Потенциометры автоматические следящего уравновешивания КСП2

Автоматические показывающие регулирующие и регистрирующие потенциометры типа КСП2 предназначены для измерения, записи и регулирования (при наличии регулирующего устройства) температуры и других величин, изменения значений которых могут быть преобразованы в изменение напряжения постоянного тока.

Таблица 3.2 - Технические характеристики КСП 2

В основу работы электронных автоматических потенциометров КСП2 положен компенсационный метод измерения напряжения. При изменении входного сигнала на вход усилителя подаётся сигнал постоянного тока, который преобразуется в переменный ток и усиливается до величины, достаточной для приведение в действие реверсивного двигателя. Ось двигателя с помощью шкива и тросов связанна с кареткой, на которой закреплен движок реохорда. Ротор реверсивного двигателя вращается до тех пор, пока существует сигнал, вызванный разбалансом схемы. Одновременно вращается указатель прибора и движок по реохорду до наступления равновесия в измерительной схеме.

В момент равновесия измерительной схемы положение указателя на шкале определяет значение измеряемой величины.

Действие компенсационного медного сопротивления заключается в том, что при изменении температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя на рабочем сопротивлении появляется дополнительное падение напряжения, компенсирующее изменение термоЭДС, вызванное изменением температуры свободных концов преобразователя. Таким образом, компенсация изменения температуры свободных концов преобразователя осуществляется автоматически.

Потенциометры автоматические следящего уравновешивания состоят из следующих частей:

- позиционное регулирующее устройство (контакты регулирующего устройства в приборах рассчитаны на управление цепями постоянного тока 30 В и переменного тока 250 В при активной и индуктивной нагрузках. Допустимый ток через контакты – не более 1 А.);

- реостатное устройство на выходе (устройство предназначено для дистанционной передачи показаний при помощи приора дублёра);

- задатчик для регулирующих устройств (Задатчик состоит из реохорда – датчика, реохорда – задатчика и подгоночных катушек сопротивления);

- усилитель (предназначен для усиления сигналов рассогласования переменного тока. Нагрузкой усилителя является реверсивный асинхронный конденсаторный двигатель РД – 09П2 или Д219П1).

Усилители имеют следующие технические характеристики:

- выходное напряжение 9 – 14 В;

- коэффициент передачи напряжения не менее 2.2 ×10 × 5;

- смещение нуля не более 5 мкВ;

- входное сопротивление не менее 750 Ом;

- изменение смещение нуля не превышает 2.5 мкВ при перегрузке усилителя входным напряжением не более 6.8 мВ выходное напряжение не менее 9 В;

- мощность потребляемая усилителем от сети, не превышает половины действующего значения.

3.4.1 Средства поверки потенциометра КСП2

При поверке потенциометра КСП2 опираясь на правило, что образцовое средство должно по классу превышать поверяемое не менее чем в три раза, выбираем следующие средства поверки:

- магазин сопротивлений МСР – 60 (применяется в качестве меры сопротивления);

- низкоомный потенциометр постоянного тока Р 306 (применяется в качестве меры напряжения);

- мегомметр типа М 101 М с номинальным напряжением 100 и 500 В;

- установка для проверки испытания электрической прочности изоляции типа УПУ -1М;

- манганиновые катушки сопротивления с номинальными значениями сопротивления, указанными в технической документации, аттестованные органами метрологической службы;

- термостат для обеспечения стабильной температуры спаев термоэлектродных и медных проводов;

- делитель напряжения Р 35;

- источник регулируемого напряжения ИРН – 64;

- стеклянный ртутный термометр с ценой деления шкалы не более 0.1°С;

- психрометр, измеряющий влажность окружающего воздуха с погрешностью не более 7%;

- секундомер с ценой деления 0.1;

- штангенциркуль с ценой деления 0.1 мм, предназначенный для измерения ширины записи диаграммных лент.

3.4.2 Поверка потенциометров автоматического следящего уравновешивания КСП2

При проведении поверки следует выполнять следующие операции:

3.4.2.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено:

- наличие технического описания и инструкции по эксплуатации;

- отсутствие повреждений, влияющих на работу прибора;

- соответствие расположения конца указателя относительно наименьшей отметки шкалы. Конец указателя должен перекрывать не менее 1/4 и не более3/4 наименьшей отметки шкалы. Данное требование не распространяется на приборы с указателем, перемещающимся в плоскости шкалы, с визиром и с многорядными шкалами;

- соответствие захода указателя за крайние отметки шкалы, которые проверяют по технической документации на прибор. При отсутствии в технической документации метода поверки заход указателя проверяют путём изменения входного сигнала поверяемого прибора;

- наличие диаграммной ленты (диска), соответствующей градуировке и пределу измерения прибора, или наличие диаграммной ленты (диска) с равномерной сеткой;

- отсутствие внутри прибора посторонних предметов или незакреплённых деталей;

- соответствие маркировки прибора требованиям ГОСТ 8.280 – 78.

3.4.2.2 Проверка электрической прочности изоляции и определение электрического сопротивления изоляции. Проверка прочности и определение сопротивления изоляции измерительных, силовых цепей и цепей дополнительных устройств относительно корпуса и цепей между собой – по ГОСТ 8.280 – 78 и в соответствии с технической документацией на поверяемый прибор.

3.4.2.3 Проверка рабочего тока в измерительной цепи потенциометра

Рабочий ток и возможность установки стрелки на нуль проверяют в соответствии с технической документацией на поверяемый прибор.

3.4.2.4 Проверка характера успокоения указателя прибора

Для проверки характера успокоения указателя прибора на его зажимы скачком подают входной сигнал, соответствующий одному из показаний поверяемого прибора в начале, середине и конце шкалы. Значение скачка входного сигнала должно быть не менее 40 % диапазона измерения поверяемого прибора. В середине шкалы характер успокоения проверяют при увеличении и уменьшении входного сигнала.

3.4.2.5 Определение соответствия времени прохождения указателем всей шкалы допускаемым значениям

Устанавливают переключатель В2 в положение 2. При помощи ИРН указатель поверяемого прибора совмещают с начальной отметкой.

Устанавливают переключатель В2 в положение 1. Совмещают указатель ПП при помощи М с конечной отметкой.

На ГПИ устанавливают длительность импульсов и пауз между импульсами, равную предельному значению времени прохождения указателем всей шкалы ПП. Замыкают В1 и наблюдают за перемещением указателя ПП.

Указатель прибора должен перемещаться на всю длину шкалы от начальной до конечной отметки и обратно.

Время прохождения указателем всей шкалы определяется следующим образом. Замыкают В1 и изменяют длительность импульсов до значения, при котором указатель будет совершать колебания от начальной до конечной отметки и обратно, не переходя за крайние отметки шкалы и не задерживаясь на обеих отметках.

3.4.2.6 Определение соответствия основной погрешности показаний допускаемым значениям

Соответствие определяют не менее чем на пяти отметках шкалы, интервал между которыми не должен превышать 30 % длины шкалы. В число проверяемых отметок должны входить начальная и конечная отметки шкалы. У многоточечных приборов, имеющих переключатель входных цепей, допускается определять соответствие на указанных отметках при двух положениях переключателя, при которых записанные на диаграммную ленту значения измеряемой неизменной величины имеют наибольшую разность.

Для каждой проверяемой отметки рассчитывают два значения входного сигнала х1 и х2 по формулам:

Х1 = Хном + ∆п – qп /2 - ∆ε - Хt , (3.4)

Х2 = Хном - ∆п + qп /2 - ∆ε - Хt , (3.5)

где Хном – номинальное значение входного сигнала, соответствующее проверяемой отметке;

qп – изменение входного сигнала, соответствующее шагу намотки реохорда. Шаг намотки должен быть указан в технической документации на поверяемый прибор. Для приборов, у которых qп/∆п < ¼, допускается принимать qп = 0;

∆ε – поправка на исключаемую систематическую составляющую погрешности поверки;

Хt – термоЭДС соответствующая принятому значению температуры термостата при поверке потенциометра по схеме.

Определяют основную погрешность показаний прибора следующим образом. В случае, если qп /∆п ≥ ¼, подводят указатель к поверяемой отметке до совмещения с ней. Останавливают указатель.

Затем при поверке со стороны меньших значений входной сигнал медленно увеличивают до значения Х = Х3, а при поверке со стороны больших значений входной сигнал медленно уменьшают до значения Х = Х4, при которых указатель начинает перемещаться от положения совмещения с проверяемой отметкой.

Основную погрешность показаний прибора определяют как наибольшее значение двух значений ∆1 и ∆2, рассчитанных по формулам;

∆1 = Хном – Х3 - ∆ε – Хт + qм/2 , (3.6)

∆2 = Хном – Х4 - ∆ε – Хт - qм/2 , (3.7)

где qм – дискретность изменения входного сигнала;

∆1, ∆2 - основная абсолютная погрешность в единицах входного сигнала;

Хном – номинальное значение входного сигнала, соответствующее поверяемой отметке шкалы, в единицах входного сигнала.

Основную погрешность прибора по показаниям γп в процентах от нормирующего значения рассчитывают по формуле:

γп = ∆ / Д × 100 % , (3.8)

где ∆ - наибольшее значение;

Д – нормирующее значение

Подсчитаем основную абсолютную погрешность на примере конкретного пробора КСП2 со шкалой от 0 °С до 100 °С работающего с преобразователем ХК. Цена деления шкалы 2 °С

∆1 = -1.976 + 2.714 – 0.673 = 0.065

∆2 = - 0.673 + 0.118 – 0.673 = 0.118

∆3 = 0.682 – 0.220 – 0.673 = 0.229

∆4 = 2.074 – 1.635 – 0.673 = 0.234 (3.9)

∆5 = 3.493 – 3.110 – 0.673 = 0.290

∆6 = 4.922 – 4.493 – 0.673 = 0244

Имея данные основной абсолютной погрешности подсчитаем основную погрешность прибора γп в процентах от нормирующего значения.

γп = 0.290 × 100% / 100 = 0.290 % (3.10)

По результатам подсчёта основной абсолютной погрешности можно сделать вывод, что данное средство измерения находится в классе и считается пригодным для дальнейшей эксплуатации.

3.4.2.7 Определение соответствия вариаций показаний допускаемым значениям

Соответствие вариации показаний допускаемым значениям определяют не менее чем на трех отметках, примерно равномерно распределённых по шкале, причём две из них должны находиться вблизи начала и конца шкалы. При этом следует применять меры входного сигнала с q_м /В_п ≤ ¼.

Для обеспечения указанного соотношения допускается применять меры входного сигнала, у которых при изменении входного сигнала в пределах допускаемых значений В погрешность изменяется не более чем на 1/3 Вп.

Вариацию показаний определяют следующим образом. Изменяя входной сигнал, устанавливают указатель в исходное положение (в котором определяют вариацию). Медленно увеличивают входной сигнал до значения Х = Х5, при котором указатель начинает перемещаться от исходного положения. Затем уменьшают входной сигнал до значения Х = Х6, при котором указатель начинает перемещаться в сторону исходного положения. Вариацию показаний определяют по формуле

В = │Х5 - Х6 │ - q_м . (3.11)

Приведённую вариацию показаний γв в процентах рассчитывают по формуле

γ_в = В/Д × 100 % (3.12)

Допускается определять вариацию одновременно с определением основной погрешности показаний прибора.

3.4.2.8 Определение соответствия основной погрешности записи допускаемым значениям

Рассчитывают значения входного сигнала Х7 и Х8 по формулам:

Х7 = Хно + ( Хном – Хно ) Lд / Lном + ∆з - ∆ε - Хr

(3.13)

Х7 = Хно + ( Хном – Хно ) Lд / Lном - ∆з - ∆ε - Хr

где Хно – номинальное значение входного сигнала, соответствующее начальной отметке шкалы;

Lд Lном - действительная и номинальная ширина поля записи диаграммной ленты. У диска ширину поля записи определяют как у ленты между крайними линиями отчёта.

При наличии у прибора переводной линейки прибор поверяют при помощи этой линейки. В этом случае принимают отношение Lд / Lном = 1. При поверке начальную отметку переводной линейки совмещают с начальной отметкой диаграммной ленты. Соответствие погрешности записи определяют по значениям, записанным на диаграммную ленту, относительно отметок переводной линейки.

Прибор с диаграмной лентой с равномерной диаграммной сеткой допускается поверять, устанавливая значения Х =Х7 или Х = Х8 как со стороны меньших, так и больших значений.

3.4.2.9 Проверка качества записи

Качество записи и продвижение диаграммной ленты проверяют в соответствии с технической документацией на поверяемый прибор.

3.4.2.10 Проверка отклонения скорости продвижения диаграммных дисков от номинальных значений

Отклонение скорости определяют при любом показании прибора при скорости движения диаграммной ленты, указанной в технической документации на поверяемый прибор, или на любой скорости, если скорость в ней не указана. Напряжение питания поверяемого прибора должно быть от (220 + 22) В до (220 – 33) В.

3.4. 3 Требования безопасности.

При поверке потенциометров автоматических следящего уравновешивания КСП2 должны соблюдаться «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

Для обеспечения безопасной и надежной работы схемы приборы должны быть обязательно заземлены. Заземление производиться присоединением к задней стенке корпуса надежно заземлённого медного провода сечением 2 ÷ 3 мм ² . Желательно для заземления прибора подвести отдельную линию.