К источнику регулируемого напряжения 1 типа ИРН-64, имеющему реостаты для грубой и точной регулировки напряжения в пределах 0 -100 мВ, сухой элемент напряжением 1 -1,5 В и выключатель цепи источника питания, подключаются параллельно образцовый потенциометр 2 и поверяемый милливольтметр 3. Последовательно с милливольтметром включается образцовый магазин сопротивлений 4 * (* Магазин сопротивлений представляет собой набор последовательно соединенных постоянных манганиновых резисторов (декад), применяемых в качестве меры электрических сопротивлений.). типа МСР-63 с диапазоном измерений 0,01 - 111111,1 Ом. Задавая источником напряжение, подаваемое на зажимы милливольтметра, производят поверку последнего при помощи потенциометра во всех числовых отметках шкалы, причем для приборов со шкалой в °С на магазине предварительно устанавливают сопротивление внешней соединительной линии милливольтметра Rл, при котором градуировалась шкала 2. (2 При поверке милливольтметров и автоматических потенциометров переносным потенциометром типа ПП-63 используется имеющийся в потенциометре набор резисторов, имитируюших сопротивление внешней линии (рис 2-40).).
Поверку милливольтметра про¬изводят вначале при убывающем, а затем при возрастающем значении э.д.с. В каждой поверяемой отметке шкалы делаются 1 - 2 отсчета показаний.
Автоматические потенциометры поверяются по показаниям образцового потенциометра 3 (3 Инструкция 166-63 Госстандарта СССР по поверке автоматических потенциометров),
Поверка производится по схеме, показанной на рис. 2-45, б. Поверяемый 1 и образцовый 2 потенциометры подключаются параллельно к источнику регулируемого напряжения 3, причем соединение от поверяемого прибора до коробки 4 выполняется отрезком удлиняющего провода. В этом случае показания образцового потенциометра будут соответствовать термо-э.д.с. термометра при температуре свободных концовt0, равной температуре в соединительной коробке. При поверке эта температура измеряется образцовым или лабораторным ртутным термометром. В частном случае температура t0 может быть равна 0 °С, если в качестве соединительной коробки применен термостат тающего льда. Для предварительного прогрева поверяемого потенциометра он должен быть включен в сеть за 2 ч до начала поверки.
При поверке милливольтметров с помощью переносного потенциометра типа ПП-63 используется встроенный в него источник регулируемого напряжения.
2-9. ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Для измерения температуры широкое применение получили термометры сопротивления, действие которых основано на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Металлы, как известно, увеличивают при нагреве свое сопротивление. Следовательно, зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о температуре проводника.
Термометр сопротивления, чувствительный элемент которого состоит из тонкой спиральной проволоки (обмотки), изолированной и помещенной в металлический защитный чехол с головкой для подключения соединительных проводов, является первичным измерительным преобразователем, питаемым от постороннего источника тока. В качестве вторичных приборов, работающих с термометрами сопротивления, применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и магнитоэлектрические логометры.
а) Основные свойства термометров сопротивления
Конечный предел измерений проволочных термометров сопротивления, обусловленный стойкостью их при нагреве, равен 650° С.
Достоинствами термометров сопротивления являются: высокая точность измерения, возможность получения приборов с безнулевой шкалой на узкий диапазон температур, легкость осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний и возможность присоединения к одному вторичному прибору при помощи переключателя нескольких однотипных термометров. К недостаткам этих приборов относится потребность в постороннем источнике тока.
Металлы, применяемые для изготовления обмотки термометров сопротивления, должны обладать:
-
устойчивостью при нагревании, в частности однозначностью зависимости сопротивления от температуры и стойкостью проводника против коррозии, обеспечивающими надежность измерения;
-
высоким и по возможности постоянным температурным коэффициентом электрического сопротивления, дающим высокую чувствительность прибора и линейное изменение сопротивления проводника от температуры;
-
большим удельным сопротивлением, позволяющим изготовлять термометры малых размеров;
-
воспроизводимостью степени чистоты металла при отдельных его плавках, обеспечивающей взаимозаменяемость термометров.
Из числа чистых металлов наиболее пригодными для изготовления термометров сопротивления являются платина (Pt) и медь (Сu).
На рис. 2-46 дано изменение в зависимости от температуры сопротивления указанных металлов, представленное в виде отношения Rt / R0 , где Rtt - сопротивление при температуре t, а R0 - при 0° С, принятое за единицу.
Наилучшим материалом для термометров сопротивления считается платина, которая обладает большой химической инертностью и может быть легко получена в чиcтом виде.
Она имеет достаточно большой температурный коэффициент электрического сопротивления (3,91 10-3 К-1) и высокое удельное сопротивление (0,099 Ом·мм2/м). Конечный температурный предел применения платиновых термометров сопротивления из соображений механической прочности обмотки, изготовляемой из тонкой проволоки, ограничивается 650° С.
Применяются технические (промышленные), образцовые и эталонные платиновые термометры сопротивления. Эталонные термометры служат для воспроизведения МПТШ-68 в интервале температур от -259,34 до 630,74° С.
Степень чистоты платины характеризуется отношением R100 / R0, где R0 и - R100 сопротивления термометра при 0 и 100° С. Для спектрально чистой платины это отношение равно 1,3925, а для платины, применяемой при изготовлении образцовых термометров 2-го разряда и технических термометров, 1,391.
Сопротивление Rt (Ом) платины в зависимости от температуры t в интервале 0 - 650° С находится по формуле
где А и В - постоянные, определяемые при градуировке термометра.
Медь также обладает рядом положительных свойств, позволяющих использовать ее для изготовления технических термометров сопротивления. К достоинствам меди относятся ее дешевизна, легкость получения в чистом виде и сравнительно высокий температурный коэффициент электрического сопротивления (4,26 • 10-3 К-1). Недостатками ее являются небольшое удельное сопротивление (0,017 Ом·мм2/м) и легкая окисляемость при высоких температурах, вследствие чего конечный предел применения медных термометров сопротивления ограничивается температурой 180° С.
Сопротивление меди в зависимости от температуры t в интервале -50 -180° С выражается уравнением
где α - температурный коэффициент электрического сопротивления меди, К-1.
Для меди, применяемой при изготовлении термометров сопротивления, отношение R100 / R0 равно 1,426.
Сопротивление термометров при 0° С выбирается в пределах 10 - 100 Ом. Увеличение сопротивления термометра позволяет уменьшить погрешность измерения, связанную с изменением сопротивления соединительных проводов под влиянием температуры окружающего воздуха. Однако применение термометров с более высоким сопротивлением может привести к погрешности из-за нагрева их измерительным током, так как при ограниченном размере обмотки термометра для повышения его сопротивления необходимо уменьшить диаметр проволоки. Измерительный ток, протекающий по обмотке термометра сопротивления, обычно равен 6 - 8 мА.
