Урок № 42. Вторичные приборы для измерения сопротивления: логометры и автоматические мосты.

В качестве вторич­ных приборов в ком­плекте с термомет­рами сопротивления применяются обычно автоматические электронные равно­весные мосты. Равновесные мосты служат для измерения сопротивления термометра сопротивления.

a

b; bc; cd; ad - плечи моста;

ас; bd -диагонали моста;

ас - диагональ питания;

bd - измерительная диагональ;

R₁, R₂ - постоянные сопротивления из манганина;

Rр - переменное калиброванное сопротивление из манганина (рео­хорд);

Rл - сопротивление линий

(соединительных проводов);

R_t- термометр сопротивления;

НП - нуль- прибор

Рис. 8.2. Принципиальная схема равновесного моста

Термометр сопротивления, величина сопротивления которого должна быть измерена, включается в одно из плеч моста посредством соедини­тельных проводов, имеющих сопротивление R_л. Другие плечи моста состоят из постоянных манганиновых сопротивлений R₁ и R₂ и переменного калиброванного сопротивления реохорда R_p, выполненного из манганина.

К одной диагонали моста подведен постоянный или переменный ток, в другую диагональ моста включен нуль - прибор.

В основу работы моста положен принцип равновесия. Мост находится в равновесии, если произведения сопротивлений противолежащих плеч равны. При равновесии моста удовлетворяется равенство:

R₁(R_t + 2R_л) = R₂ ∙ R_p,

откуда

В этом случае разность потенциалов U_bd= 0, ток не будет протекать че­рез НП, и стрелка установится на нулевой отметке.

При изменении измеряемой температуры величина R_t изменится, и мост разбалансируется.

Чтобы восстановить равновесие, необходимо при постоянных сопро­тивлениях R₁, R₂, R_л изменить величину сопротивления реохорда R_р, пе­реместив его движок.

Таким образом, если откалибровать сопротивление R_р, то по положе­нию его движка при равновесии моста можно однозначно судить о вели­чине сопротивления R_t и, следовательно, об измеряемой температуре.

Автоматический электронный уравновешенный мост ксм- 4

КСМ – 4 – мост комплекса самописцев, 4 - номер модификации.

КСМ – 4 предназначен для показания, записи и сигнализации температуры.

Работает КСМ - 4 в комплекте с термометрами сопротивления.

Монтируется на щите управления в операторной.

Принцип действия моста основан на нулевом методе измерениями, он заключается в уравновешивании плеч моста.

Условие равновесия мостовой схемы:

R₂ (R_общ + R_у + R_л + R₄ + R_t) = (R_у + R_л + R₁) ∙ R_З

Рис. 8.3. Принципиальная схема автоматического моста КСМ-4

Прибор КСМ - 4 состоит из следующих основных узлов:

ИМ - измерительный мост

УС - усилитель

РД - реверсивный двигатель

РУ - регистрирующее устройство

СД - синхронный двигатель

R₁, R₂, R_З, R₄, R ш, R., Rд - постоянные сопротивления (выполнены ввиде катушек с бифилярной обмоткой из манганина)

Rр - реохорд (калиброванное манганиновое сопротивление)

Rш - шунт реохорда (для ограничения протекающего по реохордутока)

R - подгоночное сопротивление (для подгонки сопротивления

реохорда к расчетному значению)

Rл - сопротивление линий (соединительных проводов)

Rу - уравнительные катушки (для подгонки сопротивления линий)

Если температура среды, в которой находится термометр сопротивления, неизменна, то мостовая схема находится в равновесии, разность потенциалов в точках b и d равна 0, и напряжение небаланса отсутствует. Движок реохорда в этом случае неподвижен, а стрелка прибора показывает измеряемую температуру.

При изменении температуры среды изменится температура сопротивления. При этом ИМ разбалансируется, и в диагонали bdпоявится напряжение небаланса. Оно подается на УС, где усиливается по напряжению и мощности, поступает на РД и приводит его ротор в движение. Ротор механически связан с движком реохорда, со стрелкой и пером. Вращаясь, он перемещает движок реохорда, стрелку и перо до тех пор, пока ИМ не уравновесится.

Напряжение на входе УС в этом случае станет равным 0, РД остановится, а прибор покажет измеряемую температуру.

Электронные мосты бывают одноточечные, трех, шести и двенадцатиточечные.

К одноточечному мосту подключается один термометр, и запись ведется при помощи пера. К трёх точечному - подключается 3 термометра, к шести точечному - 6, к двенадцати точечному - 12 однотипных термометров. Допускается подключение и меньшего количества термометров. На многоточечных мостах запись на диаграммной бумаге осуществляет специальное печатающее устройство, при этом указывается номер подключенного в данный момент термометра.

При колебаниях температуры окружающей среды величина сопротивления соединительных проводов будет изменяться. Это приведет к дополнительной погрешности в показаниях прибора. Чтобы ее устранить, применяют 3-х проводную схему подключения термометра к мосту.

Предел измерения зависит от типа и градуировки термометра сопротивления, в комплекте с которым градуируется шкала прибора. Шкала градуируется в градусах Цельсия - ºС.

Класс точности прибора: 0,25 , 0,5 .

Скорость продвижения диаграммной ленты: от 20 до 54 мм/час.

Напряжение питания: 220 В ,50 Гц.

Существуют следующие модификации мостов:

КСМ - 1, КСМ - 2 - малогабаритные мосты с ленточной диаграммой

КСМ - 3 - с дисковой диаграммой

КСМ - 4и - со складывающейся диаграммой, в искробезопасном исполнении.