5-12. Автоматические компенсационные приборы для работы с малоомными термометрами сопротивления

При измерении малоомными термометрами с чувствительным элементом из платиновой проволоки диаметром температур до 1000°С и выше приходится измерять сопротивления, соизмеримые с сопротивлением проводов, соединяющих термометр с прибором. Аналогичный случай имеет место и при измерении платиновым термометром низких температур в пределах от —200 до 260°С. В этом случае при температурах, равных —240, —250 и -260°С, платиновый термометр с номинальным значением сопротивления при 0°С имеет сопротивление соответственно 2,750; 1,093 и 0,510 Ом.

Рассмотренные выше серийно выпускаемые автоматические уравновешенные мосты, применяемые в комплекте со стандартными термометрами сопротивления , обеспечивают измерение температур только в интервале от —200 до Автоматические приборы, необходимые для измерения температуры ниже и выше с помощью термометров сопротивления, в настоящее время изготавливаются только по специальным заказам.

Для измерения температур малоомными платиновыми термометрами сопротивления, а также низких температур применяют автоматические приборы, разработанные НПО «Термоприбор» [19].

Ниже в качестве примера рассмотрим одну из схем автоматического компенсационного прибора, разработанного НПО «Термоприбор» для измерения малых значений сопротивления (около Ом). Измерительная схема этого прибора имеет более высокую чувствительность по сравнению с уравновешенными мостами, что позволяет обеспечить измерение низких температур в промышленных условиях с достаточной точностью, а также измерять температуру с использованием малоомных термометров сопротивления. Применение четырехпроводной схемы присоединения термометра позволило полностью исключить влияние на результаты измерения сопротивления проводов, соединяющих термометр с прибором.

Принципиальная схема автоматического компенсационного прибора переменного тока для измерения и записи низких температур (ниже приведена на рис. 5-12-1. Здесь термометр сопротивления; резистор для подгонки начального значения шкалы; — приведенное сопротивление реохорда — балластный резистор для ограничения тока в цепи термометра; трансформатор тока, Остальные обозначения соответствуют принятым выше.

Питание измерительной схемы осуществляется напряжением переменного тока 6,3 В, частотой 50 Гц от вторичной обмотки силового трансформатора усилителя. Термометр сопротивления и балластный резистор включены в схему последовательно с первичной обмоткой трансформатора тока Нагрузкой вторичной обмотки трансформатора тока являются резистор и приведенное сопротивление реохорда Рассматриваемая схема прибора позволяет измерять активное сопротивление термометра путем автоматической компенсации напряжения, возникающего на зажимах термометра противоположным ему по фазе напряжением, снимаемым с резистора и сопротивления реохорда левее движка а,

Рис. 5-12-1. Принципиальная схема автоматического компенсационного прибора.

Когда измеряемая температура, а следовательно, и сопротивление термометра соответствуют начальному значению шкалы прибора, движок реохорда а находится на схеме в крайнем правом положении. В этом случае напряжение на термометре компенсируется напряжением, снимаемым с резистора и реохорда

где ток, протекающий через термометр сопротивления и первичную обмотку трансформатора тока; вторичный ток трансформатора; — сопротивление термометра, соответствующее начальному значению шкалы прибора.

При нарушении равновесия напряжений вследствие уменьшения сопротивления термометра, а следовательно, и измеряемой температуры на вход усилителя подается напряжение небаланса. Это напряжение усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя Выходной вал двигателя, кинематически связанный с движком реохорда и указателем, передвигает их и приводит измерительную схему в равновесие, В этом случае положению равновесия схемы соответствует

уравнение

где (здесь — сопротивление участка реохорда левее движка а).

Решая уравнение (5-12-2) относительно получаем:

где коэффициент трансформации трансформатора тока.

В уравнение (5-12-3), связывающее измеряемое значение сопротивления термометра с сопротивлением реохорда и резистора входят не значения токов, а их отношение или коэффициент который в достаточно широких пределах изменения намагничивающего тока имеет постоянное значение. Это позволяет считать, что колебания напряжения питания или изменения сопротивлений токовых проводников термометра, вызывающие изменение тока на результаты не влияют.

С другими вариантами автоматических компенсационных приборов, разработанных НПО «Термоприбор», для измерения и записи низких температур, а также для измерения разности температур с помощью термометров сопротивления можно познакомиться в [19].