Милливольтметры, используемые для работы с термопарами, называются пирометрическими вольтметрам и и преде тавляют собой приборы магнитоэлектрической системы".
Принцип действия пирометрического милливольтметра основан на взаимодействии между проводником, по которому протекает электрический ток, и магнитным полем постоянного магнита. Сила <1Р,действующая на находящийся в магнитном поле проводник <#, по которому протекает ток Д определяется в соответствии с выражением:
(2.18)
где С-коэффициент пропорциональности,зависящийот выбора единиц измерения;
В-магнитнаяиндукция,являющаясяосновной характеристикой магнитного поля. Направление этой силы определяется правилом левой руки. Рамка выполняется из нескольких десятков или сотен последовательных витков тонкой изолированной, обычно медной, реже алюминиевой проволоки.
В настоящее время приборы магнитоэлектрически системы вытесняются цифровыми милливольтметрами и преобразователями.
Такая рамка, помешенная в магнитное поле, схематически представлена на рис. 2.18. Полость этой рамки параллельна магнитным линиям, а ее ось вращения -перпендикулярна к ним.
Ток. протекающий через рамку, вызывает появление двух сил Р( и Р2, которые стремятся повернуть рамку в направлении, показанном на рис.2.18. Величина сил р, и Р: определяется путем интегрирования уравнения (2.18).
Если взять прямоугольную рамку, состоящую из пвитков, при условии
В= СОП51И 81П (сИ.В)-I ТО
Р= Сп-ВП(2.19) Чтобы силы Р] и Р: были равны, активные стороны рамки должны иметь одинаковое число витков провода. Для этого токовые вводы располагают с одной стороны рамки.
Тогда вращающий момент М.стремящийся повернуть рамку вокруг ее оси. при условии совпадения направления магнитного потока с плоскостью рамки может быть выражен следующим образом:
М=2-Ргш41пВ1*з-п-В1,(2.20.) где г - радиус рамки, м;
а = 2г - средняя ширина одного витка, м;
/-длина активной стороны каждого витка, м; 5 - активная площадь обмотки рамки, м"; п - количестве витков. Для того, чтобы вращающий момент не зависел от угла поворота рамки, ее помешают в радиальное магнитное поле, для чего внутри нее размещаютнеподвижный цилиндрический сердечник из мягкой стали. Снаружи сердечник и рамкаокруженыполюсными наконечниками подковообразного постоянного магнита.
Внаиболее распространенных
показывающихпирометрическихмилливольтметрахподвижная рамкамонтируется на растяжках, представляющих собой упругие нити или ленты, изготовленные из фосфористой бронзы шириной от0,1 до 0,3 мм и толщиной 0,01 - 0,025 мм. Эти растяжки служат для подвода тока в рамку, а также создают противодействующий момент вращающему моменту рамки, линейно возрастающий сс углом поворота рамки. Поддействием этого момента рамка с током будет поворачиваться до тех пор, пока вращающий и противодействующий моменты не станут равными.
На рис. 2.19 представлена рамка пирометрического милливольтметра на растяжках, а на рис. 2.20-схема измерения термо-э.д.с. милливольтметром.
Принимая во внимание, что сумма сопротивления проводов и добавочного сопротивления прибора представляют собой внешнее сопротивление К»», определим напряжение Ц* на зажимах милливольтметра:
Отсюда следует, что, чем больше сопротивление рамки милливольтметра, тем точнее прибор будет измерять термо-э.д.с, развиваемую термопарой, т.к. второе слагаемое в выражении (2.23) будет стремиться к нулю. Но поскольку внутреннее сопротивление рамки практически не может быть увеличено, то увеличивают добавочное манганиновое сопротивление.
Кроме того, включение манганинового резистора последовательно с сопротивлением рамки позволяет существенно снизить влияние температуры окружающего воздуха на показания милливольтметра за счет того, что температурныйкоэффициент сопротивленияманганина близокк нулю
В настоящее время применяются пирометрические милливольтметры как переносные (лабораторные), так и стационарные (щитовые).
На рис. 2.21 представлен общий вид узкопрофильного щитового милливольтметра типа М-64.
Переносные милливольтметры выпускаются с классами точности 0,2;
Рис. 2.22- Принципиальная схема измерения компенсационным методом
0.5 и 1.0. (типы МП-18. МГТ28, МС-28 и т.д.), а шитовые. как показывающие, так и самопишущие - 0.5; 1.0; 1.5 и 2.5 (типы М-64. МР-64-02. МВР-6, МВУ-6 и
т.д.).
Цифровые приборы, используемые с термопарами - приборы типа Ф-226 и А-565 с классом точности 0,1. имеющие унифицированный выходной сигнал, обеспечивающие работу их с ЭВМ.
