Логометр

Логометр служит для измерения температуры, работает в комплекте с термометрами сопротивления. Термометры монтируются по месту (на аппаратах и трубопроводах). Логометр монтируется на щите управления в операторной. Термометры могут подключаться к логометру по двухпроводной или трехпроводной системе. Трехпроводная система устраняет погрешность от изменения температуры окружающей среды.

Градуировка термометра должна соответствовать градуировке логометра. Если к логометру подключается несколько термометров, то все они должны быть одной и той же градуировки, и подключение термометров осуществляется через переключатель.

Логометр является магнитоэлектрическим прибором. Подвижная система состоит из двух рамок Р1 и Р2, жестко связанных друг с другом, на которых закреплена стрелка 1.

Устройство 1- стрелка; 2- балансировочные грузики; 3- спиральная пружина; 4- постоянный магнит; 5- шкала; Р1,Р2-рамки

Рис.8.4. Принципиальная схема логометра.

На другом конце стрелки имеются балансировочные грузики 2. Рамки намотаны на тонкой изолированной медной проволоки и могут поворачиваться на кернах. Ток к рамкам подводится по трем спиральным пружинкам 3 с очень малым противодействующим моментом.

Внутри рамки помещен цилиндрической формы постоянный магнит 4. Магнитное поле постоянного магнита неравномерное и распределяется по зонам.

1 - зона сильного магнитного поля;

2 - зона слабого магнитного поля;

3 - зона, где магнитное поле отсутствует.

Устройство постоянного магнита

При прохождении тока по рамкам они намагничиваются, за счет взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля рамки возникает вращающий момент рамки. Рамки включаются в мостовую схему так, чтобы создаваемые ими вращающие моменты были направлены в разные стороны друг от друга. Ток рамки Р1 стремится поворачивать стрелку по часовой стрелке, ток рамки Р2 - против часовой стрелки. Когда стрелка находится в средней части шкалы 5, величина тока в обеих рамках равна.

При увеличении температуры сопротивление термометра Ш возрастает, ток рамки Р1 возрастает, а ток рамки Р2 уменьшается, и рамки поворачиваются по часовой стрелке. При этом рамка Р1 входит в слабую зону магнитного поля постоянного магнита, и его вращающий момент уменьшается, а рамка Р2 входит в зону сильного магнитного поля, его вращающий момент возрастает, и возникает равновесие вращающих моментов рамок Р1 и Р2, и поворот рамки прекращается. Стрелка занимает по шкале новое положение. При уменьшении температуры возникает обратное действие.

Вторичный прибор работающий в комплекте с термопарами.

Электронный автоматический потенциометр. Прибор предназначен для автоматического контроля (а в зависимости от модификации и для записи сигнализации, регулирования) температуры в производственных условиях. Это стационарный прибор, который обычно устанавливается на специальном щите.

В отличие от рассмотренных выше принципиальных схем потенциометрического метода измерения в схемах автоматических электронных потенциометров такие операции, как компенсация т. э. д. с. термопары и введение поправки на изменение температуры холодного спая термопары, осуществляется автоматически.

Различные модификации электронных потенциометров, серийно выпускаемых нашей приборостроительной промышленностью, различают по наличию или отсутствию дополнительных устройств, встраиваемых в корпус прибора (записывающих, сигнализирующих, регулирующих). Но принцип их действия одинаков.

На рис.6 приведена принципиальная схема электронного автоматического потенциометра.

Рис.6. Принципиальная схема электронного автоматического потенциометра.

В схеме приняты следующие обозначения: r₁ - r₃ – постоянное сопротивление плеч измерительного прибора из манганина, определяющие нижний и верхний пределы измерения; r_р – реохорд, обмотка которого выполнена из манганиновой проволоки; r_к – медное или никелевое сопротивление для автоматической коррекции температуры холодного спая, подключаемой к прибору термопары; Б – стабилизированный источник питания мостовой измерительной схемы (стабилизатор напряжения), который встраивается в корпус прибора; ТП – термопара стандартной градуировки, погруженная в контролируемую среду; ВП – вибрационный преобразователь, который служит для преобразования постоянного тока, поступающего с мостовой измерительной схемы в переменный; Тр – трансформатор; ЭУ – электронный усилитель; РД – реверсивный двигатель, ротор которого кинематически связан (условно показано пунктиром) с движком реохорда r_р и показывающей стрелкой ПС, перемещающейся относительно шкалы Шк.

Цепь источника тока измерительной мостовой схемы (батареи Б) состоит из двух ветвей: рабочей, в которую включен реохорд r_р с постоянным сопротивлением r₁ и r_к. Ток от источника Б разветвляется в вершине моста b и через рабочую ветвь протекает ток I₂, а через вспомогательную – ток I₁.

Термопара ТП подключается к автоматическому потенциометру в диагональ моста cd с помощью термоэлектродных (компенсационных) проводов КП, причем концы этих проводов заводятся внутрь корпуса к специальным клеммам, рядом с которыми расположена катушка r_к с обмоткой из медной проволоки. Таким образом, холодный спай термопары t’₀ как бы перенесен внутрь корпуса потенциометра и находится в одинаковых температурных условиях с медной катушкой r_к.

Вибрационный преобразователь и электронный усилитель в схеме электронного потенциометра выполняют функции нуль-гальванометра, т. е. являются индикатором рассогласования.

Если падение напряжения U_cd между точками cи d моста, равное алгебраической сумме падений напряжения на участке реохорда r’_р, на сопротивление r₁ и на сопротивление r_к, равно т. э. д. с. термопары Е_t, то в контуре термопары ток отсутствует (он скомпенсирован) и на вход вибропреобразователя ВП сигнал не поступает. В этом случае имеет место равенство:

Е_t= r_р’I₂+ r₁I₁ – r_rI₁

В результате изменения температуры контролируемой среды величина Е_t изменится и в контуре термопары появится ток небаланса, направление которого будет зависеть от того, больше или меньше станет Е_t по сравнению с U_cd. Этот ток поступит через ВП и ЭУ на реверсивный двигатель РД, Который переместит движок реохорда с в новое положение, изменив величину U_cd так, что она вновь станет равной уже новому значению Е_t. Одновременно переместится показывающая стрелка ПС относительно шкалы Шк, фиксируя новое значение измеряемой температуры.

Термоэлектрический метод измерения температур обладает высокой точностью, но при его использовании может возникнуть ряд погрешностей, основными источниками которых являются: неправильный выбор и установка термопары; отклонение характеристики термопары от стандартной градировочной; неправильный учет температуры холодного спая термопары; несоответствие термоэлектрической характеристики термоэлектродных проводов характеристике термопары.