3.3 Расчет измерительных схем электронного моста
Рисунок №4.Измерительная схема автоматического электронного моста.
При
измерении температуры техническими
термометрам
и
сопротивления в комплексе с ними обычно
работают автоматические электронные
показатели и самопищущие уравновешенные
мосты.
В настоящее время разработаны и выпускаются промышленные автоматические уравновешенные мосты новых серий:
КС – компенсирующие, самопищущие, показатели
КП – компенсирующие, показывающие с полоской шкалой
КВ – компенсирующие, показывающие с цилиндрическим вращающимся циферблатом.
Приборы выполняются одно- и многоточечными, могут иметь встроенное сигнализирующее устройство к. т. их 0,25-1%.
Уравновешенные автоматические мосты выпускаются следующих типов:
КСМ4 – полногабаритный с диаграммной лентой;
КСМ3 – малогабаритный с диаграммной диском;
КСМ2 – малогабаритный с диаграммной лентой;
КСМ1 – миниатюрный с полоской шкалой;
КСМ1 – миниатюрный с диаграммной лентой;
КВМ1 – миниатюрный с вращающимся цилиндрическим циферблатом (шкалой).
Эти приборы сходны по своему устройству с соответствии автоматическими потенциометрами типов КСП4, КСА3, КСП2, КСП1, КПП1, КВП1.
На
рисунке показана принципиальная схема
автоматического моста КСМ4
с термометром сопротивления Rт,
присоединенными по трех проводной
схеме. В измерительную схему прибора,
являющуюся типовой для автоматических
мостов, включены: уравновешенный резистор
Rр
который ограничивает ток расхода;
резисторы Rн
и
Rк
определяющие
соответственно начальное и конечное
значение (диапазон показывающий) шкалы;
резисторы (спирали) rн
и rк
,
предназначенные для точной подготовки
шкалы и являющиеся частями резисторов
Rн
и
Rк
;
постоянные плечи моста R1
и
R2
;
переменное плечо моста – термометр
сопротивления Rт
;
балластный резистор Rб
,
ограничивающий протекающий ток через
плечи моста с целью обеспечения
минимального нагрева термометра
сопротивления подгоночные резисторы
Rп1
и
Rп2
,
доводящие сопротивление каждого из
проводов соединительной линии Rл
до
назначения 2,5 Ом / = 5 Ом, принимаемого
при градуировки шкалы автоматических
управляющих мостов.
Усилие напряжения разбаланса измерительной схемы производится электронным усилителем переменного тока ЗУ, включенным в диагональ АВ. Питание измерительной схемы происходит через диагональ СД переменным током напряжения 6,3 В, частотой 50 Гц от силового трансформатора электронного усилителя.
Для перемещения подвижной каретки с отчетного устройства ОУ с расположенным на ней с токосменным движком реохорда Rр , указателем и пером служит асинхронным реверсивным микродвигателем РД подключенный к выходу электронного усилителя.
Привод диаграммной ленты отсчетного устройства осуществляется синхронным микродвигателем СД.
При разбалансе измерительной схемы вследствие измерения температуры термометра Rт, в диагонали АВ моста появляется напряжение переменного тока, которое после усиления в электронном двигателе заставляет реверсивный двигатель переместить подвижную каретку с отсчетного устройства вместе с движком реохорда в ту или другую сторону до нового состояния равновесия схемы. После этого реверсивный двигатель останавливается.
Расчет измерительной схемы автоматического управления моста производится следующим образом:
По
заданным значениям начальной tн
и конечной tк
температуры
диапазона показаний прибора и типу.
Температура сопротивления по характеристике
последнего значения сопротивлений
температура для начала Rтн
и
конца Rтк
шкалы.Для
получения наибольшей чувствительности
управления моста выбирается покорно
равноплечий, из которого
и
Сопротивление плеч моста R2 и R3 обычно заданы в пределах 100-300 Ом. Наиболее часто их значение принимаются равные 300 Ом.
Эквивалентное сопротивление Rэ, реохорда с шунтирующим резистором, равным 90, 100 и 300 Ом. ТО величина Rш зависит от сопротивления реохорда и определяется при подгонке последнего вместе с шунтом до величины Rэ. Принимаются сопротивления резистора Rн , определяющего начальное значение шкалы моста равным 4-10 Ом (обычно 4,5 Ом).
Градуировка-100М
Tн=0-1000С
tн=0оС
tк=100оС
R min=53 Ом=Rтн
Rmax=75,58Ом=R тк
R2=R3=150
Ом
Rэ, =90 Ом
Rн=4,5 Ом
Rл=5 Ом
Определяем сопротивление плеча моста R1, по формуле:
(22)
[4]
где:
(23)
[4]
Находится приведённое сопротивление Rн цепи реохорда состоящее из соединенных параллельно сопротивлений реохорда Rр, резисторов Rш и Rк. Для этого из условия равновесии измерительной схемы моста соответственно для правого крайних положений движка реохорда составляются уравнением.
(24)
[4]
После вычитания второго уравнения из первого и решения полученного выражения относительно Rп образуется зависимость:
(25) [4]
Находится сопротивление резистора Rк, определяющего конечное значение шкалы моста:
(26)
[4]
Принимаем максимальное значение тока Imax. протекающего через термометр сопротивления 0,007А
Вычисление сопротивления балластного резистора Rб может быть выполнено по формуле:
(27)
[4]
Ом
где U – напряжение питания измерительной схемы моста равное 6,3В.
Однако обычное сопротивления резистора Rб без вычисления принимает равным 450 Ом.
