книги / Теплотехнические измерения и приборы

Предел допускаемой основной погрешности преобразователя не должен превышать 1% номинального значения взаимной индуктивно­ сти. Относительное значение остаточной взаимной индуктивности преобразователя ДТП не должно превышать ±1% нормированного значения взаимной индуктивности.

Рассмотрим принципиальную схему дистанционной передачи сигнала измерительной информации первичного прибора на вторич­ ный прибор с помощью унифицированных дифференциально-транс-

Рис. 8-4-7. Принцйпиальная измерительная схема дистанционной передачи сиг­ нала измерительной информации с использованием взаимозаменяемых преобра­ зователей ДТП.

форматорных преобразователей, показанную на рис. 8-4-7. На схеме приняты следующие обозначения: ПП — первичный прибор; ДТП — передающий преобразователь первичного прибора; ВП — вторичный прибор; ДТП-4— компенсационный преобразователь вторичного прибора; КО — корректор нуля, состоящий из обмотки ДО и регу­ лируемого резистора R3\ КП— кнопка контроля исправности вто­ ричного прибора; РД — реверсивный двигатель, выходной вал кото­ рого кинематически соединен с профилированным кулачком (линей­ ным или квадратичным) и рычагом, соединенным с сердечником ком­ пенсирующего преобразователя; # 4С4— фазосдвигающая цепочка, служащая для согласования фаз напряжения небаланса измеритель­ ной схемы с напряжением сети и для уменьшения погрешности за счет остаточного напряжения U0ZT. Остальные обозначения соот­ ветствуют принятым выше.

Первичные обмотки передающего ДТП и компенсирующего ДТП-4 преобразователей соединены последовательно и питаются

переменным током напряжением 24 В, частотой 50 Гц от специаль­ ной обмотки силового трансформатора усилителя. Вторичные об­ мотки преобразователей соединены по компенсационной схеме.

Принцип действия измерительной схемы ничем не отличается от рассмотренного выше.

Линия связи между первичным и вторичным приборами, имеющая сопротивление каждой жилы не более 5 Ом и емкость между каж­ дой парой жил не более 0,02 мкФ, не вносит дополнительной по­ грешности. Для рекомендуемых заводом-изготовителем приборов к применению типов кабелей это соответствует длине линии примерно 250 м. Увеличение длины линии связи вызывает изменение выход­

ного сигнала не более 0,1% на каждые последующие 100 м. Корректировку нуля производят с помощью движка регули­

кулачком. Вторичные приборы указанных типов выпускаются также с пределами изменения взаимной индуктивности между выходной цепью и первичнойобмоткой преобразователя, равными 10—0—ЮмГ.

Кроме рассмотренных выше взаимозаменяемых дифференциально­ трансформаторных преобразователей изготовляются также уни­ фицированные передающие преобразователи других типов.

Схема устройства дифференциально-трансформаторного пере­ дающего преобразователя типа ПД Харьковского завода КИП пока­ зана на рис. 8-4-8. Передающий преобразователь состоит из'двух раздельных катушек, закрепленных на немагнитной разделитель­ ной трубке 4 с некоторым зазором Н. На этих катушках размещены две секции 1 и 3 первичной обмотки, включенные согласно, и две секции 5 и 7 вторичной (выходной) обмотки, включенные встречно. В зазоре Н между катушками находится пружина 2, которая обес­ печивает определенное фиксированное их положение. Внутри не­ магнитной трубки имеется подвижный сердечник 6, который с по­ мощью немагнитного штока 8 соединяется с чувствительным эле­ ментом первичного прибора. Сердечник из среднего (нейтрального) положения может перемещаться вверх и вниз на нормированное

расстояние. Катушки преобразователя ПД снабжены экранами (на рис. 8-4-8 не показаны).

Передающие преобразователи типа ПД изготовляют в трех модификациях: ПДЗ, ПД4 и ПД5 с номинальным рабочим ходом сердечника из среднего положения ±1,6; ± 2 и ±2,5 мм соответ­ ственно. Параметры обмоток катушек этих преобразователей вы­ браны так, что их характеристики при токе питания 320 мА, 50 Гц (напряжение 12 В) одинаковы. Пределы изменения модуля взаимной индуктивности Ми между первичной и вторичной обмотками преоб­ разователей ПД в диапазоне ра­

чего хода сердечника не превы­ шает 0,5% номинального значения модуля взаимной индуктивности.

При градуировке взаимозаменяемых первичных приборов значение Мн передающего преобразователя ПД можно изменять, воздействуя на зазор Я между катушками. На рис. 8-4-9 характеристика 1 со­ ответствует некоторому среднему зазору Я между катушками, ха­ рактеристика 2— зазору Я меньше среднего, а 3—зазору Я боль­ ше среднего.

Дифференциально-трансформаторные преобразователи типа ПД используются только в первичных приборах, например в мембран­ ных дифманометрах (гл. 12), ротаметрах и т. п.

Первичные приборы с передающими преобразователями типаПД комплектуются с взаимозаменяемыми вторичными приборами типов ВФС и ВФП, снабженными ферродинамическими преобразователями типа ПФ2 (§ 8-5),

8-5. Ферродинамические преобразователи и схемы дистанционной передачи

Ферродинамические преобразователи применяются для преоб­ разования в измерительных устройствах угловых перемещений в унифицированный выходной электрический сигнал переменного тока. Преобразователи этого типа, разработанные СКБ САУ под руководством К. И. Диденко и изготовляемые Харьковским заводом КИП, используются в измерительных устройствах (первичных при­ борах, вторичных приборах и более сложных средствах измерений) в качестве передающих, компенсирующих или решающих элементов [17].

Взаимозаменяемый ферродинамический преобразователь типа ПФ (рис. 8-5-1) содержит магнитопровод 1, у которого вверху во

одновременно служат для выбора люфта в этой паре. Сектор 9 снабжен специаль­ ным эксцентриковым устройством с винтом 12, с помощью которого можно пово­ рачивать сектор на небольшой угол относительно выходной оси 3, При этом шес­ терня и рамка также будут поворачиваться на некоторый угол. Сектор, поверну­ тый винтом эксцентрика, удерживается в установленном положении с помощью двух плоских пружин 8. Эксцентриковым устройством пользуются при наладке преобразователей для получения необходимых их характеристик. К выходной оси преобразователя крепится сектор 2, соединяющий ее с внешней осью 1 первичного прибора. Для выбора люфта в этой кинематической цепи служит цилинд­ рическая пружина 6 . Один конец этой пружины крепится к стойке 5, укреп­ ленной на плите 4, а другой — к втулке 7, сидящей на выходной оси преобразо­ вателя.

Преобразователь закрыт стальной крышкой, которая является экраном. В этой крышке сделаны отверстия, нормально закрытые щитками, для доступа к винтуэксцентрика 12 и плунжеру8 (рис. 8-5*1). Наладку преобразователей необ­ ходимо производить только с надетой и закрепленной крышкой.

Рис. 8-5-2. Кинематическая схема соединенияосирам­ ки с выходной осью преобразователя типа ПФ.

На рис. 8-5-3 показаны принципиальные электрические схемы ферродинамического преобразователя типа ПФ без обмотки смеще­ ния (а) и с обмоткой смещения (б).

Магнитопровод преобразователя типа ПФ в отличие от ранее выпускаемых преобразователей ПФ замкнут по внешнему контуру.

повороте рамки от нуля (при совпадении плоскости рамки с магнит­ ной нейтралью НН) до максимального значения (при повороте рамки от магнитной нейтрали НН на угол çc20 = ±20°). Взаимная индук-

Изменение значения взаимной индуктивности М, а следовательно, и выходной э. д. с. Е (рис. 8-5-4) взаимозаменяемых преобразова­ телей ПФ в пределах IV—II—1Г и / / / '—III—I I I 4 можно осуществлять изменением ширины зазора 7 (рис, 8-5-1) как при питании преобразователя от источника стабилизированного тока, так и от источника напря­ жения с последовательно вклю­ ченным сопротивлением, равным полному сопротивлению обмотки (обмоток) возбуждения преобра­ зователя соответствующей моди­ фикации. При повороте плунже­ ра 8 (рис. 8-5-1) на пол-оборота в одну или в другую сторону от среднего положения относитель­ ное изменение взаимной индук­ тивности, а следовательно, и

регулировочное устройство, которое обеспечивает возможность параллельного смещения характеристики путемповорота рамки в за­ зоре 5 (рисч 8-5-1) в пределах 12° с помощью винта эксцентрика и

На рис. 8-5-5 показана принципиальная схема дистанционной передачи сигнала измерительной информации первичного прибора ПП на вторичный прибор ВП с использованием ферродинамических

Первичная обмотка преобразователя ПД и обмотка возбужде­ ния преобразователя ПФ-2 соединены последовательно и питаются переменным током напряжением 24 В, 50 Гц. Выходная обмотка преобразователя ПД и обмотка рамки преобразователя ПФ-2 соединены по компенсационной схеме.

Действие измерительной схемы дистанционной передачи с ис­ пользованием передающего преобразователя ПД в первичном при­ боре и компенсирующего преобразователя ПФ-2 во вторичном приборе аналогично действию рассмотренной схемы дистанционной передачи с применением преобразователей ПФ-2.

Врассмотренных схемах дистанционной передачи (рис. 8-5-5

и8-5-6) в качестве вторичного прибора ВП применяют миниатюр­ ные показывающий типа ВФП или самопишущий типа ВФС. Эти приборы могут быть снабжены двумя выходными преобразовате­ лями ПФ, ПС или ПП, а также контактным устройством для сигна­ лизации или регулирования.

8-6. Механоэлектрические передающие преобразователи

Механоэлектрические передающие преобразователи типа МП-Л, разработанные СКВ ЭАУС, изготовляются в виде отдельного блока, устанавливаемого как дополнительное устройство в дифманометрах ДС, манометрах и других приборах, выпускаемых казанским заво­ дом «Теплоконтроль», для преобразования их сигнала измеритель­ ной информации в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 0—5 мА.

Рис. 8-6-1. Принципиальная схема механоэлектрического передающего преобразователя типа МП-Л.

Принципиальная схема механоэлектрического передающего пре­ образователя типа МП-Л приведена на рис. 8-6-1. Угловое переме­ щение выходной оси 1 первичного прибора 2, кинематически связан­ ной с его чувствительным элементом, преобразуется при помощи кривошипа 3 и тяги в поступательное перемещение с одновремен­

ным преобразованием его цилиндрической пружиной 4 в усилие, прикладываемое к левому плечу коромысла 6. На другом плече коромысла укреплен дюралюминиевый флажок 7, к которому жестко прикреплена рамка 8 обратной связи. Флажок преобразователя находится в высокочастотном поле катушки индуктивности L, вы­ полненной в виде однорядной плоской спирали. Катушка индук­ тивности с_ конденсатором С образуют базовый контур L—С

генератора Г .

При перемещении коромысла, а вместе с тем и флажка, изменя­ ются индуктивность катушки, а следовательно, и параметры кон­ тура L—С, что приводит к изменению режима работы генератора и постоянного напряжения на нагрузочном сопротивлении генера­ тора. Выходной сигнал генератора усиливается усилителем посто­

янного тока.

В выходную цепь усилителя постоянного тока включены обмотка рамки обратной связи, калиброванный резистор RK и резистор внешней нагрузки R„ (вторичных приборов и линий связи). Обмотка рамки находится в кольцевом зазоре, образованном сер­ дечником 10 и полюсной накладкой 12. Между основанием сердеч­ ника и полюсной накладкой расположен постоянный магнит 11, имеющий форму усеченного конуса. При протекании тока через обмотку рамки обратной связи она будет втягиваться в зазор, создавая усилие q0. с, а следовательно, и момент, противодействую­ щий моменту, создаваемому усилием q цилиндрической пружины при .ее растяжении. Изменение выходного тока усилителя будет происходить до тех пор, пока эти моменты не уравняются.

Внутри постоянного магнита предусмотрен шунт 9, который можно перемещать вдоль сердечника 10 с помощью специальных винтов (на рис. 8-6-1 не показаны), изменяя индукцию в за­ зоре, а вместе с тем и диапазон выходного сигнала преобразова­ теля.

Калиброванный резистор RKпредназначен для контроля работы преобразователя с помощью переносного потенциометра постоян­ ного тока (без выключения его из работы). Этот резистор может быть также использован для получения унифицированного выход­ ного напряжения постоянного тока 0—100 мВ.

Подвижная система преобразователя должна находиться в поло­ жении безразличного равновесия, что достигается балансировкой с помощью груза 5. Подвижная система преобразователя электриче­ ски изолирована с помощью прокладок от металлических его частей для устранения гальванической связи с землей.

Суммарное сопротивление внешней нагрузки R a преобразова­ теля, обусловленное подключением вторичных приборов, регулирую­ щих приборов, информационно-вычислительных машин и линиями связи дистанционной передачи, не должно превышать 2,5 кОм.

В качестве вторичных приборов могут быть использованы милли­ амперметры типа КПУ, КСУ и другие приборы, рассчитанные на унифицированный входной сигнал постоянного тока 0—5 мА.