Основные понятия об измерениях и средствах получения информации
жүктеу/скачать 0,79 Mb.
|
7 2 Avtomattiz control
| М илливольтметр – это измерительный прибор магнитоэлектрической системы. Принцип действия его основан на взаимодействии проводника, по которому протекает постоянный ток, с магнитным полем постоянного магнита. Термоэлектрический преобразователь с помощью соединительных проводов подключается к милливольтметру (рис. 2.11). При этом внешнее сопротивление необходимо сделать равным значению, указанному на шкале прибора (0,6; 1,6; 5,0; 15; 25 Ом). Для этой цели имеется специальная манганиновая катушка , включенная последовательно с ТЭП.
Шкалы милливольтметров градуируются в градусах или милливольтах. Если шкала отградуирована в градусах Международной практической шкалы, то милливольтметр называется пирометрическим (ПМВ). Градусная шкала используется только тогда, когда градуировка ТЭП соответствует градуировке шкалы милливольтметра. Промышленные приборы выпускаются с классами точности – 0,2; 0,5; 1,0. Принцип действия потенциометров основан на компенсации измеряемой термоЭДС известной разностью потенциалов, создаваемой внешним источником. Схема потенциометра состоит из двух контуров (см. рис. 2.12). Компенсационный контур I содержит источник напряжения и переменный резистор (реохорд) . Измерительный контур II имеет в своем составе ТЭП и высокочувствительный гальванометр НП с нулем посредине шкалы, выполняющий роль нуль-индикатора, и часть реохорда. Источник напряжения и ТЭП включены так, что на участке АС реохорда токи и текут в одном направлении. Тогда = + . Для измерительного контура на основании второго закона Кирхгофа справедливо равенство ) = ( + ) + , где – сопротивление нуль-индикатора; – сопротивление соединительных проводов, включая ТЭП. Теперь найдем выражение для тока = [( , ) – )]/( + ). В момент компенсации измеряемой термоЭДС, достигаемой перемещением движка реохорда С, ток становится равным нулю. Тогда , ) = . При этом стрелка нуль-индикатора будет стоять на нулевой отметке шкалы. Величину измеряемой термоЭДС можно найти по величине сопротивления , если известен рабочий ток в компенсационном контуре. Для установки и контроля величины рабочего тока предусмотрен дополнительный контур III, включающий в себя нормальный ртутно-кадмиевый элемент Вестона, развивающий при температуре 20 С ЭДС, равную 1,01830 В, и сохраняющий при кратковременных и малых нагрузках это значение в течение длительного времени (см. рис. 2.13), постоянный резистор и ключ Кл. Установив ключ Кл в положение К, регулируют силу тока в компенсационном контуре с помощью переменного резистора так, чтобы стрелка нуль-индикатора установилась на нулевой отметке шкалы. При этом разность потенциалов на резисторе становится равной ЭДС нормального элемента = , а сила тока в компенсационном контуре = / = const. Рис. 2.12. Принципиальная схема Рис. 2.13. Схема потенциометра потенциометра с постоянной силой рабочего тока Для измерения термоЭДС ТЭП ключ устанавливают в положение . Стрелку нуль-индикатора выводят на нулевую отметку шкалы, перемещая движок реохорда С. При этом сила тока в измерительном контуре становится равной нулю и , ) = = . Значение термоЭДС определяется по шкале реохорда в милливольтах. Так как измерение термоЭДС производится при = 0, то сопротивление соединительных проводов и ТЭП не влияет на результат измерения. В автоматических потенциометрах перемещение движка реохорда производится с помощью реверсивного двигателя (рис. 2.14). Рис. 2.14. Измерительная схема автоматического потенциометра Измерительная схема автоматического потенциометра содержит три замкнутых контура. Контуры и запитаны от источника стабилизированного питания ИПС, имеющего выходное напряжение постоянного тока 5 В. С помощью резистора устанавливается рабочий ток = 2 мА. Установка рабочего тока осуществляется только при поверке и градуировке потенциометра. Резисторы и предназначены для установки значения тока = 3 мА и начала шкалы. Реохорд изготавливается из колиброванной проволоки специального сплава. Для автоматического введения поправки на температуру свободных концов ТЭП в контур включен резистор из медной проволоки. В состоянии равновесия, когда термоЭДС ТЭП скомпенсирована падением напряжения , ток в измерительном контуре равен нулю и напряжение небаланса = , ) – = 0. При изменении температуры в объекте изменится термоЭДС ТЭП и на входе в нуль-индикатор появится напряжение небаланса , под влиянием которого формируется управляющий сигнал, подаваемый на реверсивный двигатель . Выходной вал последнего перемещает движок реохорда С до тех пор, пока не станет равным нулю. В состоянии равновесия каждому положению реохорда соответствует определенное значение термоЭДС, поэтому вместе с движком реохорда перемещается стрелка прибора. Увеличение температуры свободных концов на величину приведет к уменьшению термоЭДС на величину и увеличению значения сопротивления резистора на величину , что, в свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения = : ) – = + – ( + ) = – . (2.14) При неизменной температуре рабочего спая и любой температуре свободных концов движок реохорда не будет перемещаться, если выполняется условие = = . (2.15) Значение сопротивления резистора при температуре = 0 определяется, с учетом линейной зависимости сопротивления от температуры, из выражения = / , (2.16) где – температурный коэффициент электрического сопротивления меди; = 2 мА; = 50 C. Промышленностью выпускаются показывающие и регистрирующие потенциометры, одноточечные и многоточечные с записью на ленточной и дисковой диаграмме; классы точности автоматических потенциометров равны 0,25; 0,5 и 1,0. Шкалы автоматических потенциометров градуируются в милливольтах или в градусах Цельсия Международной практической шкалы. В последнем случае на шкале указывается градуировка ТЭП, предназначенного для работы в комплекте с этим прибором. Измерительный комплект состоит из первичного преобразователя – термоэлектрического преобразователя ТЭП и прибора вторичного ПВ – автоматического потенциометра (рис. 2.15). Рис. 2.15. Измерительный комплект с ТЭП При измерении температуры с помощью ТЭП и электронного автоматического потенциометра основными источниками погрешностей являются: 1. Отклонение градуировочной характеристики ТЭП от стандартной градуировочной таблицы. 2. Отклонение температуры прибора от градуировочной. 3. Основная погрешность и вариация прибора. Источники погрешностей неизбежны при изготовлении и эксплуатации ТЭП. Для исключения погрешности п. 2 необходимо исключить значительные колебания температуры окружающей среды, которая не должна выходить за пределы 0 50 С. Погрешность п. 3 неизбежна при изготовлении и эксплуатации прибора, поэтому автоматические потенциометры должны проходить поверку в установленные сроки. жүктеу/скачать 0,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|