2.2.2. Измерительные схемы для датчиков

Малые напряжения постоянного тока, являющиеся выходной величи­ной генераторных ПИП (например, термоэлектрических термометров), можно измерять либо методом непосредственного измерения с помощью милливольтметра, либо путем использования компенсационной (потенцио­метрической) или дифференциальной схем.

Компенсационная схема, являющаяся одной из основных в средствах автоматического контроля различных параметров технологических процес­сов, основана на компенсации (уравновешивании) измеряемой величины известным падением напряжения на калиброванном сопротивлении.

Дифференциальная измерительная схема служит для измерения разно­сти между измеряемой величиной и некоторой другой величиной, заранее известной.

Мостовая измерительная схема – наиболее распространенная при автоматическом контроле технологических параметров. Параметрические ПИП включают в мостовые схемы, в которых текущее значение параметра ПИП сравнивается с заданным его значением (в уравновешенных мостах) или в измерительной диагонали моста образуется напряжение, функционально связанное с измерением контролируемого параметра технологического процесса (неуравновешенные мосты).

При уравновешенной мостовой схеме применяется нулевой метод измерения тока в диагонали: измерение параметра ПИП (сопротивление, индуктивность, емкость) компенсируется изменением сопротивления другого плеча до момента полного исчезновения тока в измерительной диагонали .

Приемниками информации от датчиков в электрических системах передачи с унифицированным токовым сигналом могут быть промежуточные преобразователи, регуляторы, измерительные (вторичные) приборы и программируемые микропроцессорные контроллеры (ПМК). Большинство датчиков оснащены преобразователями типа «сила-ток» или «перемещение-ток». Современное бесщитовое распределенное управление существенно ограничило применение вторичных аналоговых приборов, особенно для средних и больших АСУТП.

2.2.3. Вторичные приборы

1. Приборы комплекса К140.

Построены по принципу электромеханического следящего уравновеши­вания и являются одним из наиболее массовых средств автоматизации в большинстве отраслей народного хозяйства.

Приборы выполняют следующие функции: измерение технологических параметров (таких как температура, давление расход и др.) и представление результатов в аналоговой форме; регистрацию параметров на диаграммных лентах или дисках; стабилизацию или допусковый контроль (позиционное регулирование и сигнализация; интегрирование параметров во времени; преобразование и размножение сигналов от датчиков в стандартные электрические сигналы постоянного тока или пневматические.

Модификация приборов КС1, КП1, КС2 общепромышленного назначения, используемая как средство автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) в зависимости от вида входного сигнала делятся на следующие группы:

Потенциометры – приборы, работающие от входных сигналов напря­жения или силы постоянного тока термопреобразователей термоэлектриче­ских, источников ЭДС, сигналов тока и напряжения;

Мосты – приборы, работающие с термопреобразователями сопротивления; дифференциально-транспортные приборы, работающие от входных сигналов в виде изменения взаимной индуктивности. В основу работы приборов положен компенсационный метод измерения.

Принципиальная схема потенциометра одноканального и многоканального типов КПП1, КП140, КСП1, КСП2 приведена на рис.2.5.

Выходной сигнал термоэлектрического преобразователя (термопары), источника постоянного тока напряжения или телескопа или радиационного пирометра сравнивается с сигналом обратной связи, который снимается с уравновешивающего реохорда R_p.. Разность этих сигналов поступает на вход усилителя У, преобразуется в напряжение переменного тока и усиливается для приведения в действие реверсивного двигателя М1. Вращение выходного вала М1 с помощью механической передачи преобразуется в прямолинейное движение каретки, на которой закреплены контакты движка реохорда, указатель и устройство регистрации. Положение указателя в момент равновесия определяет значение измеряемого параметра, которое регистрируется на движущейся диаграммной ленте.

В потенциометрах, работающих с термопарами ТХА, ТХК,ТПП, ТВП, один из резисторов измерительной схемы служит для компенсации ЭДС свободных концов термопары. Этот резистор выполнен из медной проволоки и помещен в непосредственной близости от свободных концов термопары или удлинительных термоэлектродных проводов.

Принципиальная схема мостов типа КПМ1, КСМ1, КСМ2 представлена на рис.2.6. Термопреобразователи сопротивления R_t подключаются к прибору по трехпроводной схеме, что снижает температурную погрешность изменением сопротивления соединительных проводов при изменении температуры окружающего воздуха. К одной диагонали мостовой схемы проводится питание, напряжение с другой диагонали подается на вход усилителя У. При изменении температуры измеряемой среды изменяется сопротивление термопреобразователя и на входе усилителя возникает на

	Рис.2.6. Принципиальная электрическая схема мостов
	Рис.2.5. Принципиальная электрическая схема потенциометров

пряжение резбаланса, которое усиливается и приводит в действие реверсивный двигатель М1. Далее работа моста аналогична работе потенциометра.

2.Приборы регистрирующие типа ДИСК-250

Предназначены для измерения силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрических величин, преобразованных в электрические сигналы и активное сопротивление.

Принцип действия приборов ДИСК-250 основан на методике непрерывной компенсации измеряемой величины в следящей системе прибора; уравновешивание схемы происходит автоматически с помощью усилителя и реверсивного двигателя, связанного с движком реохорда. В приборах предусмотрена автоматическая компенсация температуры свободных концов термоэлектрического термометра. Краткое описание модификаций приборов ДИСК-250 и КСД-250, выпускаемых заводом Теплоприбор(г. Челябинск), приведена в таблице 2.1.

Прибор аналоговый показывающий и регистрирующий с дисковой диаграммой и встроенными источниками питания и устройством корнеизвлечения типа ДИСК-250ДД предназначен для использования в системах коммерческого учета тепло- и энергоносителей в коммунальном хозяйстве, энергетике, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Входным сигналом для прибора служит выходной токовый сигнал от датчика давления, уровня, перепада давления или датчиков расхода (дифференциального давления с квадратичной зависимостью выходного сигнала от измеряемого расхода), например, датчиков типа «Метран», «Сапфир».

Вторичные показывающие и регистрирующие приборы КСД-250 разработаны взамен комплекса КСД3 и применяются в системах регулирования и управления технологическими процессами в отраслях промышленности, где традиционно применялись приборы КСД 3: энергетике, пищевой, металлургической, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и т. д.

Таблица 2.1.	Заменяемый прибор	КС 1, КС 2 РП 160	КСТЗ-С	КСД 3, КСД 2, КСД 1
	Краткое описание	Базовая модель «Диск – 250» Входной сигнал: «низкого» уровня непосредственно от датчиков температуры (термопреобразователей сопротивления и термопар) и «высокого» уровня (мА, В) от датчиков технологических параметров (уровня, расхода, давления). Регистрация: дисковая диаграмма d 250 мм. Сигнализация: трехпозиционная контактная Регулирование: трехпозиционное бесконтактное или релейное пропорционально-интегральное (ПИ) токовое или пневматическое (прибор укомплектован электропневмопреобразователем ЭГП 324-выходной пневматический сигнал 0,2.. 1 кгс/см2 ) Преобразование: входного сигнала в унифицированный токовый 0..5 или 4..20 мА Особенности “Диск – 250 И” Входной сигнал: только от датчиков температуры, искробезопасная входная цепь уровня “ia” маркировка “ExiallC” Регулирование: Лишь трехпозиционное бесконтактное, ПИ токовое или пневматическое Особенности “Диск – 250 ДД” Входной сигнал: только от датчиков давления или расхода (мА), в прибор встроены источник питания или устройство извлечения корня, линеаризующее показания и регистрацию расхода. Особенности «Диск – 250 П» Регулирование: только программное бесконтактное или программное релейное регулирующее устройство с типовой программной типа «трапеция» подъем, выдержка, спад (заменяет приборы КПЗ-ЛЭ, РУ-5 для трех участков регулирования)	Особенности «Диск – 250 ТН» Входной сигнал: только от силоизмерительных тензорезисторных датчиков используемых в системах автоматического дозирования Регулирование: лишь трехпозиционное релейное	Входной сигнал: от датчиков расхода, уровня, давления типа ДМ-3583М (мГн) Регистрация: дисковая диаграмма d 250 мм. Сигнализация: трехпозиционная контактная Регулирование: трехпозиционное бесконтактное или релейное, ПИ токовое или пневматическое (прибор укомплектован электропневмопреобразователем ЭП 1324-выходной пневматический сигнал 0,2 1 кгс/см) Преобразование: входного сигнала в унифицированный токовый (0..5 или 4..20 мА) или частотный (4..8 кГц) сигнал. Рекомендуем заменять на прибор КСД-250 выпускаемый ранее прибор КСД 3
Тип прибора	Тип прибора	Аналоговые показывающие и регистрирующие приборы Диск – 250 - 250И- 250ДД- 250П - 250ТН		Аналоговый показывающий и регистрирующий прибор КСД - 250