Автоматические электронные потенциометры и мосты

Категория:
Приборы для измерения температуры


Автоматические электронные потенциометры и мосты

Электронные автоматические потенциометры и уравновешенные мосты применяют для измерения, записи и регулирования температуры и других величин, изменение значений которых может быть преобразовано в напряжение постоянного тока или в изменение активного сопротивления.

Приборы состоят из трех основных узлов: измерительной схемы, электронного усилителя и отсчетного устройства. В основу работы автоматических потенциометров положен компенсационный метод измерения, основанный на уравновешивании измеряемой величины другой известной величиной. Компенсационный метод характеризуется высокой точностью измерения.

Типовая измерительная схема автоматического потенциометра приведена на рис. 22. В одну диагональ мостовой схемы включен стабилизированный источник питания У2; в другую через нуль-индикатор У1 подается ЭДС датчика УЗ. Если измеряемая ЭДС равна падению напряжения на реохорде Rp, то к усилителю У1, выполняющему функцию нуль-индикатора, будет подведен нулевой сигнал и вся система будет находиться в равновесии. При изменении ЭДС датчика на величину, равную или большую чувствительности усилителя, на вход последнего подается напряжение расбаланса, которое после преобразования и усиления воздействует на уравновешивающий электродвигатель. Ротор последнего, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновесного состояния схемы. Вращение выходного вала реверсивного электродвигателя с помощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя.

Рис. 1. Измерительная схема автоматического потенциометра:

Так как каждому значению ЭДС датчика соответствует определенное положение движка реохорда и указателя, то в момент равновесия схемы положение указателя определяет значение измеряемого параметра.

Измерительная схема потенциометра состоит из резисторов, каждый из которых имеет свое назначение: Rp — сопротивление реохорда, уравновешивающего измерительную схему; Rm — сопротивление подгонки реохорда к эквивалентному сопротивлению; Ru – сопротивление подгонки начальной точки шкалы потенциометра; Rn — сопротивление подгонки конечной точки шкалы потенциометра; гн и гп — подгоночные сопротивления, выполненные в виде спиралей и представляющие собой части сопротивлений RH и Rn. измерительной схемы, кроме RM, изготовляют из стабилизированной манганиновой проволоки. Резистор RM выполнен из медной проволоки, имеющей большой температурный коэффициент сопротивления, и расположен в месте подключения компенсационных проводов к прибору. В результате этого резистор RM и свободные концы термопары находятся при одинаковой температуре и изменение ЭДС термопары за счет изменения температуры свободных концов компенсируется изменением падения напряжения на /?м вследствие изменения величины этого сопротивления. Таким образом, компенсация температуры свободных концов термопары осуществляется автоматически.

Рис. 2. Измерительная схема автоматического уравновешенного моста:

Уравновешивающим устройством в измерительных схемах потенциометров является реохорд, состоящий обычно из рабочей и токосъемной спиралей, выполненных из устойчивой к износу и коррозии вольфрамопалладиевой проволоки, намотанной на две изолированные медные шинки. Для повышения надежности работы схемы движок реохорда снабжают контактами, выполненными из сплава золото — серебро — медь. В основу работы электронных автоматических мостов положен нулевой метод измерения сопротивления. Типовая измерительная схема автоматического уравновешенного моста показана на рис. 23. Она построена по схеме уравновешенного моста, в одну диагональ которого включают источник постоянного или переменного тока, а в противоположную диагональ — электронный усилитель, управляющий работой асинхронного электродвигателя следящей системы.

Измерительная мостовая схема состоит из резисторов, каждый из которых имеет свое назначение: Rp — сопротивление спирали реохорда;
— сопротивление, служащее для подгонки сопротивления реохорда к эквивалентному сопротивлению. Сопротивления Rn и гп определяют пределы измерения прибора, причем Rn намотано на катушку, а гп — подгоночное сопротивление имеет вид спирали.

Сопротивления RH и гн служат для регулировки нижнего предела измерения. При этом гн — подгоночное сопротивление в виде спирали, являющееся частью сопротивления Резисторы Rl, R2 и R3 — плечи моста.

Сопротивление Rб служит для ограничения тока измерительной цепи. Сопротивления Rn предназначены для подгонки сопротивления соединительных проводов линии к определенному значению. RT — термопреобразователь сопротивления, изменение сопротивления которого пропорционально измеряемой температуре.

Для исключения температурной погрешности от изменения сопротивления внешней линии Rn подключение термопреобразователя сопротивления выполняют по трехпроводной схеме, т. е. точка питания моста переносится непосредственно к термопреобразователю сопротивления, в результате чего сопротивление линии распределяется на разные плечи моста.

Схема работает следующим образом. При изменении температуры контролируемого объекта изменяется сопротивление термопреобразователя сопротивления RT, в результате чего нарушается равновесие мостовой схемы. В измерительной диагонали моста появляется напряжение разбаланса, поступающее на усилитель У1, выполняющий роль нуль-индикатора. Напряжение разбаланса в усилителе усиливается до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного электродвигателя, ротор которого, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновесного состояния схемы.

Вращение выходного вала реверсивного электродвигателя с помощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя. Так как каждому значению термопреобразователя сопротивления соответствует определенное положение движка реохорда и указателя, то в момент равновесия схемы положение указателя определяет значение измеряемого параметра. Полярность сигнала зависит от величины сопротивления датчика по отношению к значению сопротивления реохорда в момент равновесия.

Уравновешивающим устройством в измерительных схемах мостов является калиброванный реохорд, аналогичный по своему устройству с реохордом, применяемым в автоматических потенциометрах.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум