связи вызывает одинаковое приращение сопротивления в смежных плечах моста (cd и cb) и сопротивление соединительных проводов не влияет на результат измерений.
Принципиальная (упрощенная) электрическая схема потенциометра для измерения термо ЭДС
Для измерения термо ЭДМ, развиваемой термопарой, в термоэлектрических термометрах используются кроме магнитоэлектрических милливольтметров потенциометры.
В принципиальной упрощенной схеме потенциометра для измерения термоЭДС (рис. 4.1) ток от вспомогательного источника контрольного напряжения Е проходит по цепи, в которую между точками В и С включено переменное сопротивление Rр (реохорд). Реохорд представляет собой калиброванную проволоку длиной L. Разность потенциалов между точкой В и любой промежуточной точкой Д, где находится скользящий контакт – движок реохорда, будет пропорционально сопротивлению Rвд.
Последовательно с ТПТ при помощи переключателя НП – нуль-прибор, который является индикатором наличия тока в цепи. Термоэлектрический преобразователь подключается таким образом, что его ток на участке Rвд идет в том же направлении, что и от вспомогательного источника тока. Для измерения термоЭДС движок реохорда перемещается до тех пор, пока стрелка нуль-прибора не перестанет отклоняться от нуля. Очевидно, в этот момент падение напряжения на сопротивлении Rвд будет равно измеряемой термоЭДС. Для этого момента справедливо равенство
|
|
Е(tt0)-IRвд=0, (4.1)
где IR – падение напряжения от источника Е на участке сопротивления Rвд, В.
Так как сила тока на участке цепи равна силе тока во всей цепи, можно записать:
Uвд/Rвд=Е/Rвс (4.2)
Учитывая, что в момент компенсации Uвд=Е(tt0), получаем
Е(tt0)=Uвд=ЕRвд/Rвс. (4.3)
Поскольку реохорд является калиброванным сопротивлением, т.е. каждый его участок одинаковой длины имеет одинаковое сопротивление, можно записать:
Е(tt0)=Еl/L (4.4)
Таким образом, термоЭДС Е(tt0) определяется величиной падения напряжения на участке сопротивления реохорда Rвс и не зависит от других сопротивлений. Реохорд Rвд может быть снабжен шкалой; отградуированной в милливольтметрах или градусах температурной шкалы.
Рис. 2.5. Принципиальная схема потенциометра для измерения термоЭДС.