温度显示仪表综合实验--动圈指示仪（配热电偶型）示值检定

温度显示仪表综合实验 :动圈指示仪（配热电偶型）示值检定

一、实验目的：
    1、学会使用UJ36型电位差计。
2、熟练使用动圈仪表及掌握动圈指示仪的校验方法。
3、理解外电阻变化对指示值的影响。
4、学会热电偶与显示仪表配套使用的方法。

二、实验原理：
动圈指示仪（配热电偶型）属于显示仪表。它是通过力矩平衡原理，根据输入的毫伏信号的大小来指示相对应的温度值。不同动圈指示仪配用不同的热电偶，在使用时一定要配套，否则无法工作。
动圈仪表与测量元件组成的闭合回路（如图1），在输入的毫伏信号的驱动下，将产生一定的电流。电流在流经磁电式测量机构的永久磁钢中动圈时，电流在磁场的作用下，将产生一个力矩，驱动指针偏转。由于指针和张丝捆绑在一起，张丝也随之偏转，从而产生一个反向的扭转力矩。最终在指针偏转一定角度后，达到力矩平衡。指针停在某一个特定的位置，即指针在指示盘上指示出输入的毫伏信号的大小所对应的温度。
对于每一台动圈仪表来说，其内阻是一定的，其内阻由R串，R并，RT以及连接导线组成。只有外阻一定，来自热电偶的毫伏信号保持不变，那么在仪表和测量元件组成的回路中产生电流也是一定的（动圈电阻受温度的影响由热敏电阻补偿）。在实际中由于动圈仪表与测量仪表间的距离有远有近，由此产生的影响不能忽视，一般采用让外电阻为15Ω。不足时，通过外线路调节电阻补齐15Ω（如图2） 。这样使动圈仪表与测量元件组成的闭合回路中的总电阻不变。

1-热电偶；2-补偿和连接导线；3-外线路调节电阻；4-动圈调节机构
变差是在同一被测参数下，正、反行程时仪表指示值的绝对误差的最大值与仪表的量程之比的百分数。对于动圈仪表应满足
δ变≤0.5δ
否则要进行修正，修正的方法为：
修正值-1/2(E+E)-E

三、实验设备：
动圈指示仪一台           UJ6型电位差计一台
    可变电阻箱一台
    

四、实验接线图：

五、实验内容：
（一）UJ36型电位差计的使用
1、 作为测量使用
打开上盖，将倍率开关由“断”调至“X1”位置；接通电源，再调节“调零”电位器使检流计指零；然后将电键开关 “K” 扳于标准位置，调节“电流调节” 电位器，再次使检流计指针指零；最后，将电键开关 “K”置于未知,进行测量。
2、 作为标准电池输出使用
在测量的基础上，将倍率开关由“X1”调至“G1”位置；转动示盘就可输出相应的电压。

（二） 动圈指示仪示值检定
1、 按实验接线图连接设备，并记录动圈显示仪的相关设备信息到数据表中。让可变电阻箱阻值为15Ω。
2、 根据作为标准电池输出使用方法调整好UJ36型电位差计。
3、 通过查附表镍铬—考铜（EA-2）热电偶温度与毫伏值对应表，记录分度表温度对应的标准毫伏值，填写到相应表格中。
4、 调节UJ36型电位差计，通过正行程（由小至大贴近测量值，而不超过测量值）由小至大输出毫伏信号，使动圈仪表指示在被检定的温度线上（如200℃）。并记录此时的毫伏值，填到表格中。
5、 调节UJ36型电位差计，通过反行程（由大至小贴近测量值，而不小于测量值）由大至小输出毫伏信号，使动圈仪表指示在被检定的温度线上（如200℃）。并记录此时的毫伏值，填到表格中。
6、 进行误差分析，确定仪表精度。
7、 动圈仪表基本误差和变差数据表

 

动圈仪表基本误差和变差数据、精度确定表

仪表型号

热电偶分度号

仪表精度

满量程刻度

℃          mv

仪表外接电阻

校验温度值（℃）

100

200

300

400

500

600

分度表对应的标准值E标（mv）

仪表实际测量值（mv）

E正

E反

绝对误差ΔE

ΔE正=|E标- E正|

ΔE反=|E标- E反|

绝对误差ΔE变

ΔE变= |E正- E反|

允许误差

×100%

确定仪表的精度等级： （δ允去掉%后的数值按国家标准系列定级）

变差 ×100%

变差δ变与0.5倍允许误差δ允的关系

是否需要修正

 

（一）            外阻变化对仪表示值的影响

1、保持原有的接线，使仪表指示50%的满刻度值，并记下UJ36型电位差计的读数值。

2、保持UJ36型电位差计的输出，改变可变电阻箱的阻值为150Ω，观察仪表示值的变化过程，并记录动圈仪表的指示温度。

3、保持UJ36型电位差计的输出，改变可变电阻箱的阻值为0Ω，观察仪表示值的变化过程，并记录动圈仪表的指示温度。

4、  记录数据，填入外阻的变化对仪表示值的影响数据表中，并分析。

 

外阻的变化对仪表示值的影响数据表
	外阻的总电阻（Ω）	电位差计的读数（mv）	动圈仪表指示温度（℃）	与标准电阻相比增减情况
标准	15
增加	150
减小	0
结论：   外阻的变化对仪表示值的影响

六、问题与解答：

1、有台配用热电偶的动圈仪表，其内阻为200Ω，外阻为15Ω；现接成17.15Ω的外阻，试问将产生多大的附加误差？

2、用动圈仪表配热电偶测温时，下面那种冷端温度补偿法正确，并说明理由。

 A、将动圈仪表机械零点调到冷端温度值；

     B、将动圈仪表机械零点调到0℃，然后将动圈仪表的指示值加上冷端温度值

 

附表

镍铬—考铜（EA-2）热电偶测温对应表
温度 (℃)	0	50	100	200	300	400	500	600
毫伏值(mv)	0	3.35	6.95	14.66	22.90	31.48	40.15	49.01