Лабораторная работа №11в Электронный автоматический мост

1. Лабораторный стенд

Основу лабораторного стенда составляет электронный автоматический мост типа КСМ-3 с дисковым самописцем и круглой шкалой, имеющий следующие характеристики.

Напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 В.

Частота питающей сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Гц.

Основная погрешность прибора . . . . . . . . . . . . . . . . . . ± 0,5 %

Погрешность записи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ± 1,0 %

Мощность, потребляемая прибором . . . . . . . . . . . . . . . .60 Вт.

Пределы измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(0-100) ºС.

Прибор рассчитан на работу с медным термометром сопротивления градуировки «23» (в дальнейшем - датчик).

Датчики при проведении работы имитируются магазином сопротивления, что позволяет «воспроизводить» любую температуру в заданном диапазоне при использовании как медных, так и платиновых термометров сопротивления (ТС)

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 1.

В основу работы схемы положен принцип измерения сопротивления с помощью равновесного моста, работа которого подробно описана в литературе, приведенной в конце методических указаний (см., например, [1]). Здесь же отметим, что мостовую схему образуют постоянные резисторы R₁ и R₂ (опорная ветвь моста), а также датчик R_τ, реохорд R_p с шунтом R_ш и резистором R_к и сопротивление R_н (измерительная ветвь моста). Сопротивления R_л в цепи датчика используются для частичной компенсации влияния сопротивлений соединительных проводов на показания прибора.

Подключение датчика R_τ осуществляется по трехпроводной схеме, что значительно снижает температурную погрешность, возникшую из-за воздействия температуры окружающей среды на значение сопротивлений линии связи датчика с прибором.

Питается мостовая схема от источника переменного тока с частотой 50 Гц. Напряжение питания U_п = 6,3В подключено к точкам «c» и «d» мостовой схемы, а с точек «a» и «b» снимается напряжение разбалланса моста U₀ , которое подаётся на усилитель и далее на исполнительный двигатель М1. Двигатель М1 перемещает указатель (5) вдоль шкалы (4) и перо самописца (6). Двигатель М2 перемещает диаграммную бумагу (7). Кроме того, двигатель М1 перемещает движок реохорда R_p , что приводит к уравновешиванию мостовой схемы. Механические связи на рис. 1 показаны пунктиром (сплошными линями показаны электрические цепи).

Для исследования различных вариантов работы прибора и для возможности его переградуировки в измерительную схему моста внесены изменения и сделаны отводы от ряда точек моста, которые выведены на переднюю панель прибора под клеммы (клеммы пронумерованы от №1 до №9). Внесенные изменения представлены на рис. 2. Для восстановления стандартной мостовой схемы необходимо клеммы 5, 6, и 7 замкнуть между собой. Порядок подключения к прибору датчика по 2-х и 3-х проводным схемам, а так же дополнительных сопротивлений подробно рассмотрен ниже в последующих пунктах методических указаний.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема автоматического электронного моста типа КСМ-3

Р ис. 2. Измерительная схема лабораторного автоматического электронного моста

Стандартная мостовая схема имеет следующие параметры:

R₁ = 71,3 Ом; R₃ = 20 Ом;

R₂ = 300 Ом; R₄ = 300 Ом;

R_л = R_с = 2,5 Ом; = 202 Ом.

Через обозначено сопротивление, эквивалентное сопротивлению цепи при параллельном соединении реохорда R_p и шунта R_ш.