Обработка результатов измерений и выводы по работе

1. Пользуясь справочными данными, имеющимися в лаборатории, определить к какой стандартной градуировке относится поверяемый термометр и записать значения для измеренных температур в таблицу измерений. Найти абсолютную погрешность в Омах для всех поверяемых значений и записать её в таблицу.

Абсолютная погрешность находится по формуле

,

где  сопротивление градуируемого термометра, Ом;

 сопротивление стандартного термометра, Ом.

2. Построить график зависимости и с его помощью определить  максимальную абсолютную погрешность измерения при температуре ∆t.

3. Найти предельно допустимую абсолютную погрешность стандартного технического термометра сопротивления по формуле

,

где ;

 максимальное значение температуры, из всех произведённых замеров;

 значение сопротивления при t = 400С;

 значение сопротивления при t = 0С.

4. Сравнить величины и и сделать выводы по работе о годности прибора. Прибор годен, если значения максимальной абсолютной погрешности меньше или равны предельно допустимой абсолютной погрешности.

Контрольные вопросы

1. На каком принципе основана работа термометра сопротивления?

2. Опишите устройство термометра сопротивления.

Лабораторная работа №5 Поверка логометра

Цель работы: получение практических знаний по измерению температуры электрическим термометром сопротивлений, поверке логометров. Закрепление теоретических знаний по методам измерения сопротивлений, а также выявление пригодности прибора к эксплуатации.

Перечень используемого оборудования и приборов: трансформатор с выпрямителем, логометр, магазин сопротивлений, мост постоянного тока.

Краткая теория

Рнс. 5.1. Схема магнитоэлектрического логометра

Магнитоэлектрический логометр является одним из средств измерения, часто применяемых в комплекте с техническими термометрами сопротивления для измерения температуры. Принцип действия логометра (logos – отношение) основан на измерении отношения токов в двух электрических цепях. В одну из них включен термометр сопротивления, а в другую – постоянное сопротивление. На рис. 5.1 представлена схема магнитоэлектрического логометра, который состоит из двух рамок 1 и 2, жестко скрепленных друг с другом и со стрелкой 3 и помещенных в воздушном зазоре между полюсными наконечниками 4 и 5 постоянного магнита 6 и сердечником 7. Этот зазор сделан неравномерным, и поэтому значение магнитной индукции в разных точках зазора (при различном угле поворота рамок и стрелки) будет различным. Воздушный зазор уменьшается от центра к краям полюсных наконечников и соответственно от центра к краям полюсных наконечников возрастает магнитная индукция в зазоре.

Обе рамки логометра питаются от одного источника постоянного тока Е и включены таким образом, что их вращающие моменты направлены навстречу друг другу. Значения вращающих моментов М₁ и М₂ могут быть определены из выражения:

;

.

Подвижная система будет находиться в равновесии, когда моменты

. (5.1)

Как правило, , и , тогда выражение (5.1) принимает вид

,

или

.

Отношение магнитных индукций для конкретной конструкции логометра зависит от положения рамок, т. е. однозначно определяется углом их поворота φ:

. (5.2)

Отношение токов зависит от coпротивлений резисторов двух ветвей цепи.

Обе ветви электрической цепи питаются параллельно от одного источника питания Е. В сопротивление одной из ветвей входят сопротивление рамки R_р1 и сопротивление добавочного резистора R₁. Ток в этой ветви

.

Сопротивление другой ветви состоит из сопротивления второй рамки R_р2, сопротивления добавочного резистора R₂ и сопротивления термометра R_т. Ток во второй ветви

.

Отношение токов

.

Если сопротивления , , и остаются постоянными, то можно написать, что

,

или, учитывая (5.2),

.

Таким образом, угол поворота подвижной системы, при котором моменты М₁ и М₂ будут равны (положение равновесия системы), зависит от сопротивления термометра и не зависит от напряжения питания. Положим, что подвижная система логометра находилась в равновесии, а затем изменилась измеряемая температура. Изменение температуры вызовет соответствующее изменение сопротивления термометра, а это в свою очередь вызовет изменение тока I₂ и, следовательно, отношения токов . При этом нарушится равновесие подвижной системы. Направления магнитного поля и тока должны быть подобраны таким образом, чтобы при нарушении равновесия рамка с большим моментом поворачивалась в направлении уменьшения магнитной индукции или увеличения воздушного зазора. При этом рамка с меньшим моментом будет перемещаться в сторону увеличения магнитной индукции или уменьшения воздушного зазора.