В помощь студентам БНТУ - курсовые, рефераты, лабораторные !


ПОВЕРКА ВТОРИЧНЫХ ПРИБОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ С ТЕРМОМЕТРАМИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Лабораторная работа №4

ПОВЕРКА ВТОРИЧНЫХ ПРИБОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ С ТЕРМОМЕТРАМИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Цель работы: ознакомление с устройством и работой автоматического моста и логометра в комплекте с термометрами сопротивления.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Измерительными схемами электрических термометров могут являться различные электрические цепи, с помощью которых текущее сопротивление датчика преобразуется в ток, напряжение или другую электрическую величину, вызывающую перемещение стрелки указателя или работу механизма отсчетного устройства.

В качестве измерительных схем термометров сопротивления чаще всего применяют равновесные и неравновесные мосты и логометры. Широкое распространение этих схем объясняется тем, что они обладают достаточно высокой чувствительностью и точностью, не требуют больших затрат при изготовлении и эксплуатации.

 

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ МОСТОВ

Электронные автоматические мосты предназначены для непрерывного измерения, записи и регулирования температуры в комплекте с термометрами сопротивления стандартных градуировок. Их также применяют и для определения других величин, которые могут быть преобразованы в изменения сопротивления датчика. По конструктивному выполнению электронные мосты могут быть самопишущими, показывающими и регулирующими.

В основу работы электронного автоматического моста положен принцип уравновешивания мостовой схемы, в одно из плеч которой включен термометр сопротивления. Уравновешивание осуществляется электромеханической следящей системой, регулирующей на сигнал разбаланса в измерительной диагонали моста.

Ни рис.1 представлена принципиальная схема электронного автоматического моста, где Е- напряжение источника питания; Ус - электронный усилитель; РД - реверсивный электродвигатель; R - сопротивление реохорда, Rш - сопротивление шунта реохорда; Rн - сопротивление для подгонки начала шкалы; Rд - сопротивление, ограничивающее ток термометра; R1 и R2 - сопротивления постоянных плеч; RП1 и RП2 - сопротивления подгоночных катушек; Rn1 и Rn2 -сопротивления соединительных линий; Rt - сопротивление термометра; Cф - емкость сглаживающего конденсатора, служащего для уменьшения влияния помех. Сопротивления измерительной схемы выполняются из манганиновой проволоки.

При отклонении температуры контролируемой среды от установившегося значения изменяется сопротивление термометра Rt, что приводит к возникновению напряжения в диагонали СД; это напряжение подается к электронному усилителю и через него к управляющей обмотке реверсивного двигателя. В результате реверсивный двигатель начинает вращаться, направление его вращения зависит от знака разбаланса.

Ось реверсивного двигателя связана с движком комбинированного реохорда и с указывающей и записывающей системами. Двигатель останавливается при достижении в мостовой схеме равновесия. В момент равновесия стрелки прибора указывают температуру контролируемой среды.

Рис.1

В автоматических мостах не требуется стабилизации напряжения источника питания, так как условие равновесия не зависит от величины Е. В качестве источника питания используется сухой элемент, например, типа ЭС-Л-30, или обмотка силового трансформатора усилителя - 6,3В. Приборы с питанием от сухого элемента называются мостами постоянного тока, а с питанием от обмотки трансформатора – мостами переменного тока.

Мосты переменного тока проще, так как в них отсутствует сухой элемент и вибропреобразователь в электронном усилителе. Однако в мостах постоянного тока можно отфильтровать наводки, возникающие в соединительных линиях, путем включения на входе прибора конденсатора Сф.

При присоединении термометра к автоматическому мосту сопротивления линии подгоняются к определенному номиналу, указанному в паспорте прибора, с помощью подгоночных катушек. Желательно термометр присоединять по трехпроводной схеме.

Согласно ГОСТ 7164-58 автоматические мосты обычного исполнения рассчитаны на работу от датчиков, сопротивление которых менее 1500 ом. Для работы с датчиками более высокого сопротивления используются мосты специального назначения.

Электронные автоматические мосты выпускаются:

а) показывающие и записывающие на дисковой диаграмме (ЭМД, ЭМ);

б) показывающие и записывающие на ленточной диаграмме (ЭМП, МС1);

в) показывающие (ЭМВ, МПР).

В маркировке вариант питания мостовой схемы на постоянном токе обычно указывается дополнительным индексом 1, а вариант питания на переменном токе – индексом 2.

Мосты ЭМД включают следующие узлы:

1. Усилитель.

2. Усилитель напряжения. Усилитель мощности.

4. Реверсивный двигатель.

5. Реохорд.

6. Задатчик реостатный.

7. Сигнальное устройство.

В мостах переменного тока типа ЭМД на вход усилителя подается напряжение разбаланса переменного тока частотой 50 Гц. В этом случае усилитель лишь усиливает величину сигнала. Во всех мостах постоянного тока, а усиление ведется на переменном токе. Применяемые для этой группы приборов усилители должны иметь устройство, позволяющее преобразовать постоянное напряжение разбаланса измерительной схемы в переменное напряжение частотой 50 Гц. Для этой цели в усилителе предусмотрен преобразовательный каскад (вибрационный преобразователь). В усилителях для мостов переменного тока типа ЭМД вибрационный преобразователь отсутствует. В остальном принципиальные схемы усилителей, применяемых для всей группы описанных приборов, идентичны.

Усилители мощности и напряжения одинаковы как у мостов переменного, так и постоянного тока.

Исполнительным механизмом, приводящим измерительную схему в равновесие, является однофазный реверсивный асинхронный двигатель.

Электронные автоматические уравновешенные мосты типа ЭМД представляют собой стационарные приборы. Для наблюдения за показаниями и записью у приборов типа ЭМД крышка снабжена большим застекленным окном диаметром 300 мм, полный оборот диаграмма делает за 24 часа.

Все остальные узлы прибора: усилитель, реверсивный двигатель с редуктором, реохорд, механизм продвижения бумаги, катушки измерительного моста – размещены внутри прочного стального корпуса прибора.

На передней части откидного кронштейна закреплена дисковая диаграмма, вдоль которой перемещается перо. В центре дисковой диаграммы проходит ось с показывающей стрелкой, поддерживаемой фигурным стрелкодержателем. Внизу на передней части кронштейна у всех приборов смонтирован выключатель для включения и выключения цепи питания и сигнальная лампа.

На задней стенке откидного кронштейна электронных автоматических мостов типа ЭМД закреплены реверсивный двигатель с редуктором, реохорд, катушка измерительного моста и синхронный двигатель с редуктором для продвижения диаграммной бумаги. На оси реохорда насажена улиткообразная профилированная шайба, по профилю которой скользит рычажок, кинематически связанный тягами с пером.

На задней стенке кронштейна всех приборов расположены колодки, к которым присоединяются соединительные провода силовой и измерительной цепи. На задней стенке корпуса за­креплены колодки, к которым подведены соединительные прово­да. В нижней части корпуса четырьмя винтами крепится элект­ронный усилитель.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА  ЛОГОМЕТРОВ

Логометры применяются в качестве вторичных приборов в комплекте с термометрами сопротивления. Принципиальная схема логометра с термометром сопротивления представлена на рис.2.

Магнитная система логометра включает в себя постоянный магнит с полюсными наконечниками и цилиндрический сердечник. Воздушный зазор в магнитной цепи расширяется от середины наконечников к их краям, соответственно уменьшается магнитная индукция в зазоре. Подвижная система состоит из

Рис.2

двух рамок Rp и Rp’ жестко соединенных между собой и стрелкой, противодействующие пружины отсутствуют. Обмотки рамок питаются от общего источника тока – батареи Б. В цепь рамки Rp включено постоянное сопротивление R, а в цепь рамки Rp’ – термометр сопротивления Rt и соединительные провода Rпр. Токи I1 и I2 в обмотках рамок обратно пропорциональны сопротивлениям соответствующих цепей. Эти токи, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита, создают вращающие моменты М1 и М2, действующие на рамки. Вели­чина момента пропорциональна произведению силы тока в рамке на магнитную индукцию в том участке воздушного зазора, где находятся боковые стороны рамки.  Рамки и стрелка всегда занимают такое положение, при котором моменты М1 и М2 равны между собой. Если размеры и числа витков рамок одинаковы, то условие равновесия М1 и М2 приобретает вид

                   ( 1 )

где, I1 и I2     - токи в рамках;

B1 и B2 - индукция в тех участках воздушного зазора, где находятся боковые стороны рамок.

Отношение есть определенная однозначная функция угла поворота подвижной системы, зависящая от формы полюсных наконечников и сердечника. Отсюда, следовательно, можно записать:

                 ( 2 )

Таким образом, угол поворота подвижной системы однозначно определяется величиной отношения токов в рамках. Но отношение сил токов обратно отношению сопротивлений цепей, где протекают эти токи:

                     ( 3 )

Отсюда ( 4 )

Сопротивления Rp’, Rp, R и Rпр можно считать постоянными. Тогда угол поворота подвижной системы и положение стрелки на шкале будут зависеть от сопротивления Rt термометра, которое в свою очередь однозначно зависит от температуры.

Для работы в комплекте с термометрами сопротивления выпускаются показывающие и самопишущие логометры. Электрическая схема показывающего логометра ЛПр-53 приведена на рисунке 3.

Термометр сопротивления подключен к зажимам 1 и 2, а источник питания напряжением Б к зажимам 1 и 3 при двухпроводной схеме включения и к зажимам 3 и 5 при трехпроводной схеме включения. Зажим 4 панели предназначен для проверки правильности установки прибора.

Для проверки установки логометра необходимо отключить источник питания, соединительный провод с зажима 2 логометра соединить с зажимом 4. Провода у термосопротивления закорачивают. Если при включении питания стрелка логометра устанавливается на красной черте шкалы, то это указывает на правильность монтажа и симметричность соединительных линий по сопротивлению.

Рис.3

Измерительная схема логометра типа ЛПр представляет собой мостовую схему с температурной компенсацией. Для осуществления температурной компенсации схемы сопротивление R1 изготовлено из медного провода, а остальные резисторы схемы намотаны мангониновым проводом. Резистор R2 служит для подгонки диапазона шкалы. Для подгонки сопротивления соединительной линии до величины равной , служат уравнительные катушки Ry.

Щитовые показывающие логометры выпускаются в различных конструктивных формах и габаритах с круглыми и профильными шкалами. Для целей сигнализации и позиционного регулирования выпускаются логометры с фотоэлектрическими реле, срабатывающими при определенном положении стрелки указателя логометра.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ЛОГОМЕТРА ЛПр-53м(Табл.1)

Таблица 1

Показания контрольного магазина сопротивления

Показания поверяемого прибора

Погрешность поверяемого прибора

ОМ

°С

прямой ход

обратный ход

прямой ход

обратный ход

         46

       63,99

       81,43

98,34

114,72

0

100

    200

    300

    400

50

68,4

   86,7

  105,7

  124,7

50

68,36

  86,36

   106

  124,7

5,8

6,4

    7,7

   10,7

   14,5

5,8

6,3

    7,1

   11,1

   11,5

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ АВТОМОТИЧЕСКОГО МОСТА(Табл.2)

Таблица 2

Показания контрольного магазина сопротивления

Показания поверяемого прибора

Погрешность поверяемого прибора

ОМ

°С

прямой ход

обратный ход

прямой ход

обратный ход

         100

       119,7

       139,1

158,21

177,03

0

50

    100

    150

    200

100

120

   139,1

  158

  177,04

100

120

  139,1

   158

  177,03

          0

         0,3

    0

   0,3

   0,1

0

0,3

      0

    0,3

      0

       

 

@reg

@support17

Сейчас 59 гостей онлайн

@(c)

Copyright © 2009-2011 Support17.com
Любое использование материалов, опубликованных на support17,
разрешается только в случае указания гиперссылки на Support17.com

@s

Родоначальницей всех приборостроительных специальностей явилась кафедра «Приборы точной механики», которая была открыта в 1961 г. на машиностроительном факультете.
В 1976 г. был организован оптико-механический факультет.