16. Нормирующие преобразователи

Нормирующие измерительные преобразователи относятся к функциональной группе средств получения информации и предназначены для преобразования естественных выходных сигналов первичных измерительных преобразователей в унифицированный выходной сигнал.качестве унифицированных сигналов используют :постоянный ток, изменяющийся от 0-5мА (0-20, 4-20 мА) при изменении сигнала от первичного преобразователя от 0 до 100% диапазона измерений. напряжение постоянного тока, изменяющееся в диапазонах 0-1 В; 0-10 В.

Нормирующие преобразователи термоЭДС

В основу работы положен компенсационный метод измерения термоЭДС с использованием схемы потенциометра с переменной силой рабочего тока. Схема преобразователя приведена на рис. 2.1. Здесь I – контур измерений; II – контур компенсации. Контур I содержит корректирующий мост КМ, усилитель У1 с токовым выходом I_вых, резистор R_ОС и термопару Е_АВ(t, t₀). Корректирующий мост предназначен для введения автоматической поправки на изменение температуры свободных концов ТЭП, а также компенсации начальной термоЭДС в преобразователях, нижний предел измерения которых не равен 0°С.

Корректирующий мост представляет собой электрический неравновесный мост с постоянными манганиновыми резисторами R₁, R₂, R₃ и медным резистором R_M. Диагональ ab питания моста подключена к стабилизированному источнику питания U_пит. Напряжение этого источника выбирается в зависимости от градуировки подключаемой термопары. Измерительная диагональ cd корректирующего моста включена в разрыв между электродом термопары и соединительным проводом. При температуре свободных концов ТЭП, а, следовательно, и резистора R_M расположенного рядом с концами удлинительных проводов, равной 0°С, мост находится в равновесии, т. е. напряжение в диагонали cd равно нулю. Если температура свободных концов, например, выросла и стала t₀', то сопротивление резистора R_M,, также вырастет, в результате чего в диагонали появится напряжение U_cd. Это возникшее напряжение компенсирует недостающую термоЭДС, т. е. U_cd =E_AB(t₀',t₀).

Усилитель У1 состоит из двух каскадов: магнитного УМ, выполненного по двухтактной двухполупериодной схеме, и полупроводникового усилителя УП, работающего в режиме усиления постоянного тока Усилитель У1 выполняет функции нуль-индикатора.

Контур компенсации II включает в себя резистор R_ос и усилитель обратной связи У2. Этот усилитель аналогичен усилителю У1, но включен с глубокой отрицательной связью по выходному току усилителя. Выходной ток I_ос усилителя У2 является рабочим током контура II и при прохождении этого тока по сопротивлению R_ос на нем создается компенсирующее напряжение:

U_ос = I_осR_ос. (1)

Со стороны контура I к резистору R_ос подводится сигнал ТЭП Е_АВ(t, t₀), сложенный с напряжением U_cd, создаваемым в измерительной диагонали корректирующего моста. Таким образом, этот суммарный сигнал, сравнивается с напряжением U_oc. Небаланс, равный: ∆U = E_AB(t, t₀)+U_cd – U_oc, (2)

подается на усилитель У1. Выходной сигнал усилителя У1 создает ток I_вых, который поступает во внешнюю цепь R_н и далее – в усилитель обратной связи У2. Выходной ток I_ос усилителя У2 изменяется и изменяет падение напряжения U_oc на резисторе roc до тех пор, пока небаланс ∆U не достигнет некоторой малой величины δU, называемой статической ошибкой компенсации.

Нормирующий преобразователь ТСП

Схема нормирующего преобразователя, работающего в комплекте с термопреобразователем сопротивления, показана на рис. 2.2. Этот преобразователь по схеме и принципу действия аналогичен нормирующему преобразователю, работающему в комплекте с термоэлектрическим преобразователем. Отличие указанных схем заключается в том, что вместо корректирующего моста используется измерительный неравновесный мост, в одно из плеч которого по трехпроводной схеме включен термо-преобразователь сопротивлений. Остальные сопротивления выполнены из манганина. Сопротивления R_л служат для подгонки сопротивления соединительных проводов к номинальному значению. К диагонали питания моста ab подведено стабилизированное напряжение постоянного тока. Выходной ток преобразователя I_вых пропорционален напряжению U_cd в измерительной диагонали моста.

К лассы точности преобразователей 0,4-1,5.