Приборы уравновешивающего преобразования

Равновесные измерительные мосты использу­ются как универсальные приборы для определения параметров электрических цепей и как автоматические электронные при­боры для измерений неэлектрических величин в комплекте с па­раметрическими преобразователями.

Состояние равновесия моста, т. е. состояние, когда /_ук=0, достигается при соблюдении равенства нулю в выражении (9-11) числителя дроби, т. е.

1_Х1_Ъ—Z₂Z₄ = 0. (9-12)

Для плеч, состоящих из резисторов с активными сопротив­лениями, зависимость (9-13) упрощается:

RiRs=R*R+ (9-13)

Это равенство может быть обеспечено путем изменения со­противления одного, двух или трех плеч. Для увеличения чув­ствительности равновесных мостов с параметрическими преоб­разователями для уравновешивания применяют переменный ре­зистор, включенный между соседними плечами моста (в одно из которых помещен параметрический преобразователь) и созда­ющий равнозначные, но противоположные по знаку изменения сопротивлений этих плеч. Подобная схема уравновешивания мостовой цепи приведена на рис. 9-12.

Условие равновесия при изменении сопротивления резистора (например, R1) на величину ±APi

[(Я, ± ДЯЛ + (Я_Р + АЯ_Р)]:Я₃ = Я/(Я₂ ± АЯ_Р) (9-14)

^или АЯ_Р= *' АЯ1 (9-15)

показывает, что сопротивление переменного резистора может служить мерой изменения Яь т. е. ±АЯ1 (или ±ДЯтс), а чув­ствительность больше, чем при изменении сопротивления одного из плеч.

Уравновешивание как в мостах, так и в потенциометрах осу­ществляется автоматически с помощью исполнительного узла интегрирующего типа, в качестве которого в этих приборах вы­ступает реверсивный двигатель. При малых значениях разба­ланса моста At/, пока сохраняется линейная зависимость между скоростью двигателя и приложенным к нему напряжением, угол поворота двигателя является интегралом от значения AU и двигатель можно рассматривать как интегрирующее звено.

320

Обратная цепь,,^"

Рис. 9-13

Поэтому автоматические электронные приборы с реверсив-_м двигателем для автоматизации операции уравновешивания представляют собой следящие астатические устройства уравно­вешивания.

Автоматические электронные приборы, мосты и потенцио­метры со следящим астатическим уравновешиванием по одному параметру нашли широкое применение в технологических из­мерительных комплектах (см. гл. 2) [30, 46].

Структурная схема автоматических электронных приборов уравновешивания типа мостов, потенциометров и на их основе потенциометров-миллиамперметров приведена на рис. 9-13.

Как все приборы уравновешивающего преобразования со следящим астатическим уравновешиванием (гл. 2), они содер­жат прямую и обратную цепи ОЦ. На входе приборов, где про­изводится уравновешивание измеряемой величины X измери­тельным сигналом обратной цепи Х$ (см. рис. 2-1) необходима измерительная цепь сравнения ИЦС АХ=Х—Х_р.

В качестве цепи сравнения используется мостовая измери­тельная цепь, в мостах — равновесная, в потенциометрах — не­равновесная. В результате выявленная в ИЦС разница АХ по­ступает на электронный нуль-индикатор ЭНИ, состоящий из электронного усилителя напряжения ЭУН и электронного уси­лителя мощности ЭУМ, обладающего свойством фазочувстви-тельности. Для исключения дрейфа нуля, присущего усилителям постоянного тока, и обеспечения большого коэффициента уси­ления усилители всех автоматических приборов работают на переменном токе.

Исполнительным устройством, осуществляющим операцию автоматического уравновешивания, является реверсивный дви­гатель РД (интегрирующее звено), который воздействует на устройство обратной связи до тех пор пока разность между измеряемой и уравновешивающей величинами не станет равной нулю (Д£/=0), точнее, порогу чувствительности нуль-индикатор ЭНИ. Порог чувствительности нуль-индикатора определяется двумя составляющими. Во-первых, это случайная погрешность из-за наличия в двигателе порога трогания, приведенная ко