В термоэлектрических амперметрах переменный ток преобразуется в постоянный с помощью термопреобразователей, представляющих собой сочетание одной или нескольких термопар и нагревателя. На рис. 3.11 показаны схемы термоэлектрических амперметров с различными вариантами термопреобразователей.
 |
 |
||
В контактном термопреобразователе (рис. 3.11, а) нагреватель 1 и термопара 2 имеют гальванический контакт — рабочий конец (горячий спай) термопары приварен непосредственно к нагревателю. Такой преобразователь имеет высокие чувствительность и быстродействие, но между измеряемой и измерительной цепями есть гальваническая связь, что не всегда допустимо. Для устранения ее применяется бесконтактный термопреобразователь (рис.3.11, б), в котором рабочий конец термопары изолирован от нагревателя с помощью стеклянной бусинки 3. Однако в этом случае ухудшается чувствительность преобразователя и увеличивается тепловая инерция. Первый недостаток можно компенсировать за счет последовательного соединения нескольких термопар и образования термобатареи (рис. 3.11, в). Для дальнейшего повышения чувствительности термопреобразователи соединяют по мостовой
Рис. 3.11. Схемы термоэлектрических амперметров:
а — с контактным термопреобразователем; б — с бесконтактным термопреобразователем; в — с термобатареей.
схеме, а при измерении малых токов (до 1 А) применяют вакуумные термопреобразователи, имеющие высокую чувствительность за счет уменьшения потерь на излучение тепла в окружающую среду. Как известно, термоЭДС Ет, развиваемая термопреобразователем» пропорциональна количеству теплоты, выделенному измеряемым током Ix_ в нагревателе, который выполняется из материала с большим удельным сопротивлением (нихром, константан и др.). Количество теплоты в свою очередь пропорционально квадрату средне-квадратического значения Ix_. Таким образом, Eт = kтI2ск; где значение kт характеризует чувствительность термопреобразователя. Далее, как видно из рис. 3.11, Iа = Eт/(Ra + Rт), где Rт —сопротивление термопары. Подставляя эти значения в формулу, получаем окончательно
а = SIkт*I2ск/(Ra+Rт) = Sт*I2ск
где Sт— чувствительность термоэлектрического амперметра. Как видно, шкала такого амперметра является квадратичной. Однако этот недостаток не имеет принципиального значения по сравнению с достоинствами термоэлектрических амперметров. Основным достоинством их явл. возможность прямого измер. переменного тока вплоть до частот, на кот. понятие тока еще имеет физический смысл. Это обеспечивается конструкцией термопреобразователей, которая и определяет хар-ки амперметров. На основе амперм. с помощью добавочных резисторов могут быть образованы термоэлектрические вольтметры, которые, однако, практически не применяются из-за малого входного импеданса и значительной частотной зав-ти сопрот. добавочного резистора.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему