Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 41
Текст из файла (страница 41)
(1+И;У) где и — температурный коэффициент электрического сопротивления меди. Расчетные формулы, составленные с учетом изменения токов гг и Уз в измерительной схеме потенцнометра при изменении температуры свободных концов термоэлектрического термометра, а следовательно, и Я„, получаютсн достаточно сложными. Поэгому для упрощения расчетов принимается условие !в = сопз! прн шобом значении температуры Г,' от 5 до 00'С резистора )г„. Расчеты, проведенные прн условиях !з = тат н Уа = — сопз(, покааывают, что изменения покаааний прибора, а следовательно, и погрешности компенсации памеиения терно-э.
д. с. термометра, вызываемые изменением температуры его свободных концов, различаются незначительно. Если не учитывать изменение гз, то при увеличении температуры свободных коннов термометра до г,' уравнение (4-19-10) принимает вид: Езге (1+ ггГ,',) — " — Еа (уг+М,) — Лг„,((,+Л(,)— !+ иго ш (1 2)) Езр (1т+Л гг)+Е (Е Га) Е (Гц, Гз)=0 (4 19"12) Вычитая из этого уравнение (4-19-10), получаем: — Ы, [Еа+ Даава+ и (! — 2Л) Анэ) — Е (Г,', Ге) = О.
(4-19-13) 1+ мзз Из уравнения (4-19-10) найдем К,„! +Е(Г, (а) Ев+)Еаэ+ш(! — 2Д) ~И,= 1 а пссле подстановки правой части эюго выражения в уравнение (4-19-13) получиьп (о- о) аз г г ( з Е(Гр Г) 0 (41914) 1+а(з гг у В момент равновесия измерительной схемы и при значении Г; ток 1,' = )г+ ф Л)д определяется уравнением Подставляя в это уравнение Еп (4-19-8) и Еа (4-19-9), после преобразования имеем: ду у Ема (го ~о) (4-19-15) ' (Ем+Ю(1+аад ' Подставляя я уравнение (4-19-14) значение Луч получило условие компенсации изменения термо-э.
д. с. термометра, вызываемого изменением температуры его снободных концов: М )оа(Г' — Го) Г Е У~Ема((,' — гд Е(6 г~)Е„а(г,' — (д1 ' +~. 1.~(.+~д(1+ярд+ (~.+~д(~+ ~) 1 = Е (го о). (4-19-!6! Два члена и уравнении (4- 19- 16), заключенные а квадратные скобки, выражают поправку, учитывающую влияние изменения тока ры а измерительной схеме прибора.
Пользуясь уравнением (4-19-16), определим Емо ЕпЕ(тй го) (4 19.1У) ,Я (: — о) Е(,, Гд Е(1,) (о — о) и 1+ато о' ' о 1+ато Для уменьшения изменения погрешности потенциометра, вызванного отклонением температуры свободных концов термометра от Го, Целесообразно определять )тм для значения е(1 гд=е((пр (о)= ° (41918) 2 После преобразования это выражение принимает аощ: Еп Ема (Г; — Го) 2 (Е„+Ем) !+сото (4- 19-20) Лиалсгичво для начального значения шкалы Еп Ема ((о гд 2(Ем+Им) 1+ато (4-19-21) Изменение показаний потенцнометра в процентах от диапазона измерений равно бп о — и 100= м и 100 (4-19.22) 68п 1' м ао ((и 'о) 2(Ем+Ем) 1+а!а Из этого вырвкення следует, что изменение показаний потенциометра прямо пропорционально (го' — го), поэтому для уменьшения значения 6, температуру Го прн расчете Е„следует выбирать близкой к среднему значению лопускаемого интервале изменения температуры окружающего воздуха.
Поскольку резистор Ем находится внутри корпуса потенцнометра (КСП2) или с внешней стороны его (КСП4), то при поасчете в первом случае принимают температуру го = 80 С, а ао втором го = 20 С. При расчете Ем указанным путем следует иметь а виду, что для всех значений Е (д (о) + Е ((,р, (о) е пределах диапазона измерений возможно изменение показаний потенциометра за счет неполной компенсации изменения термо-э. д. с.
термометра, вызванного изменением температуры свободных концов его от значения го. Для определения изменения показаний потенциометра вследствие этого факторз воспольауемся вторым членом поправки в квадратных скобках уравнения (4-19-! 6) и с учетом условна (4-19-18) для конечного значения шкалы получим: Е(тп. (о)+Е(тю го)гтма(то — Гд Е(Фю го)Ема(1,',— Го) 4 !9 9) дЕп 2 ( и+Ем) !+ах Е +Ем 1 . 4-!9- 9) Определим сопротивление Резисторов в цепи источника стабилизированного питания 17г — — 17г+ Рггм При Расчетном значении температуры свободных концов термометра Г, сопротивление измерительной схемы относительно зажимов Ь и г( определяется выражением ( -+ ~) (Еп+)!па+аз) )7з'=я+Я +я ).Е'", Е, (4-19-23) Сопротивление резистора )77 определяется по формуле г )~н )~ел' (4-19-24) Задано 200 †6'С ХА Шкала прибора Градунропка термоэлектрического термоиегра расчетное значение температуры свободных концов термометра Возможное значение температуры свободных концов термометра Начальное значение шкалы ........., ....., .
Конечное значение шкалы .............., „ .. диапазон измерений . Нормированное номинальное сопротивление реохорда .. Нерабочие участки реохорда (Х= — 0,025) .......... Нормированное номияальное значение падения напряжения на резисторе !тн Выходное цапряткение ИПС-!48П............. Номинальное значение силы тока в цели ИПС-143П...
Сопротивление нагрузки ИПС-148П Номинальное значение силы тока в верхней ветви измерительной схемы прибора ................ Номинальное значение силы тока в нижней ветви измерительной схемы прибора Температурный коэффициент электрического сопротивления медке го=20 С 1, = 50'С Е(гн, ге)=7,И мВ Е (1н ге) = 24 11 мВ Ел — — !6,78 мВ !' н.р '=- 90 Ом 23= 0,05 и„=!О!9 мВ (7„ш=5 В 1о=-5 мА )7„м= 1000 Ом 1,=3 мА 1з 2мА и=4,25 1О з К х г Точное значение п Лня данной медной проеононн переделе~от опмтнын путем. По формуле (4-19-4) определим 77пг 17прЕн 90 ° 16,78 1т)тор (! — 2Х) ЕН 3 90 (1 — 0,05) — 16,78 1510,20 239,72 = 6,2998 6,3 Ом.
Р"ннмаем 77п' = 6,0~- 0,05 Ом и гп — — 0,6 Ом. для проверки правильности расчета сопротивлений резисторов измерительной схемы потенцнометра можно воспользоваться формулой 11 )те+он 11„+7(о +Е (4-19-25) При расчете сопротивлений резисторов необходимо учитывать сопротивление проволнчков, применяемых лля соединении этих резисторов при выполнении измерительной схемы приборов. П р и м е р. Расчет сопротивлений резисторов компенсационной измерительной схемы автоматического потеициометра типа КСП4. Определим приведенное сопротивление реохорда Йпр по формуле [4-!9-й! )Гн.р)7п 90.6,2998 566,9820 йн.р+Рп 90+62998 96.2998 Произнедем проверку правильяости определения )!пр по формуле (4.19-2) Ен — lг)7п.
р (1 — 2Х) = 3 ° 5,8877 (! — 0,05) = 16,7802 ии 16,78 мВ. Определим )гн по формуле (4-19-5): Е 1099 Ак= — = — — 509,5 Ооь к — 7 Принимаем значение сопротивления контрольного резистора )7к = 509,5~ ь 0,2 Ом. По формуле (4-19-9) определим Из'. )гкун — (1 — )с) оопруг — Е ((н ро) )об= )г 509,5 2 — (1 — 0,025) . 5,8877 3 — 7,33 994,4485 3 3 |рнннмаем значение сопротивления резистора ггз = 332-+- 0,5 Ом. Найдем сопротивление медного реаистора 7!и по уравнению (4-19-17) с у атом ',4-19-!8): 77нЕ (гм !о) 7,)7 "(' ") — Е(!' г,) — Е(! 1,)"— "" к!!!сор 509,5 1,22 621,590 5 32 9 О ' 2 . 509,5 . 0,1175 в 1,22 — 15,72 .
0,1175 116,6654 принимаем значение сопротивления медного резистора )7и = 5,33-~- 0,01 Ом. Определим значение сопротивления резистора )!н по формуле (4-19-8) 5'и)о — Х)7 рут+Е(!н !о) 2 5*3279 — 0 025 5*8877 3+7 33 )сн 3 !г = — =5,8481 Ом; 17,5634 принимаем )7 = 5,3о- 0,05 Ом и гн = 0,7 Ом. Определим, пользуясь уравнением (4-19-23), значение Ион. Жи+)!к) ()рн+)рпр+Ю К +он+ Рн+77пр+ оз (5,3279+ 509,о! (5,8481+ 5,8877+ 331,4828) 176698,5454 5,3279+609,5+5,8481+5,8877+331,4828 858,0466 Определим Ю по формуле (4-19-24): й =К„„— Я =.1000 — 205,9=794,! Ом; принимаем )7 = 800 Ом, И' = 750.+- 1 Ом и И~ —— — 50 + 5 Ом. Определим изменение показаний потенциомстрз длн конечного значения шкалы при изменении температуры сюбодных концов термометра от Го = 20'С до !о' = 50'С по формуле (4-19-22): 6„= )!.
"(" — '» !ОО= 2()!„+)7,) !+ 1, — 0,1176 100= — 0,06~4. 5,3279 4-20. Основные сведения об усилителям В автоматических потснпиометрах применяются усилители переменного тока, снабжаемые входным устройством для преобразоаания напряжения нсбаланса постоянного тока, поступающсго .
измерительной схемы прибора на вход его, в напряжение перемен- кого тока частотой 50 Гц. Входное устройство таких усилителей :остоит из вибропреобразователя и входного трансформатора. Усилители переменного тока, применяемые в автоматических уравновешенных мостах (гл. 5), снабжаются только входным транс)юрматором. Входное устройство усилителей служит одновременно для согласования с помощью входного трансформатора сопротивления изме- ) $ Нат Рис. 4-Ю-1.
Структурная схема усилителя. эительной схемы прибора с сопротивлением усилителя напряжения ч в некоторых случаях для гальванической развязки измерительной хемы от «земли». Такие важные показатели усилителя, как помехоустойчивость и уровень внутренних шумов, в основном определяется аходным устройством. В автоматических потенциометрах и других вторичных приборах трежних разработок, применяющихся в различных отраслях проиышленности, использовались электронные ламповые усилители сина УЭУ (нли УЭ) н УЭМ (или УМ).
В приборах новых разработок сипа КПП, КСП и других, выпускаемых в настоящее время, приметяюг полупроводниковые усилители типа УГ(Д, а в некоторых модиРикапиях этих приборов используются электронные ламповые уснтители УЭД. На рис. 4-20-1 показана структурная схема усилителя, состоядсго из следующих элементов: 1 — входного устройства; 2— усилителя напряжения; 3 — усилителя мощности; 4 — реверсивного «вигателя (нагрузка усилителя); 5 — силового трансформатора; т — выпрямителя; ОС вЂ” устройства отрицательной обратной связи. Жратная связь в усилителе позволяет обеспечить заданные динами- «еские свойства прибора, Входное устройство усилителей с входным напряжением постоянного тока. Входное устройство этого типа, служащее для преобразования нескомпенсированного напряжения постоянного тока, возникающего вследствие разбаланса измерительной схемы прибора, в напряжение переменного тока частотой 50 Гц, состоит нз внбрационного преобразователя ВП, входного трансформатора ВТР и конденсатора Ст (рис.
4-20-2). Вибрационный преобразователь ВП, являющийся типовым для всех усилителей (рис. 4-20-3), представляет собой однополюсный поляризованный переключатель на два положения. Он состоит из постоянного магнита 6; обмотки (катушки) возбуждения 7, питаемой переменным током частотой 50 Гц, напряжением 6,3 В от вторичной обмотки силового трансформатора усилителя; зга Рис.
4-20-2. Входное устройство усилителя с входным напряженнем постоянного тока. Рис. 4-20-3. Виорапионный прес6разователь тапа БП. якоря нз магнитомягкой стали 5, который прикреплен к верхнему концу плоской бронзовой пластиныЗ. Катушка возбуждения закрыта экраном 4. Нижний конец плоской пластины закреплен в скобе 10, а верхний ее конец с якорем, проходящим внутри катушки возбуждения, находится над полюсами постоянного магнита.
При прохождении тока через катушку возбуждения якорь пластины вибрируег с частотой тока питания. При этом расположенные в нижней части пластины якори плоские платиноиридиевые контакты 1 касаются поочередно неподвижных платиноиридиевых игольчатых контактов 2, укрепленных на пружинных держателях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
