Лабораторная работа № 6 устройство и эксплуатация быстродействующего самопишущего прибора марки

H320-5 (Н320-3, Н320-9, Н326-3, Н326-5)

1. Цель работы

Приобретение знаний и навыков по назначению, принципу действия, конструкции, основным техническим данным и правилам эксплуатации быстродействующего самопишущего прибора Н320-5 (Б326-3).

2. Общие сведения

В настоящее время приборостроение выпускает большое количество

записывающих устройств, применяемых в практике научных исследований. Для регистрации характера изменения параметров тех или иных технологических процессов в условиях производства весьма удобным является использование быстродействующих самопишущих приборов.

Преимуществом данного типа приборов является то, что запись осуществляется чернилами на движущейся разлинованной бумажной ленте. Процесс записи измеряемого параметра можно наблюдать визуально. Быстродействующий самопишущий прибор предназначен для непрерывной непосредственно видимой записи, одновременно по одному или нескольким независимым каналам, мгновенных значений тока или различных параметров техпроцессов, преобразованных в соответствующие изменения электрического тока. Самопишущие быстродействующие приборы Н320-5 и Н326-3 позволяют вести запись изменяющегося во времени электрического сигнала. Работают они следующим образом:

- изменяющийся во времени электрический сигнал подается на рамку гальванометра, находящуюся в магнитном поле постоянного магнита. На оси рамки установлена чернильница с капиллярным пером. При продвижении диаграммной бумаги под пером-капилляром на ленте вычерчивается график изменения электрического сигнала во времени.

Самопишущие приборы имеют следующие технические данные:

• В самопишущем быстродействующем приборе Н320-3, Н320-5, Н320-9 устанавливается соответственно 3, 5, 9 гальванометров в магнитоэлектрической системе.

• Кроме рабочих гальванометров в самопишущем приборе установлен отметчик времени, наносящий отметки с частотой 10 Гц в виде коротких (1.5...2,5 мм) штрихов, перпендикулярных направлению движе­ния ленты.

Запись производится на диаграммной ленте с тремя, пятью и девятью дорожками шириной 80 мм на приборе Н320-3 и шириной 50 мм на приборах Н320-5, Н320-9.

• Коробка скоростей позволяет осуществить протяжку ленты со скоро­стями: 0,02; 0,1; 0,2: 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10; 50 мм/с.

• Диапазон частоты регистрируемых сигналов составляет от 0 до 100 Гц и зависит от типа гальванометра.

• Питание прибора осуществляется от сети переменного тока, напряжением 220 В.

• Габаритные размеры самопишущего прибора не превышают 175x345x510 мм.

• Вес прибора не превышает 25 кг.

•Максимальная величина отклонения стрелки гальванометра соответствует ширине дорожки на диаграммной ленте.

•Максимальная величина тока в гальванометре зависит от тина и сопротивления рамки.

Измерительный механизм представляет собой обычное магнитоэлектрическое устройство, принцип действия которого основан на использовании закона взаимодействия электромагнитного поля проводника с током, с магнитным полем постоянного магнита (см. рис. 6.1).

Внутренний магнит (1) и наружный магнит (2) изготовлены из сплава АИКО-4 (магнико), магнитопровод (3) из магнитомягкой стали. Подвижная часть состоит из рамки (4) и пишущего устройства в виде капиллярной стрелки (8) и чернильницы (11).

Нижняя опора подвижной части (15) представляет собой пару керн-камень, верхняя (14) - проходная.

Для предохранения измерительных механизмом от повреждений во время транспортировки, а также для увеличения срока их службы подвиж­ная часть установлена на пружинящей нижней опоре.

Измерительный механизм снабжен специальным винтом (9), служащим для регулировки силы нажима конца капиллярной стрелки на диаграмму; коррективом (13), обеспечивающим перемещение конца капиллярной стрелки на полный рабочий угол; ориентиром (7), служащим одновременно для подъема конца капиллярной стрелки над диаграммой.

Измерительный механизм является сменным узлом прибора. Для удобства смены измерительного механизма он снабжен специальными держателями (10).

Крепление измерительного механизма в приборе осуществляется при помощи цилиндрической направляющей (5) и специального винта (6). Пишущее устройство измерительного прибора выполняется съемным.

При подключении электрического тока рамка вместе с чернильницей и пером отклоняется от нулевого положения.

При движении диаграммы на ней записывается величина данного сигнала.

Величина динамических погрешностей зависит от скорости изменения записывающего процесса и динамических свойств измерительного механизма.

Динамические свойства измерительного механизма определяются частотой собственных колебаний подвижной части f₀ и степенью успокоения β.

Рис. 6.1. Измерительный механизм

Для обеспечения минимальных погрешностей при записи в динамическом режиме необходимо, чтобы внутреннее сопротивление источника сигнала соответствовало величине внешнего сопротивления , значение которого приведено в табл. 6.1. Если это условие не выполняется, то степень успокоения будет отлично от практически оптимального значения (β= 0,65±0,05.

Таблица 6.1

	Частота соответствующих колебаний, Гц
	5		10		15
	Ток полного отклонения на ширину канала (мА)	Внешнее сопро- тивление	Ток полного отклонения на ширину канала (мА)	Внешнее сопро- тивление	Ток полного отклонения на ширину канала (мА)	Внешнее сопро- тивление
840	2.5	3200	10	1400	40	150
210	5	800	20	350	80	40

В случае, если нельзя точно подобрать величину и , производят согласование путем введения дополнительных элементов, как показано на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Схема согласования

При этом, однако, имеет некоторое место уменьшение чувствительности, которое тем больше, чем больше отличие внутреннего сопротивления R_u источника сигнала от величины внешнего сопротивления измерительного механизма, R_вн.

В случае, когда не выполняется условие согласования, т. е. степень успокоения подвижной части измерительного механизма отличается от оп­тимального значения, возможно возникновение значительных динамиче­ских погрешностей записей.

Схема протяжки диаграммы представлена на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Схема протяжки диаграммы

Протяжка диаграммы осуществляется за счет сцепления ее с ведущим барабаном (4). Прижим диаграммы к ведущему барабану обеспечивается роликами (2).

Использованная диаграмма (1) сматывается на приемную катушку (3) или свободно выбрасывается наружу.

Лентопротяжный механизм обеспечивает протяжку диаграммы со следующими скоростями: 0,02; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 10; 50 мм/с.

На левую стенку прибора выведена ось, на которую одевается ручка, обеспечивающая возможность частичной перемотки диаграммы на лентоподающую катушку. При обратной перемотке все кнопки редуктора должны быть отключены.

Прибор имеет устройство для ориентированного определения количества диаграммы на лентоподающей катушке. Устройство расположено на средней стенке прибора и снабжено шкалой, градуированной в метрах.

Принципиальная схема прибора Н320-5 приведена на рис. 6.4. где -реле РЭС-10; - отметчик времени; r - реохорд ГП-3 для согласования внутреннего сопротивления с внешним; ДВ - синхронный гистерезисный электродвигатель Г-31; С - конденсатор для сдвига фаз; В - выпрямитель; Т_р - автотрансформатор; Т₁ и Т₂ - переключатель типа "Тумблер"; K₁-контакты реле РЭС-10; К₂ - контакт сигнализации "конец бумаги"; ИМ -измерительный механизм; Ш₁ и Ш₂ - штепсельные разъемы.

Рис. 6.4 Принципиальная схема прибора

Прибор снабжен отметчиком времени. Конструктивно он представляет собой электромагнитные реле поворотного типа.

На оси реле жестко закреплен якорь и держатель с пишущим устройством. При отсутствии сигнала метки времени капилляр пишущего устройства наносит на движущуюся диаграмму нулевую линию.

При подаче сигнального напряжения 4,5 В постоянного тока на входную цепь отметчика времени контакты 11, 12, реле РЭС-10 срабатывает, замыкая обмотку возбуждения электромагнитного реле поворотного типа, пишущее устройство которого на движущейся диаграмме наносит линию, отстоящую от начальной на 1,5...2,5 мм.

В приборе имеется устройство для подключения сигнализация об окончании диаграммы на лентопротяжной катушке. При окончании диа­граммы кулачок, расположенный на рычажке устройства для определения количества бумаги, замыкает контакты сигнального напряжения переменного тока 2,5 В, которое подается на клемы: 13-14 штепсельного разъема.

Подключение измерительных механизмов прибора и отметчика времени производится при помощи разъема.

Подключение цепи питания самописца осуществляется при помощи шнура, входящего в комплект поставки.

Включение измерительных механизмов и приводного двигателя осуществляется при помощи тумблеров, расположенных на верхней панели прибора.