2.3 Расходомеры постоянного перепада давления (конструкция, принцип измерения и работы)

Расход жидкости или газа можно измерять и при постоянном перепаде давлений. Для сохранения постоянного перепада давлений при изменении расхода через сужающее устройство необходимо автоматически изменять площадь его проходного сечения. Наиболее простой способ — автоматическое изменение площади проходного сечения в ротаметре.

Ротаметр представляет собой вертикальную конусную трубку, в которой находится поплавок. Измеряемый поток Q проходя через ротаметр снизу вверх, создает перепад давлений до и после поплавка. Этот перепад давлений, в свою очередь создает подъемную силу, которая уравновешивает вес поплавка.

Если расход через ротаметр изменится, то изменится и перепад давлений. Это приведет к изменению подъемной силы и, следовательно, к нарушению равновесия поплавка. Поплавок начнет перемешаться. А так как трубка ротаметра конусная, то при этом будет изменяться площадь проходного сечения в зазоре между поплавком и трубкой, в результате произойдет изменение перепада давлений, а следовательно, и подъемной силы. Когда перепад давлений и подъемная сила снова вернутся к прежним значениям, поплавок уравновесится и остановится.

Таким образом, каждому значению расхода через ротаметр Q соответствует определенное положение поплавка. Так как для конусной трубки площадь кольцевого зазора между ней и поплавком пропорциональна высоте его подъема, то шкала ротаметра получается равномерной.

3.1 Электронные схемы лабораторного и автоматического потенциометра (схемы, принципы работы)

Принцип действия автоматических потенциометров основан на компенсационном (или нулевом) методе измерения термоЭДС. Сущность этого метода состоит в компенсации (уравновешивании) неизвестной ЭДС известным напряжением, создаваемым на прецизионном резисторе дополнительным источником постоянного тока. Принципиальная схема, поясняющая компенсационный метод измерения термоЭДС, приведена на рис. 4. Условно в схеме можно выделить два электрических контура : контур рабочего тока I₁ и контур термопреобразователя, состоящего из ТП, нуль-прибора НП, сопротивления внешней цепи (R_тп,R_л,R_нп) и R_а¢а участка резистора R_р . Нуль-прибор включен в цепь ТП. Сам преобразователь подключен таким образом, что его ток I₂ на участке а-а¢ резистора R_р совпадает с направлением рабочего тока I₁ (резисторы R_тп,R_л,R_нп на схеме условно не показаны). Перемещая подвижный контакт резистора R_р, можно найти такое его положение, при котором ток I₂ в контуре ТП будет равен нулю.

П. пост. и перем. тока существенно различаются. В П. пост. тока (рис.) измеряемая эдс Ех уравновешивается (компенсируется) известным регулируемым напряжением Uк. О моменте равновесия судят по показаниям гальванометра Г (ток через гальванометр должен отсутствовать).

Принципиальная схема потенциометра пост. тока: ЕN и Ех— известная и измеряемая эдс; 1р — рабочий ток; Uк — известное регулируемое напряжение; И — измерит. прибор (амперметр).

3.2 Амперметры и вольтметры (конструкции, принципы работы).

Амперметр – это прибор, предназначенный для измерения силы тока, протекающего в электрической цепи. Прибор включается в измеряемую цепь последовательно.

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

1) В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.

2) В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

3)В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

- схема включения

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Вольтметр - это прибор, измеряющий величину напряжения или электродвижущей силы. Вольтметр в цепи подключается параллельно элементу на котором измеряется напряжение

По виду измеряемой величины цифровые вольтметры делятся на: вольт­метры постоянного тока, переменного тока (средневыпрямленного или сред­него квадратического значения), импульсные вольтметры — для измерения параметров видео- и радиоимпульсных сигналов и универсальные вольтмет­ры, предназначенные для измерения напряжения постоянного и переменного тока, а также ряда других электрических и неэлектрических величин (сопро­тивления, температуры и прочее).

Измеряемое напряжение U, подается на входное устройство(высокоомный делитель) на резисторах. С делителя напряжение поступает на уси­литель постоянного тока и далее — на измерительный механизм. Де­литель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряжение до значений, необходимых для нормальной работы измерительного механизма. Одновременно усилитель обеспечивает согласование высо­кого сопротивления входной цепи прибора с низким сопротивлением катушки измерительного механизма. Диапазон, измеряемых напряжений постоянного тока — от десятков милливольт до несколь­ких киловольт.