Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Решая уравнение (5-10-1) относительно )т'„ получаем: йп.р (лгйз+шйз. йм+йтйз йзйз (йз йз+Шйз р) йз йз + (5-10-2) где )т', =- 2,5 Ом при 8, = 20'С. Для эксплуатационных условий это уравнение принимает вид: йп (шй,+шй, й,)+й,й, йй, (.— .+ з.,) .~~1,„, )~ й — й ~й, й ~~ ) (5-10-3) где й, = — 2,5 Ом при 1ю = 20'С; 1 — средняя тсмпература воздуха вдоль проводов в условиях эксплуатации, 'С (1) гзз); а — температурный коэффициент электрического сопротивления меди, 'С '. Уравнения (5-10-2) н (5-10-3) позволяют определить возможное изменение показаний моста вследствие изменения сопротивления проводов, обусловленного повышением (или понижением) температуры окружающего воздуха.
Как показывают расчеты, для автоматических уравновешенных мостов КСМ2 и КСМ4 изменение их показаний вследствие изменения сопротивления проводов (гт,), обуслонленного повышением температуры воздуха до Г = 40'С, лежит в пределах от 0,05 до 0,124 нормируюшего значения измеряемой величины для различных диапазонов измерения и градуировок гр21, гр23.
5-11. Устройство автоматических уравновешенных мостов Автоматические уравновешенные мосты, применяемые для измерения и записи температуры и других величин, изменение которых может быть преобразовано в изменение активного сопротивления, по конструктивному их оформлепшо мшкно разделить нз следующие основные группы: показывающие типа КПМ! и КВМ1; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой типа КСМ1, КСМ2 й КСМ4; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой типа КСМЗ. Приборы этих типов, выпускаемые в нескольких модификзциях, применяются также для сигнализации или регулирования температуры.
Внешнее оформление корпусов, кинематике механизмов, сигнальные (или РегулиРующие) и другие дополнительные устройства урзвнозепюнпых мостов типов КПМ1, КВМ1, КСМ1, КСМ2, КСМЗ и КСМ4 ничем не отличаются от звтома. тических потенциометров типов КПП1, КВП1, КСП2, КСПЗ и КСП4 ссютветственно; по своему устройству автоматические уравновешенные мосты отличаются от автоматических потенциометров только измерительной схемой. В зависимости от размеров корпуса, отдельных элементов и блоков автоматические уравновешенные мосты, тзк же кзк и автоматические потенциометРы и другие приборы, разделяются па миниатюрные (КПМ1, КСМ1), мапогабаритньм (КВМ1, КСМ2, КСМЗ) н нормзльногзбаритные (КСМ4).
Для ознакомления с основными характеристиками автоматических уравновешенных мостов рассмотрим некоторые модификации приборов, Латоматическне показывающие уранао'юшенные мосты. уравяовешенные цоквзывзющне мосты широко применяются в практике технологического контроля как оперативные приборы. Они выпускаются с плоской неподвюкной шкалой (длина шкалы 300 мм) типа КПМ1 и с цнлиндрической вращающейся шкалой (длина шкалы 500 мм) типа КВМ1 Показываюп>ие одноточечные мосты КПМ1 и КВМ1 выпускаются с двух- нли трехпозиционным дополнительным устройством для сигнализации нли регулирования.
Некоторые модвфикации этих приборов сиабжакгг рсостатными преобразователями для дистанционной передачи показаний илн для работы с электрическими регулирующими устройствами. Уравновешенные мосты КПМ! нмекгг класс точности 0,5. Зги приборы в практике технологического контроля широко применяют с дополнительным перехлючателем для измерения температуры в несколькнх точках.
Мосты КПМ1 выгус. кшатся с временем прохождения указателем асей длины шкалы 2,5 нлн 10 с в зависимости от модификации. Показывающие уравновешенные мосты типа КВМ! выпускаются одноточечные и многоточечные для измерения тсмпературь: с помощью термометров сопротивления в несколь>гих точ>сах. В последнем случае эти приборы снабжаются встроенным клавишным 6 или 12-точечным переключателем. Серийно выпускаемые мосты КВМ1 имеют клясс точности 0,5, а по специальному заказу могут бы>ь изготовлены нласса точности 0,25.
Онн выпускаются с временем прохождения циферблатом от начальной до конечной отметок шкалы относительно неподви>кного указателя 2,5 или 10 с в зависимости от модификации. Измерительная схема уравновешенных мостов КПМ! и КВМ1 аналогична описанной выше (рнс. 5-10-1). Реохорд этих приборов выполнен на дисковом карнасе. В приборах КПМ1 используются полупроводниковые усилители типа УПД2-04 илн УПД2-05, а в мостах КВМ1 — типа УПД2-04.
Для гривода следящей системы в этих приборах применяется асинхронный рсверсивный двигатель типа ДКИР-04. В этих приборах предусмотрена возможность применения также и асинхронного реверсивного двигателя типа РД-09П2. Автоматические показывающие и самопишущие уравновешенные мосты. Показывающие и самопишущие уравновешенные мосты выпускаются миниапоряью, малогабаритные и нормальных габаритов. Приборы миниатюрные н малогабаритные широко прюнепяют для измерения и записи температуры прн автоматизации технологических процессов в различных отраслях промышленности, в частности, в энергетике.
Они удсбны, так же как н миниатюрные покааывающве приборы, дчя создания мнемонических схем и малогабаритных щитов и пуль. тов управления технологическим процессом. Мосты нормальных габаритов применяют в тех случаях, когда необходимо осуществлять запись температуры с большей точностью, а вместе с тем и обеспечить лучшую наглядность.
Кроме того, эти приборы широко используются при проведении испыти>ий и научно-исследовательских работ. Мнниапорные уравновешенные мссты КСМ! имеют шкапу длиною 100 мм. Зались температуры осущестнняется на диаграммной ленте с шириной поля записи 100 мм пишущим устройством, чернила в которое поступают по гибкой капиллярной трубке из специального баллона, установленного внутри прибора. Этн мос~ы отлнчахпся от миниатюрных приборов прежних разработок типа МСМ тем, что у внх шкала расположена горизонтально, а диаграммная лента перемещаетсн вертикально сверху вниз. Скорость перемещения диаграммной ленты может быть установлена 10.
20„40, 60 и 120 мм/ч. Принципиальная схема мостов КСМ! аналогична схеме, показанной на рис. 5-10-1. Пределы допускаемой основной погрешности показаний н записи приборов КСМ1 не превьпнают щ:!з>4 нормнрующего значения измеряемой величины. Автоматические уравновешенные мосты типа КСМ2 н КСМ4, имеющие длину шкалы 160 и 250 мм соо>ветсгвенно, выпускаются одноточечные и многоточечные на 6, 6 и 12 точек, Прннципиальная схема одноточечных уравновешенных мостов КСМ2 н КСМ4 аналогична рассмотренной вы>нс (см. рис.
5-10-1). В многоточечных местах этого типа для поочередного подключения термометров сопротивления к измеря>злы>ой схеме служит переключатель, который устанавливает на крон птейне внутри корпуса прибора. Запись измеряеьюй температуры ва диаграммной зенте производится специвэьиым механизмом мэогогочечиой записи. Этот мехатизм отпечатывает иа диаграммной ленте точки, характеризующие значение эзмеряемой температуры, и рядом с точкой ставчт цифры, показывающие номер гермометра сопротавлення, который подключен к нзмервтельной схеме переключателем в данный момент. Переключатель н механизм многоточечной записи приводятся в действие от синхронного двигателя. Автоматические уравновешенные мосты КСМ2 выпускаются класса точности Хб, а КСМ4 — классов точности 0,25 и 0,5. Првборы КСМ2 и КСМ4 имеют диаграммные лентьг с шириной поля записи соответсленно 160 и 250 мм.
Пределы допускаемой основной погрешности записи уравнояешенных мостов КСМ2 и КСМ4 эе превышают-ь 1 н-+.0,5/о нормнрующего значения измеряемой величины (соотзезстаеппо). Автоматические показывающие и самани~пущие мосты типа КСМЗ. Автомзгическис уравновешенные мосты с диаграммным диском КСМЗ явлаатся одното- хаак Рнс. 5-11-1. Првнципиальная схема автоматического уравновешенного моста КС43. чечными малогабарнтньин приборами с временем прохождения всей шкалы 5 и РЗ с. На рнс. 5-11-1 показана принципиальная схема уравновешенного моста КСМЗ. Сопротивление реохорда Дя для всех модификаций уравновешенных мостов КСМЗ принято равным приблазителыю 270 Ои (14).
Резншоры ()гь, гп, йм Из. )гз и й„) измерительной схемы моста нмюот то жс саксе назначение, что и в схеме на рнс'. 5-10-1. В рассматриваемой схеме уравновешенного моста предусмотрев контроль исправности прибора. Прв установке переключателев Пг, П, н Пэ в положение КИ замыкаются зажимы А, В и С и одновременно параллельно резистору Кт включаетс-. яя резистор Кж „, что вызь.вает разбаланс схемы моста.
Пра исправном приборе указатель долзкен установиться против красной отметки па шхале. Даваемую в заводскон инструкции по эксплуатации КСМЗ (!1) рекомендашпо о возмозкности корректировка сопротивления реохорда по мере его износа с помощью подтопочного резистора гв следует считат неприемлемой. Износ реохорда по его длине, как правило, неодинаковый и вследствие этого его следует заменять новым. Реохорд целссосбразяо нзготогщять с зцаапиьи нормированным сопротивлением Яю ю что значвтсльио упрощает его замену.
Уравновешенные мосты КСМЗ выпускаются класса точности 0,5. Пределы до скаемой основной погрсшнсств записи иа всех отметках диаграммы равны. -1Уз нормирующсго звачсвия измеряемой аслнчнэы. Приборы КСМЗ могут быть снабжены выходными устройствамн (ферродинэмическими, частотными, пневматическими преобразователями), а так.ке дополнительными устройствами для регулирования.
При наличии а мостах КСМЗ выходных устройств предел допускаемой основной погрешности преобразования входного сигнала в выходной не должен превышать 1,5 — 2,5«в разности верхнего н нижнего пределов изменения выходного сигнала в зависимости от тица преобраз- ователяя и места привязки его и механизму прибора. 5-12. Автоматические компенсационные приборы длн работы с малоомными термометрами сопротивления При измерении малоомными термометрами с чувствительным элементом из платиновой посволоки дпаметроч 0,2 — 0,5 мм температур до 1000'С н выше приходится измерять сопротивления, соизмеримые с сопротивлением проводов, соединяющих термометр с прибором. Аналогичный случай имеет место и при измерении платиновым термометром низких температур в пределах от — 200 до — 260 С. В этом случае при температурах, равных — 240, — 250 и — 260'С, платиновый термометр с номинальным значением сопротивления при 0'С Лз = 100 Ом имеет сопротивление соответственно 2,750; 1,093 и 0,510 Ом.
Рассмотренные вьпце серннно выпускаемые автоматические уравновешенные мосты, применяемые в комплекте со стандартными термометрами сопротивления (1ОСТ 6651-59), обеспечивают измерение температур только в интервале от — 200 до +650'С. Автоматические приборы, необходимые для измерения температуры ниже — 200'С и выше +650"С с помощью термометров сопротивления, в настоящее время изгспавливаются только по спеш1альпым заказам.
Для измерения температур малооыными платиновыми термометрами сопротивления, а также низких температур применяют автоматические приборы, разработанные НПО «Термопр ибер» (19). Ниже в качестве примера рассмотрим одну из схем автоматического компенсашюнного прибора, разработанного НПО «Термоприбор» для измерения малых значений сопротивления (около 0,1 — 0,01 Ом). Изй1ерительная схема этого прибора имеет более высокую чувствительность по сравнению с уравновешенными мостами, что позволяет обеспечить измерение низких температур в промышленных условиях с достаточной точностью, а также измерять температуру с использованием малооыных термометров сопротивления.
Применение четырехпроводной схемы прнсоедвнения термометра позволило полностью исключить влияние на результаты измерения сопротивления проводов, соединяющих термометр с прибором. Принципиальная схема автоматического компенсационного прибора переменного тока для измерения и записи низких температур (ниже 0 С) приведена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
