11. Принципы построения принципиальных электрических схем.

Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств, а также связей между ними, действие которых обеспечивает решение задач управления, регулирования, защит, измерения и сигнализации.

Они служат основанием для разработки других документов проекта: монтажных таблиц щитов и пультов, схем внешних соединений и т.п.

Эти схемы служат для изучения принципа действия системы, они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации.

Схемы выполняются применительно к определенным самостоятельным элементам, установкам или участкам автоматизированной системы, например: схема управления регулирующим клапаном; схема регулятора уровня; схема сигнализации уровня в резервуаре.

Принципиальная схема представляет собой сочетание элементарных электрических цепей, выполняющих в заданной последовательности ряд стандартных операций:

• передачу командных сигналов от органов управления или измерения к исполнительным органам;

• усиление или размножение командных сигналов, их сравнение;

• блокировку сигналов и т.д.

При разработке принципиальных схем необходимо обеспечить:

1. надежность работы;

2. простоту и экономичность;

3. четкость действия схемы при аварийных режимах;

4. удобство оперативной работы;

5. удобство эксплуатации;

6. четкость оформления.

Порядок разработки принципиальных схем

1. На основании функциональной схемы составляют технические требования, предъявляемые к принципиальной схеме.

2. Применительно к этим требованиям устанавливают условия и последовательность действия схемы.

3. Каждое из заданных условий действия схемы изображают в виде элементарных цепей, отвечающих заданному условию действия.

4. Элементарные схемы объединяют в общую схему.

5. Производят выбор аппаратуры и расчет электрических параметров отдельных элементов (сопротивление обмоток реле, нагрузки контактов и т.д.).

6. Корректируют схему в соответствии с возможностями принятой аппаратуры.

7. Проверяют в схеме возможность возникновения ложных или обходных цепей.

11. Проводниковые и полупроводниковые термометры сопротивления. Принцип действия и конструктивные формы. Полупроводниковые термометры (терморезисторы, термисторы)

Наряду с термопреобразователями сопротивления из металлических проводников для измерения температуры применяются полупроводниковые термометры сопротивления – терморезисторы.

Терморезисторы изготавливаются из порошкообразной смеси окислов некоторых металлов: меди (Cu₂O₃), марганца (Mn₂O₃), кобальта (СоО), никеля (NiО) и др., спрессованной и спеченной при высокой температуре.

Терморезисторы, представляющие непроволочные объемные нелинейные резисторы различной формы (цилиндрические, шайбовые и др.), в отличие от металлических резисторов имеют отрицательный температурный коэффициент, т.е. при нагревании уменьшают свое сопротивление.

Температурная зависимость сопротивления полупроводникового ТС описывается уравнением:

,

где – сопротивление при температуре Т, К;

– сопротивление при температуре , Ом;

– основание натуральных логарифмов;

– постоянная ТС, зависящая от свойств полупроводника, (от 2000 до 9000 К);

– температура терморезистора, К.

Терморезисторы имеют значительное удельное электрическое сопротивление, что позволяет получать из них компактные и малоинерционные термометры с большим сопротивлением (1 – 1000 кОм) и, следовательно, не учитывать влияние изменений температуры окружающего воздуха на сопротивление линий, соединяющих термометры со вторичными приборами.

Терморезисторы обладают большим постоянством электрических свойств, однако степень воспроизведения их сопротивления недостаточно надежна. Отклонение сопротивления от номинального значения достигает ±20%, что не обеспечивает необходимой взаимозаменяемости.

Полупроводниковые ТС с положительным ТКС (позисторы) изготавливаются из полупроводниковых поликристаллических керамик (например, Ba, TiO₃) и обладают ферроэлектрическими свойствами, которые характеризуются тем, что сопротивление в относительно узком температурном диапазоне возрастает экспоненциально на несколько порядков.