1. 1 Принцип работы уравновешенного моста (схема, вывод уравнения равновесия моста, принцип работы

Уравновешенные автоматические мосты предназначены для измерения, записи и регулирования электрических и неэлектрических величин, связанных функциональной зависимостью с активным сопротивлением. Чаще работают в комплекте с терморезистором.

Терморезистор - это полупроводниковый, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводников от температуры. В автоматических уравновешенных мостах используется четырехплечная мостовая схема. К основным свойствам автоматического уравновешенного моста, относятся: высокая чувствительность; компенсация влияния температурных изменений сопротивлений соединительных проводов.

Если неизвестный параметр находится по выражению Z₁Z₄=Z₂Z₃, мост называют уравновешенным.

Плечо 1-2 называется выходным, в него включается нагрузка в виде нуль-индикатора или гальванометра. Ток в плече 1-2 находится из соотношения: I₀=(Z₁Z₄–Z₂Z₃)/[Z₀(Z₁+Z₂)(Z₃+Z₄)+Z₁Z₂(Z₃+Z₄)+Z₃Z₄(Z₁+Z₂)];

Из выражения видно, что I₀=0 только при условии:

   Z₁Z₄=Z₂Z₃;

Если комплексные сопротивления Z представить в развернутом виде Z=R+jX, получим выражение для полного сопротивления:

   R₁R₄–X₁X₄=R₂R₃–X₂X₃;    R₁X₄+X₁R₄=R₂X₃–X₂R₃;

Наличие двух уравнений указывает, что уравновешивание моста производится регулированием двух параметров. Мост называется сходимым, если удается уравновесить его путем поочередного изменения регулируемых параметров.

1.2 Милливольтметр (конструкция, принцип работы).

Сильный постоянный магнит 1 создает магнитное поле, а провод­ником является рамка 2, состоящая из витков тонкой изолированной медной проволоки. Рамка 2 укреплена на осях между полюсами пос­тоянного магнита 1 и может свободно поворачиваться в узком коль­цевом воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками магнита 3 и концентрически установленным железным сердечником 4. К рамке прикреплена стрелка. Напряжение от термопары подводят к рамке через спиральные пружины 5, которые служат одновременно для создания противодействующего момента. Внутренние концы пру­жин прикреплены к полуосям рамки. Наружный конец одной пружины связан с неподвижным основанием, а другой — с корректором. При отсутствии тока в рамке пружины устанавливают стрелку на нулевую от­метку шкалы. При подключении к милливольтметру термопары по виткам рамки протекает ток Вращающий момент Мвр, возникающий в рамке, будет пропорционален напряженности Н магнитного поля в зазоре между полюсными наконечниками и железным сердечником, активной длине проводника L ширине b и числу витков n рамки, а также силе тока I : Мвр = Н∙b∙J∙L∙n (1)

1.3. Расходомеры переменного перепада давления (конструкция, принцип измерения).

Принцип измерения расхода расходомером переменного перепада давления основан на том, что в зависимости от расхода вещества изменяется перепад давления на неподвижном сужающем устройстве, установленном в трубопроводе или элементе трубопровода (колено).

Расходомеры переменного перепада давления состоят из трех элементов: сужающего устройства, дифференциального манометра для измерения перепада давления и соединительных линий с запорной и предохранительной арматурой.

Применяются следующие стандартные сужающие устройства: диафрагмы, сопла, сопла Вентури и трубы Вентури.

Установленное в трубопроводе сужающее устройство (рис. 3.6) приводит к увеличению скорости в суженом сечении. В результате часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую, поэтому статическое давление в суженом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Перепад давлений зависит от скорости движения жидкости, а следовательно, и от расхода. При преобразовании уравненя Бернули уравнение расхода примет вид где С – постоянная расходомер