Главная | Обратная связь

Описание и принцип действия логометров.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет – Теплоэнергетический

Кафедра – Автоматизация теплоэнергетических процессов

 

 

Теплотехнические измерения и приборы

 

 

Лабораторная работа № 3

Изучение и поверка логометров

 

 

Выполнил:

студенты гр. 6221 Стрижак П.А..

Матвеев А.В.

Грицук Н.Н.

 

Руководитель: Григорьева М.М.

 

 

Томск 2005

 

Описание и принцип действия логометров.

 

Логометры - приборы магнитоэлектрической системы, предназначеные для измерения температуры в комплекте с термопреобразователями сопротивления (ТПС) стандартной градуировки. Упрощенная принципиальная схема логометра представлена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема логометра: 1,2 - рамки; 3 - сердечник; 4,5 - полюса постоянного магнита; R - постоянный резистор; R_T - ТПС

 

Подвижная система логометра состоит из двух рамок 1 и 2 с сопротивлениями и , жестко скрепленных друг с другом и со стрелкой прибора. Рамки охватывают неподвижный сердечник 3 и находятся в поле постоянного магнита. Магнитная система логометра создает переменную по углу поворота рамок магнитную индукцию. Выточки полюсных наконечников постоянного магнита сделаны так, что воздушный зазор убывает от краев полюсных наконечников к центру, а магнитная индукция возрастает по квадратичному закону от краев к центру полюсных наконечников.

Для подвода тока к рамкам применяют безмоментные вводы. Обе рамки питаются от общего источника постоянного напряжения. Последовательно с рамкой 1 включен ТПС с сопротивлением , а с рамкой 2 - постоянный резистор R. Рамки логометра включены таким образом, что при протекании по ним токов и создаются магнитные поля, в результате взаимодействия которых с полем постоянного магнита возникают вращающие моменты М1 и М2, направленные навстречу друг другу.

Если R + = + , то = и при симметричном расположении рамок 1 и 2, относительно полюсных наконечников, вращающие моменты M1 и M2 будут равны (рамки занимают положение, показанное на рис. 1).

Если сопротивление вследствие увеличения измеряемой температуры, а, следовательно, нагрева ТПС, возрастет, то ток уменьшается. Вращающий момент рамки 1 будет меньше момента рамки 2, т.к. меньше . Подвижная система начнет поворачиваться в направлении большего момента, т.е. в сторону увеличения показания температуры. При этом рамка 1 с меньшим вращающим моментом попадет в более сильное магнитное поле и её момент увеличивается, а рамка 2 наоборот попадет в более слабое магнитное поле и её момент уменьшается.

При определенном угле поворота вращающие моменты сравняются. Подвижная система остановится. Это произойдет при условии, если М1 = М2, или

 

, (1)

 

где К1 и К2 - постоянные коэффициенты, определяемые геометрическими

размерами рамок и числом витков в них;

В1и В2 - магнитные индукции в местах расположения рамок.

Из уравнения (1) следует, что .(2)

Учитывая, что отношение является функцией угла φ - отклонения подвижной системы, можно записать, что .(3)

В соответствии с законом Ома токи будут равны:

(4)

Подставив значения токов (4) в уравнение (3), получим: .(5)

Так как , и R являются постоянными величинами, то φ=F( ) (6)

т.е. угол отклонения подвижной системы и стрелки логометра является функцией измеряемого сопротивления ТПС. Из уравнения (5) видно, что напряжение питания теоретически не влияет на угол поворота рамок. Практически, изменение напряжения питания логометра становится заметным лишь при отклонениях, больших ±20% от номинального значения, равного 4 В.

Для повышения чувствительности логометра рамки включаются в диагональ неуравновешенного моста (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема логометра с ТПС, включенным по 3-х проводной схеме.

 

Наименования и назначение резисторов, входящих в измерительную схему логометра, следующие: R2, R3, R6 -постоянные сопротивления, плечи моста; R5 - медный резистор для компенсации температурной погрешности, возникающей при изменении температуры окружающей среды; R1, R4 - резисторы, предназначенные для настройки логометра на заданный предел измерения; и - сопротивления рамок; - сопротивление ТПС; Rк - контрольный резистор, предназначенный для замены термопреобразрвателя при подгонке сопротивления линии; Rл - резистор для подгонки сопротивления линии до заданного значения.

Номинальное значение сопротивления линий, соединяющих логометр с ТПС, указывается на шкале логометра и равно 5 Ом. Заданное значение сопротивления линии обеспечивается с помощью двух подгоночных катушек с сопротивлением Rл = 2,5 Ом.