Назначение всех элементов электронной функциональной схемы автоматического потенциометра

 

Измерительные схемы всех автоматических потенциометров предусматривают автоматическое введение поправки на температуру холодных спаев термопары. С этой целью они выполняются в форме неуравновешенного моста [1]. Все сопротивления измерительной схемы (рис. 7), кроме Rк, выполняются из манганина; сопротивление Rк - из меди или никеля.

Цепь источника тока составляют две ветви: рабочая, в которую включен реохорд Rp*, и вспомогательная, состоящая из двух сопротивлений (RНЭ и Rк). Наличие вспомогательной ветви автоматически позволяет ввести поправку на температуру холодных спаев термопары. Сопротивление Rк и холодные спаи термопары должны находится при одинаковой температуре. В приборе сопротивление Rк, располагается недалеко от места включения термопар.

 

 

Измеряемая ТЭДС термопары компенсируется падением напряжения на сопротивлении Rp, зависящего от положения движка реохорда, и сопротивлениях Rн и Rк:

 

 

Повышение температуры холодных спаев вызывает уменьшение ТЭДС термопары на величину . При этом падение напряжения на сопротивлении Rк одновременно возрастает. Тогда получаем равенство

 

 

Чтобы движок реохорда сохранял свое прежнее положение и потенциометр показывал измеряемую температуру, необходимо обеспечить равенство

 

Если ТЭДС термопары не равна падению напряжения Ubd, то напряжение небаланса подается на зажимы преобразовательного каскада, входящего в электронный усилитель ЭУ.

В преобразовательном каскаде постоянное напряжение небаланса преобразуется в переменное, которое затем усиливается по напряжению и мощности до значения, достаточного для вращения реверсивного двигателя (РД), который, вращаясь по часовой стрелке или против нее в зависимости от знака разбаланса, передвигает движок реохорда и восстанавливает равновесие измерительной схемы. Одновременно двигатель РД перемещает показывающую стрелку. При равновесии измерительной схемы, когда , реверсивный двигатель не вращается, так как на вход преобразовательного каскада напряжение не подается.

Для установки рабочего тока I1переключатель П, нормально находящийся в положении И (измерение), переводится в положение К (контроль). При этом одновременно устанавливается кинематическая связь реверсивного двигателя с движком реостата Rб и подключается электронный усилитель к цепи нормального элемента (НЭ) [1].

Если падение напряжения не равно ЭДС нормального элемента, то электронный усилитель так же, как и при измерении ТЭДС термопары, получает сигнал, равный разности между ЭДС нормального элемента и падением напряжения на сопротивлении RНЭ. Реверсивный двигатель, вращаясь по часовой стрелке или против нее в зависимости от знака разбаланса, передвигает движок реостата Rб, меняя величину питающего напряжения.

В момент равновесия, когда на электронный усилитель сигнал не подается, и реверсивный двигатель останавливается. В этот момент устанавливается вполне определенное значение рабочего тока I2.

В автоматических потенциометрах применяются усилители переменного тока, которые значительно проще, дешевле и надежнее усилителей постоянного тока.

 

2.2. Термопреобразователи сопротивления

 

2.2.1. Принцип работы термопреобразователя сопротивления. Диапазон измеряемых температур для каждого типа термопреобразователя сопротивления

Принцип действия термопреобразователя сопротивления основан на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры.

Металлические термометры сопротивления платиновые (ТСП) градуировки гр. 20 используются при длительных измерениях в пределах от 0°С до 650°С, а термометры градуировок гр. 21 и гр. 22 - с другими номинальными сопротивлениями при температуре — от —200°С до +500°С. Термометры сопротивления медные (ТСМ) изготав­ливаются градуировок гр. 23 и гр. 24 для измерения температур от —50°С до + 180°С [1].

Величину a, характеризующую изменение электросопротивления металлов при изменении температуры, называют температурным коэф­фициентом сопротивления. Если Rt электрическое сопротивление при некоторой температуре t, a Rо электрическое сопротивление при 0°С, то температурный коэффициент сопротивления можно определить по формуле

 

 

В соответствии с ГОСТ 6651-94 [5] используются следующие виды термометров сопротивления (см. таблицу 2).

Таблица 2

    Тип ТС   Номинальное значение сопротивления при 00 С, ОМ Условное обозначение номинальной статической характеристики (НСХ)   Диапазон измеряемых температур
Платиновый (ТСП) 1П 10П 50П 100П 500П     –2600С -+8500С
Медный (ТСМ) 10М 50М 100М   –2000С - +2000С
Никелевые (ТСН) 100Н –600С - +1800С

 

Для изготовления термометров сопротивления используются металлы: Pt, Cu, Ni, Fe.

Платина является наилучшим материалом для термопреобразователей сопротивления, так как легко получается в чистом виде, обладает хорошей воспроизводимостью, химически инертна в окислительной среде при высоких температурах, имеет достаточно большой температурный коэффициент сопротивления равный 3,94·10-3 С-1, и высокое удельное сопротивление 0,1·10-6 Ом·м. Платиновые преобразователи сопротивления используются для измерения температуры от -2600С до +11000С, при этом для диапазона температур от -2600С до +7500С используются платиновые проволоки диаметром 0,05мм – 0,1мм, а для измерения температур до +11000С, в силу распыления платины при этих температурах, диаметр проволоки составляет около 0,5мм.

Платиновые термопреобразователи сопротивления являются весьма точными первичными преобразователями в диапазоне температур, где они могут быть использованы. Платиновые термопреобразователи сопротивления используются в рабочих, образцовых и эталонных термометрах.

Недостатком платины является нелинейность градуировочной характеристики и, кроме того, платина – очень дорогой металл.

Медь – один из самых недорогостоящих металлов, легко получаемых в чистом виде. Медные термопреобразователи сопротивления предназначены для измерения температуры в диапазоне от -500С до +2000С. При более высоких температурах медь активно окисляется и потому не используется. Диаметр медной проволоки обычно 0,1мм.

Никель и железо благодаря своим относительно высокимтемпературным коэффициентам электрического сопротивления и сравнительно большим сопротивлениям хотя и используются для измерения температуры в диапазоне -500С до +2500С, однако широко не применяются. Это связано с тем, что градуировочная характеристика их нелинейна, а главное, не стабильна и не воспроизводима.

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы) изготавли­ваются из окислов различных металлов с добавками. Наибольшее распростра­нение имеют термометры сопротивления кобальто-марганцевые (КМТ) и медно-марганцевые (ММТ), использумые для измерения температур в пределах от -90°С до +180 °С. Используемые материалы: оксиды Ti, Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Ge.

 








Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 1114; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.