Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 53

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 53)

Автоматические уравновешенные мосты являются техническими приборами высокого класса точности. Они бывают показывающие, показывающие и самопишутцие с записью на дисковой и ленточной диаграмме. Приборы с дисковой диаграммной бумагой служат для измерения и записи температур в одной точке и называются одноточечными.

Уравновешенные мосты с ленточной диаграммой изготовляются как одноточечные, так и многоточечные, т. е. для измерения и записи температуры в одной или нескольких (3, 6, 12) точках. Питание измерительной схемы уравновешенных мостов осуществляется напряжением переменяого тока 6,3 В, частотой 50 Гц от вторичной обмотки силового трансформатора усилителя.

Питание силовой цепи приборов производится от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Применяемые усилители в уравновешенных мостах обычно снабжаются входным трансформатором. Автоматические уравновешенные мосты, предназначенные для работы в комплекте с термометрами сопротивления, выпускаются с градуировкой шкалы в градусах Цельсия. При атом необходимо иметь в виду, что нх температурная шкала действительна только для термометра сопротивления определенной градуировки и ааданного значения сопротивления внешней соединительной линии.

Для автоматических уравновешенных мостов, выпускаемых отечественной приборостроительной промышленностью, установлены аналогично автоматическим потенциометрам классы точности (по показаниям), а именно 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 (ГОСТ 7164-71). Пределы допускаемой основной погрешности показаний автоматических уравновешенных мостов, выраженные в процентах нормирующего значения измеряемой величины (з 1-5), на всех отметках шкалы не должны превышать: -+.0,25: -+.0,5; .+.1,0; 1,5 "1 — для классов точности 0,25; 0,5; 1,0; 1„5 (соогветственно).

Зз нормирующее значение принимают разность конечных значений диапазона измерения. Нормирующее значение и диапазон измерения выражаются в единицах сопротивления. Пределы"допускаемой основной погрешности на всех отметках диаграммы самопишущих уравновешенных мостов в зависимости от класса точности и ширины поля записи нормируются аналогично с автоматическими потенциометрами $4-17). Автоматические уравновешенные мосты выпускаются с временем прохождения указателем прибора всей длины шкалы 2,5 с и менее (быстродействующие), а также более 2,5 с (например, 10 с).

Возможные дополнительные погрешности и некоторые другие технические характеристики уравновешенных мостов одинаковы с приведенными выше для автоматических потенциометров $4-17). Ниже будут рассмотрены выпускаемые в настоящее время автоматические уравновешенные мосты типов КПМ, КВМ и КСМ, разработанные ГСКБ СКА за последние годы 125). Эти приборы удовлетворяют в большей степени современным требованиям промышленности по сравнению с ранее выпускаемыми автоматическими уравновешенными мостами МП, ЭМВ, ЭМД, МС и др.

5-9. Принципиальные измерительные схемы автоматических уравновешенных мостов В автоматических уравновешенных мостах широко используется измерительная схема четырехплечего моста с реохордом, включенным так, что его движок может изменять положение точки подключения одной из вершин измерительной диагонали по отношению к двум прилежащим плечам моста. Реохорд может быть включен в одну из вершин измерительной диагонали моста, например между двумя плечами, не имеющими термометра сопротивления, или между двумя плечами, в одно из которых включен термометр сопротивления. Рассмотрим оба варианта и выясним, какой из них заслуживает болыпего внимания. Первый вариант принципиальной измерительной схемы автоматического уравновешенного моста представлен на рис. 5-9-1.

Схема состоит из трех плеч, выполненных из манганиновых резисторов Ям Аз и 7г'„четвертого плеча, содержащего измеряемое сопро- й,. (Ра+Рр) = Ктр' (5-9-1) Если с изменением телшературы термометра сопротивление его увеличится до значения Д, =- Я, „+ Лй„то новому положению равновесия моста будет соответствовать равенство (й~ + Лй~) [Ла + (1 гл) йр) (Рт + гл)тр) Ра (5 9 2) где гл = )тр»ттр (здесь )тр — сопротивление участка реохорда левее движка а). Решая уравнение (5-9-2) относительно т и учитывая выражение (5-9-1), получаем: (1за+)»р) лот Йр 1)»а+Фа. а+Л11») (5-9-3) В анаменатель формулы (5-9-3) входит переменное сопротивление М„вследствие этого пг = 1 (Ат»,) изменяется не по линейному закону,™таким образом, шкала прибора в единицах сопротивления будет неравномерной.

Однако если Мт ~~)»а+ гтс„, то шкала моста будет приближаться к линейной. У второго варианта принципиальной измерительной схемы уравновешенного моста верхняя цепь состоит из И„)»р и Й„а нижняя— аз )т»т и Ка (рис. 5-9-1). Повторяя приведенные выше рассуждения, толучим для тех же двух положений равновесия мостовой схемы тивление термометра )т„и калиброванного реохорда )тр. В измерительную дйагональ включен нуль-индикатор (НИ), а к точкам с и а) подключен источник питания 1»'. При изменении сопротивления термометра тт, нарушается равновесие моста. Псскольку мостовая схема приходит и равновесие при равенстве произведений сопротивлений а противоположных плеч, то, перемещая движок реохорда и распределяя сопро- л, лр л, тивление ттр между плечами )тт и )га, можно найтй положение равновесия схемы по отсутствию отклонения указателя нн нуль-индикатора, т. е. когда потенциалы в точках а и Ь будут равны, Таким образом, по положению движка реохорда а, р, можно определить значение измеряемого сопротивления термометра, а следовательно, и его температуру.

Рис. о-9-1. Принципиальная измерительная схема автома- Предположим, что мост уравнове- тического уравновешенного шен и движок а находится слева в моста с реохордом, включен- НаЧаЛЕ РЕОХОРДа, а СОПРОТИВЛЕНИЕ тЕР- НММ МЕЖДУ ПЛЕЧаМИ 11» И й,. мометра )т, соответствует начальному значению измеряемой температуры и равно гт», „. Положению равновесия мостовой схемы соответствует уравнение где ги =- РгЖр (здесь Рр — сопротивления участка' реохорда правее движка а). решая равенство (5-9-5) относительно и и учитывая уравнение (5-9-4), получаелп М,Й~ Рг (кг+па) (5-9-5) Уравнение (5-9-6) показывает, что хз = 1 (ЛР,) является линейной функцией бР., Следовательно, основным преимуществом второго варианта схемы уравновешенного моста по сравнению с первым является то, что он позволяет осуществлять равномерную пжалу прибора в единицах сопротивления.

Измерительная схема второго варианта является более совершенной и поэтому широко используется в современных автоматических уравновешенных мостах, 5-10. Принципиальная схема автоматического уравновешенного моста В автоматических уравновешенных мостах используется, как отмечалось выше„измерительная схема четырехплечего моста с реохордом. Эта схема, обеспечивая высокую точность техническим приборам, позволяет выполнятыпкалы моста односторонние, безнулевые и двусторонние 8 1-5).

Показанная на рис. 5-10-1 принципиальная схема показывающего и самопишущего прибора может рассматриваться как типовая схема автоматических уравновешенных мостов. Показывающие уравновешенные мосты имеют такую же принципиальную схему, но у ннх отсутствует блок записи.

На принципиальной схеме рис. 5-10-1 приняты следующие обозначения: Рр — реохорд; Р„, — шунт реохорда, служащий для подгонки сопротивления Рр до заданного нормированного аначения Р, „=- Р„Р, (Рр +- Р„) ~ = 90 или 100-+- 0,1 Ом; ТΠ— токоотвод; Є— резйстор для установления диапазона измерения; Р,— резистор добавочный для подгонки начального значения шкалы (обычно Р, = 5,5 Ом); Рм Р, и Р, — резисторы мостовой схемы; Рз — балластный резистор в цепи питания для ограничения тока; Є— термометр сопротинлення; Р, — резисторы для подгонки сопротивления линии; РД вЂ” асинхронный конденсаторный реверсивный двигатель; СД вЂ” синхронный двигатель.

Назначение конденсаторов С„С, и Са рассматривалось вьппе ($ 4-18). Все резисторы мостовой измерительной схемы изготовляют из стабилизированной манганиновой проволоки. Реохорд Рр и токо- отвод ТО новых автоматических уравновешенных мостов типов следующие уравнения: РР.=-(Р,.+Р,) Р;, (5-9 ) Р~ (Рз+ лтРг) = (Р'. + М', + (1 — т) Р,] Р„(5-9-5) КСМ, КПМ аналогичны по своему устройству с реохордом и токо«,тводом, применяемыми в автоматических потенциометрах КСП и КПП 6 4-18). В уравновешенных мостах прежних разработок МП, МС и ЭМД и других реохорд и токоотвод вьп!олнены аналогично с потеициометрами, ранее выпускаемыми 6 4-!8), Как видно из рис. 5-10-1, термометр сопротивления подключен к месту по трехпроводной схеме. В этом случае сопротивление проводов, служащих для присоединения термометра к мосту, распределяется между двумя прилегающими плечами моста Я, н Ях.

Влагодаря этому достигается значительное снижение значения дополнительной погрешности, вызываемой возможным изменением сопротивления соединительных проводов вследствие изменения Рис. о-!О-!. Приппипиальнан схема антоматинесиого уранноеешснного моста. температуры окружающего воздуха. Номинальное суммарное значение сопротивления проводов, соединяющих термометр с мостом, установлено равным 5 Ом. Таким образом, сопротивление каждого провода, а следовательно, и подгоночных резисторов )е„, принятое при градуировке прибора, равно 2,5 Ом с допускаемым отклонением от поминала не более -+:0,01 Ом. При нарушении равновесия мостовой схемы прибора вследствие изменения сопротивления )т, термометра иа вход усилителя подается напряжение небаланса с вершин а и Ь.

Это напряжение усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя. Выходной вал двигателя, кинематически связанный с движком реохорда н кареткой, передвигает их до тех пор, пока напряжение небаланса, уменьшаясь, не станет Равным нулю (точнее, меныпе той величины его, которую чувствует усилитель)„При достижении равновесия мостовой схемы ротор Реверсивного двигателя останавливается, а движок реохорда и каретка с указателем и пером занимают положение, соответствующее измеряемому сопрагивлению термометра. Положению равновесия мостовой схемы соответствует уравнение Р,,+Из+В,+(1 — т) йя р)йз=-(й,+й,) Я,+лтйюз), (5-10-1) гДе )т'„р — пРивеДенное сопРотивление РеохоРДа ()тпр = )тзгйпХ Х (ттз,р + г(з) ', и = )тп р/)те р (здесь )ттп,,р — сопротивление участка реохорда правее дввжка а).

Характеристики

Список файлов домашнего задания