15. Компенсационный метод измерения температуры. Принципиальная электрическая схема переносного потенциометра. Типы потенциометров.

В переносных потенциометрах заложен принцип измерения компенсации

ТЕЖС ТЕП определяют падением напряжения на участке реохорда которая может быть измерена

В момент измерения на показания потенциометра не влияет сопротивление линий. Однако в этой системе нельзя получить высокую точность, так как точность связана с милливольтметром. Поэтому необходимо создать систему переносного потенциометра с постоянной силой тока, в котором отсутствует этот недостаток

С хема переносного потенциометра с постоянной силой рабочего тока

Суть метода заключается в уравновешенном измерении ТЭДС ТЕП по величине но обратное по знаку на колебровочном резисторе (реохорде), который может определить с высокой точностью

І – измерительный или рабочий контур

R_нэ резистор нормального элемента (манганин) = 509,3 Ом

R_p – колеброванный реохорд = 90(100) Ом ± 0,5 Ом

ІІ – контур нормального елемента Е_нэ 1,0186 ± 0,005 В

Г – гальванометр

Особенность: Нормальный элемент подключен к резистору нормального элемента электрично встречно (ЄДС направлен на встречу падения напряжения)

ІІІ – контур ТЕП. ТЕДС ТЕП включен электрично встречно на встречу падению напряжения на участке реохорда U_ab.

Робота прибора:

1. Переключатель в положении К (контроль) установка точного значения рабочего тока в измерительном контуре. В этом случае контур II подключен а IIІ контур отключен

Если меняем R_b =var, то и меняем рабочий ток І, F=0 =>I_нэ=0 Исчезновение тока в II контуре связано с тем что Е_нэ скомпенсирован падением напряжения на сопротивлении н.э.

Е_нэ = U_ab = IR_нэ (1)

I= Е_нэ/ R_нэ =1,0186/509,3 =0.00200A =2mA

К=> R_b =var => Г=0=> I_нэ=0

2. Операция измерение. Положение на И(измерение). В этом случае контур IIІ подключен а II контур отключен.

Г=0 (ток в рабочем контуре исчез) I_теп=0 E(t₁⁰,t₂)=U_ad

U_ad IR_p’ (2) I=const E(t₁⁰,t₂)= KR_p’ (3)

И  d  var  Г=0 I_теп=0

Достоинства:

1. Сопротивление внешней линии и собственно прибора не влияет на показания потенциометра

2. Гальванометр не нужен вфсокой точности, он лиш нужен чтобы обнаружить ток в контуре

3. Обладает высокой точностью измерения:

• Лабораторные К= 0,01; 0,02; 0,05.

• Образцовые к=0,0005; 0,001; 0,002; 0,005.

Недостатки:

1. Необходимость вводить поправку на температуру холодных спаев.

2. Частые ручные манипуляции по компенсационным измерениям

3. Невозможность получить температуру в °С, и автоматической ее записи

16. Автоматические электронные потенциометры. Принципиальная схема потенциомера ксп-4. Одноканальные измерения температуры и регистраторы рп-160.

Измерительная схема автоматического потенциометра (рисунок 14.141) основана на схеме потенциометра с постоянной силой рабочего тока . Однако здесь предусматриваются два контура компенсации напряжения // и III. Контур ///, содержащий в цепи резистор RM из медной проволоки, служит для автоматического введения поправки на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя. Свободные концы термоэлектрического преобразователя АВ с помощью удлинительных проводов FD подводятся к резистору R_M и находятся при одной с ним температуре. Остальные резисторы измерительной схемы потенциометра выполняют из манганина. Для питания контуров // и /// в современных автоматических потенциометрах вместо батареи постоянного тока (сухого элемента) используется источник стабилизированного питания ИПС, в котором входное напряжение переменного тока 6,3 В выпрямляется и стабилизируется в выходное напряжение постоянного тока 5 В (погрешность стабилизации ± 5 или ± 10 мВ соответственно для классов точности 0,1 и 0,2) при нагрузке 1000 Ом и токе нагрузки I₀, равном 5 мА. При работе ИПС 2 128.64 в составе потенциометра напряжение между точками d и k U_dk =1019 мВ. Благодаря использованию ИПС в автоматических потенциометрах установка рабочего тока осуществляется через несколько тысяч часов непрерывной работы, кроме того, упростилась кинематика механизма и повысилась надежность прибора.

Рисунок 14.141 - Измерительная схема автоматического потенциометра КСП 4

Подключение к клеммам К₁ и К₂ нормального элемента E_НЭ и последовательно соединенного с ним нуль-индикатора осуществляется для контроля рабочего тока I₂ лишь при поверке и градуировке потенциометра. При этом U_ke =I₂ R_K=E_НЭ. Обычно R_K=509,3 Ом, тогда I₂=2 мА; R_Y—резистор для установки рабочего тока I₂; R_ПР — значение сопротивления реохордной группы, состоящей из трех параллельно соединяемых резисторов: собственно реохорда R_P, шунта R_Ш и сопротивления R_П. Такое исполнение реохордной группы связано с тем, что реохорд R_P является ответственным узлом, предназначенным для измерения. Поэтому он изготавливается из проволоки специального сплава.

Рассмотрим работу автоматического потенциометра. Пусть при некотором значении измеряемой термоЭДС E_AB(t,t₀) и некотором положении движка реохорда С ток в контуре измерения // равен нулю, т. е. E_AB(t,t₀) скомпенсировано падением напряжения U_ce на участке cbde. Тогда сигнал небаланса ( ) AB ce ΔU = E tt −U 0 равен нулю. При сигнале ΔU ≠0 на выходе усилителя в соответствии с абсолютным значением и знаком небаланса формируется управляющий сигнал, при котором реверсивный двигатель РД перемещает движок реохорда С до тех пор, пока ΔU не станет равным нулю. Одновременно с движком по шкале прибора перемещается указатель У. Сведение к нулю небаланса ΔU , т. е. достижение полного равенства компенсирующего напряжения Uce измеряемой термоЭДС E_AB(t,t₀), реализуется благодаря тому, что система автокомпенсации является астатической. Свойство астатичности достигается из-за наличия в системе регулирования небаланса интегрирующего или астатического звена, в качестве которого выступает здесь реверсивный двигатель.

КСП-4 К=0.25 КСП-2 К=0.5 1.0

П рибор РП-160 строиться также по блочно – модульному принципу и состоит из 3 блоков:

I измерительный блок, в него входит усилитель У, и суммарный усилитель СУ. На У подаеться два сигнала:

• От ТЕП U_вх

• От реохорда U_р

II-ЭЭБ ( электронно-следящий блок) сигнал на запуск и вращение двигателя РД в ту или иную сторону поступает в виде нескомпенсированного напряжения ΔU на элек.блок компоратора(КП), который вырабатывает два сигнала “реверс” и порог, заставляющие вращаться РД за счет прямоугольных импульсов от генератора импульса. РД вращается до тех пор пока не произойдет полная компенсация

ІІІ-БЗ (блок записи) включает в себя СД(синхронный двигатель) и К (камутатор)изменение скорости движения диаграмной бумаги производится путем нажатия клавиши на лицевой панели v_б 20; 60; 120; 600; 1200; 2400.

Прибор осуществляет точное измерение температуры с К = 0,25; 0,5. Работает с любим первичным преоброзователем и выполняется в обычном исполнении.