Потенциометр для температурных измерений

Номер патента: 33605

Автор: Кульбуш

ZIP архив

Текст

Кльсс 21 е, 264218 л. 33605 АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИ( ОПИСАНИЕ потенциометра для температурных измерений.К авторскому свидетельству Г, П, Вульбуша, заявленному 2 сентября 1932 года,(спр. о перв.114983),0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабри 1933 года,(204) Изобретение касается потенциометровдля температурных измерений по методукомпенсации электродвижущей силы термопар и состоящих из двух параллельных ветвей, одна из которых, выполненная в виде реохорда или тому подобного реостата с движком, предназначенадля секционированного изменения последнего при помощи контактного переключателя,Эта известная схема потенциометрас параллельными ветвями, служащимидля придания движкам полной свободыперемещения, обеспечивает наряду с произвольным расширением пределов измерения свободный нуль и Фозможностьизмерения электродвижущих сил как по.ложительных, так и близких к нулю, аравно и отрицательных.Однако, подобная схема не обеспечивает измерений от неточностей, обусловленных специфичностью электродвижущих сил термопар, зависящих как оттемпературы горячего, так и от темпе.ратуры холодного спая, Эта специфичность приобретает решающую важность,если конечной целью измерения электродвижущей силы термопары являетсяопределение температуры горячего спая,В самом деле: исходным материалом измерения служит градуированная таблицатермопары, выработанная при постоянной наперед заданной температуре Г хо.лодных спаев. Практически температурахолодных спаев равна не 1 а какому-то другому числу градусов, например,Известно, что электродвижущая сила термопары с холодным спаем. нагретым до 8 может быть определена из уравненияЕ () - Е ( 0) Е (о 0) где: Е(1, Р ) - электродвижущая сила термопары со спаями, нагретыми до ь (горячий спай) и до 1 о (холодный спай); Я(, г 0) - электродвижущая сила термопары со спями, нагретыми до 1 (го рячий спай) и Г (холодный спай); наконец Е (10 10) - есть электродвижущая сила термопары со спаями, нагретыми до 1, (горячий) и Г 0 (холодный спай).Измерив величину Е(1, ) и располагая градуировочной таблицей, в кото. рой даны значения электродвижущей силы при температуре холодных спаев 1 а не 1 нельзя непосредственно разыскатьпо градуировочной таблице. Предварительно необходимо, исходя из написанного уравнения, разыскать Ю (О, г,). (что нетрудно сделать, зная 1 О), сломить найденную величину электродвижущей силы Е(11,) с измеренной Е(1, 1,) и, рассматривая .полученную сумму как Е(1, ), разыскать по градуировочной таблице соответствующую найденной электродвижущей силе Е(1, 10) темпеоатуру горячего спая 1.Указанная операция довольно хлопотлива и ооременяет расчетными операциями измеряющего температуру работника. Если потенциометр служит для цехового измерения температуры, то по. добный аналитический метод разыска. ния температуры горячего спая не практичен, Такой способ связан с значительными затруднениями, если шкала потен. циометра отградуирована в градусах температуры (а не в милливольт.7 х), 1Предлагается такой потенциометр,в котором, согласно изобретению, с целью введения поправок на изменение температур холодных спаев термопар, приме. нена третья ветвь, включаемая параллельно секциям переключателя одной из двух основных ветвей, выполненная в виде плавно регулируемого сопротивления, к подвижному контакту которого приключен один из концов термопары.На чертеже изображена схема предлагаемого потенциометра.Параллельно секции а а, включен реохорд а"тагга. Если сопротивление секции а а, равно г а сопротивление реохорда а"гггагга равно Й то приведенное сопротивление между точками а, и а 2 при указанном на чертеже по ложения будет равноЯ 7 ф 77К+7,Если Яг значительно больше, чем г 7, то приведенное сопротивление будет мало отличаться от гсоставляя, например, 90 - 95% от значения последнего.Пусть движок а, передвигающийся свободно по реохорду а"иагга, может занимать крайние положения и и и. Соответственным выбором сопротивленИй Й 7; и главного реохорда Й можно достичь того, чтобы потенциалы точек и и Ьо были равны между собой, если реохорд а"тагга включен на точки и., и а;, как это изображено на чертеже. Тогда при движке а, стоящем на точке и (эта точка отнюдь .не обязана совпадать с конструктивным концом реохорда) и при движке Ь, стоящем на точке Ьо, раз. ность потенциалов между движками будет равна нулю. Следовательно перемещением движка Ь можно измерять как цоложительные, так и отрицательные электродвижущие силы, что и показано на чертеже буквами +Ех и - Юх ссоответственно направленными стрелками,Метод введения поправки на холодные спаи заключается в следующем. Смещая точку а от иг к гг, уменьшают разность потенциалов между движками а и Ь, компенсируя тем самым уменьшение электродвижущей силы термопары на величину Е(1 О 1 1,). Само собою разумеется, что шкала реохорда тгг может быть проградуирована как в милливольтах, так и в градусах цельсия, (если потея цио метр предназначен для работы с определенными термопарами), в связи с чем введение поправки возможно осу. ществлять от руки. Если участок а"иа изготовить из материала с положительным температурным козфициентом и совместить геометрически этот участок с холодными спаями терм опары, то точку а можно сделать механически неподвижной и добиться автоматического введения поправки на холодные спаи. В этом случае реохорд игг превращается в совокупность катушек с разными температурными коэфициентами, Дальнейшей возможностью является электрическое смещение точки а по сопротивлению а"тапа путем применения диля тометрических теплочувствительных устройств, температура которых совпадает с температурой холодных спаев. Так, например, можно предусмотреть ртутные устройства с замыканием сопротивлений расширяющейся ртутью; биметаллические устройства, воздействующие на перемещение контакта а, и т. д.Все упомянутые возможности позво. ляют считать, что введение поправки на холодные спаи как от руки, так и автоматическим методом в данном случае не вызывает затруднений.Из схемы можно видеть, что, несмотря на то, что точка а занята для введения поправки на холодные спаи, для нее сохранена возможность секционированного перескакивания по сопротивлениям г г Однако, скачки должна делать не точка а, а две точки а, а",Пусть, например, хорд тгг, перемещаясьскачками по контактам а а 7, а,а занял положение на контактах а.-, апоказанное пунктиром на чертеже. В этом случае разность потенциалов между движками а и Ь возрасла на четырехкратное падение напряжения в каждом из сопротивлений г, г, (предполагая,что последние равны между собой). Такое перемещение реохорда нисколько не повлияло на характер падения напряжения вдоль него, так как его концы (а, а") остались присоединенными к сопротивлению гсовершенно аналогичному сопротивлению г,. Поэтому предварительно установленное на реохорде положение движка а продолжает исполнять свою функцию введения поправки на температуру холодных спаев. Сила тока в цепи потенциометра от перемещения реохорда и"пгапа, разумеется, не изменялась. Необходимо отметить, что падение напряжения на сопротивлениях г естественно должно быть меньше, чем на реохорде к 1 для того, чтобы обеспечить преемственность измерения при включении секций. Поэтому падение напряжения на реохорде пгп, будучи меньше, чем падение напряжения на нешунтированной секции г, подавно меньше, чем падение напряжения на к 1. Поэтому пределы градуировки реохорда меньше чем пределы измерения по реохорду к 1, составляя ориентировочно не более 75/о от последних. Это обстоятельство не вредит; так как реохорд а"пгапа предназначен для введения поправки на холодный спай, т, е вообще говоря, падение напряжения на нем не должно быть больше нескольких милли- вольт, опускаясь в случае термопар Лешателье даже до долей милливольта. Довольно серьезным вопросом является вопрос о значении переходных контактов В точках гг и ггДействительно, нетрудно убедиться в том, что этими переходными сопротивлениями пренебрегать нельзя. Возрастание сопротивления а и а" влечет за собой некоторое изменение приведенного сопротивления секции, шунтированной реохордом, Далее изменение сопротивлений ггта" обусловливает, вообще говоря, изменение потенциала точки а, в связи с чем на надежность контакта необходимо обратить некоторое внимание, Значительное облегчение в задачи о контактах а, а" вносит возможность сделать реохорд а"гпшга высокоомным. Действительно, если сопротивления г должны изготовляться низкоомными во избежание потери чувствительности нуль - прибора при включении нескольких г в цепь компенсируемой электродвижущей силы, то с сопротивлением реохорда а"птпа в такой мере считаться не приходится, так как, вопервых, ветви а, а" и а, а включены параллельно и, во - вторых, ветвь а, а составляет, вообще говоря, небольшую долю сопротивления всего реохорда в целом, так как смещение точки а из нулевого положения невелико при обычно небольших температурах холодного спая, Охарактеризованные обстоятельства дают возможность придать реохорду а"пгагга сопротивление порядка десятка омов на милливольт падения напряжения в нем, т,-е. сделать его ориентировочно стоомным, Поэтому изменения переходных контактов а", а даже на десятые доли ома не внесут погрешностей больших, чем сотые доли милли- вольта, Опыт постройки переключателей говорит за то, что таких скачков переходных сопротивлений, как десятые доли ома, при удовлетворительных конструкциях не бывает. Возможные вариации в сотых долях ома повлекут. за собой погрешности, лежащие в единицах микровольта, т;е практически не заметные. Возможные, осложненные автоматизацией введения, поправки на холодныеспаи, схемы не описываются в виду ихпринципиальной несложности. Предмет изобретения.Потенциометр для температурных измерений по методу компенсации электро. движущей силы термопар, состоящий из двух параллельных ветвей, одна иэ которых, выполненная в виде реохорда или тому подобного реостата с движком, назначена для плавных изменений со. противления, а другая - для секционированного изменения последнего при помощи контактного переключателя, отличающийся тем, что, с целью введения поправки на изменение температур холодных спаев термопар, применена третья ветвь Щ, включаемая параллельно секциям переключателя одной из двух основных ветвей, выполненная в виде плавно регулируемого сопротивления, к подвижному контакту которого приключен один из концов термопары.Б авторскому сви етельству Г. П. К"льбда М 33605

Смотреть

Заявка

114983, 02.09.1932

Кульбуш Г. П

МПК / Метки

МПК: G01R 17/20

Метки: измерений, потенциометр, температурных

Опубликовано: 31.12.1933

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-33605-potenciometr-dlya-temperaturnykh-izmerenijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Потенциометр для температурных измерений</a>

Похожие патенты