Описание лабораторной установки. Для проведения экспериментальных измерений используется установка

 

Для проведения экспериментальных измерений используется установка, функциональная схема которой приведена на рис.4.6.

               

Рисунок 4.6 - Функциональная схема лабораторной

                                 установки

 

На функциональной схеме обозначены:

РТ - регулятор температуры;

Т – термостат;

О-образец;

ТП – термопара, позволяющая контолировать температуру в термостате;

Н - нагреватель;

ИП - измерительный прибор для измерения сопротивления образцов;

СК – схема коммутации.

В качестве регулятора температуры используется промышленный прибор РТ-49А. Он позволяет плавно устанавливать требуемую температуру образца в термостате в диапазоне 0-200°С. Она устанавливается с помощью регулятора со шкалой на лицевой панели прибора. Когда температура в термостате достигает установленного значения, напряжение от термопары ТП становится равным значению напряжения, установленного регулятором прибора и соответствующего требуемой температуре. В момент равенства этих напряжений от схемы сравнения прибора РТ-49А поступает сигнал, отключающий нагреватель Н от сети и включающий красную сигнальную лампочку. Это говорит о том, что температура в термостате достигла установленного на шкале регулятора значения температуры.

После автоматического отключения нагревателя термостат начинает медленно охлаждаться, и при некоторой температуре нагреватель включится автоматически. Таким образом, прибор РТ-49А регулирует температуру в термостате относительно установленного значения с точностью ± 0,5 ⁰С.

В момент загорания красной сигнальной лампочки необходимо измерить сопротивление образцов, помещенных в термостат, соответствующее заданной температуре. Для этой цели используется цифровой амперовольтметр типа Щ4313. Он автоматически контролирует изменение сопротивления с изменением температуры и позволяет измерять его значение в диапазоне 200 Ом – 20 МОм, что вполне достаточно для условий эксперимента.

Поскольку нагреватель отключается на заданной температуре, а термостат поддерживает ее значение некоторое время, этого достаточно для измерения сопротивления нескольких образцов. С помощью схемы коммутации и кнопочного переключателя на лицевой панели лабораторной установки образцы поочередно подключают к измерительному прибору, что позволяет регистрировать величину их сопротивлений при фиксированной температуре.

По окончании измерения сопротивлений образцов регулятором вновь устанавливается новое значение температуры на приборе РТ-49А. При этом автоматически включается нагреватель, в результате чего растет температура в термостате.

В качестве нагревателя в лабораторной установке используется стандартный пальчиковый нагревательный элемент, питающийся от промышленной сети и обеспечивающий постепенный подъем температуры в термостате от 20 до 120 ⁰С. Согласно проведенным расчетам и требованиям техники безопасности и надежности работы установки, для проведения эксперимента достаточно диапазона температур 20 – 65 ⁰С.

Схема коммутации обеспечивает включение питания и выключение приборов, используемых в лабораторной установке, включение световой сигнализации работы установки и переключение образцов в процессе измерения.