2 Конструкция.
Мостовая измерительная схема имеет диагонали а — b и с — d. К диагонали с — d подано напряжение 6,3В переменного тока от одной из вторичных обмоток силового трансформатора усилителя. С диагонали мостовой схемы а — b снимается напряжение разбаланса Uab и подается на вход усилителя.
Плечи моста образованы резисторами Ra, Rc, Rkl, Rk2, термометром сопротивления Rt и сопротивлениями реохорда Rp = rp1 + rp2.
Основным узлом измерительной схемы является реохорд. Он имеет две спирали, уложенные в канавки пластмассового круглого корпуса, который служит основанием реохорда. Спирали выполнены из проволоки сплава ПД-В-20 (палладий — вольфрам). Сопротивление обмотки реохорда для всех градуировок и пределов шкал одинаково и составляет приблизительно 130 Ом. Одна спираль с сопротивлением RP является рабочей спиралью, вторая спираль, обозначенная буквой Т, — токоотводящая. Она зашунтирована перемычкой. Токосъемник реохорда Т имеет сопротивление такое же, как и обмотка реохорда, и для уменьшения наводок от магнитных полей зашунтирован перемычкой (закорочен). Между спиралями расположен подвижный контакт а, разделяющий реохорд RP на два сопротивления rp1 и rp2, входящие в смежные плечи мостовой измерительной схемы. Подвижный контакт а выполнен из сплава золото — серебро — медь. Рабочая спираль реохорда шунтируется сопротивлением Rш, которое подбирают отдельно для каждого реохорда в зависимости от градуировки и пределов измерения.
Для точной подгонки сопротивления шунтирующего реохорда служит манганиновая проволока сопротивлением r в виде петли (шлейфа). Ветви этой петли соединяются передвижным ползунком, перемещая который, можно изменить сопротивление r до необходимой величины, компенсируя износ рабочей спирали реохорда. После перемещения ползунка по петле он должен быть тщательно закреплен или запаян.
Для подгонки внешнего сопротивления Rвн до величины, указанной на шкале прибора, имеются уравнительные катушки Rк1, Rк2 с начальным сопротивлением каждой, равным 2,5 Ом. Резистор Rб, включенный в диагональ питания мостовой схемы, служит для ограничения тока в измеряемой схеме.
В корпусе прибора имеется переключатель, который может занимать две позиции: «работа», «контроль». Позиция переключателя «работа» соответствует измерению температуры, а при установке переключателя в положение «контроль» производится проверка исправности моста. В положении «работа» разомкнуты контакты 1—3, 2—3, 4—5, а термопреобразователь сопротивления Rt включен в плечо а — d мостовой измерительной схемы.
Уравнение равновесия мостовой измерительной схемы без учета ветви, шунтирующей реохорд r + Rш + r и сопротивления проводов, будет иметь следующий вид:
Rс (rр1 + Rк1 + Rt) = (Rа + rр2) (Rв + Rк2). (4.2)
3 Принцип действия.
При изменении температуры в месте установки термометра сопротивления Rt сопротивление его также изменяется. Это приводит к разбалансу мостовой измерительной схемы, и на вход усилителя с диагонали а — b подается напряжение небаланса Uab. В усилителе оно усиливается и подается на управляющую обмотку двигателя Д-32. Ротор двигателя через редуктор перемещает контакт а по реохорду, изменяя соотношение сопротивлений rp1 и rp2 до тех пор, пока мостовая схема не придет в равновесие. Так как ротор двигателя механически соединен с показывающей и записывающей стрелками, то каждому положению контакта на реохорде будет соответствовать определенное положение стрелок на шкале, по которой отсчитывается измеряемая величина.
При установке переключателя в положение «контроль» замыкаются контакты 1—3, 2—3, 4—5. Вследстствие замыкания контактов 1—3, 2—3 от измерительной схемы отключается термопреобразователь сопротивления Rt вместе с проводами, соединяющими его с измерительной cxeмой. Так как контакты 1, 2, 3 соединились вместе, то точка d диагонали c — d переносится к соединившимся контактам 1, 2, 3. Замыкание контакта 4—5 вызовет подключение сопротивления RП параллельно резистору Rв.
Равновесие мостовой измерительной схемы нарушается, возникает напряжение небаланса Uab и подается на усилитель. Там оно усиливается, подается на управляющую обмотку двигателя Д-32. Двигатель будет перемещать подвижный контакт а по реохорду и показывающую и записывающую стрелки. При исправном приборе перемещение контакта стрелок закончится (мостовая схема придет в равновесие) тогда, когда показывающая стрелка остановится против контрольного индекса. Для усиления напряжения небаланса в мостах КСМ3 применяют полупроводниковые усилители.
В зависимости от модификации приборов типа КСМЗ-П в них могут встраиваться контактное сигнализирующее устройство, 100%-ный задатчик, позиционное регулирующее устройство, передающие преобразователи, струнный, пневматический.
Контрольные вопросы
1 Для чего предназначен автоматический мост КСМ3-П?
2 Из каких основных элементов состоит автоматический мост КСМ3-П?
3 Записать уравнение равновесия мостовой измерительной схемы моста КСМ3-П.
4 Пояснить принцип действия автоматического моста КСМ3-П.
Литература
1 Старостин В.А. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в промышленности строительных материалов.- М.; Стройиздат, 1988. [стр. 48 - 50]
2 Старостин В.А. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в промышленности строительных материалов.- М.; Стройиздат, 1980. [стр. 126 - 131]
Лекция № 15
4.3. АВТОМАТИЧЕСКИЕ МОСТЫ ТИПОВ КСМ1, КСМ2, КСМ4
План
1 Назначение.
2 Конструкция.
3 Принцип действия.
1 Назначение
Автоматические мосты КСМ1, КСМ2, КСМ4 являются показывающими и регистрирующими приборами с регистрацией показаний на ленточной диаграмме. Они применяются для измерения температуры при работе в комплекте с термопреобразователями сопротивления. Автоматические мосты не отличаются по принципу работы друг от друга и состоят из тех же узлов, что и мост с дисковой диаграммой КСМЗ-П.
2 Конструкция.
На рис. 4.3 приведена электрическая схема моста КСМ2 и возможные выходные устройства, реостатный преобразователь, сигнализирующие и регулирующие устройства. Измерительная схема его имеет диагонали с—d и а—b. К диагонали с—d измерительной схемы через ограничивающее сопротивление Rб подается напряжение переменного тока 6,3В от вторичной обмотки силового трансформатора усилителя УПД2 (клеммы 1 и 2). Реохорд Rр шунтируется сопротивлением Rш, которое подбирают в зависимости от градуировки и пределов измерения. Величины постоянного резистора Rп и подгоночного rп зависят от верхнего предела измерения. Резисторы Rd и rd. предназначены для подгонки начала шкалы прибора, резисторы Rл служат для подгонки сопротивления соединительных проводов до 2,5 Ом. Диагональ а—b измерительной схемы подключена ко входу усилителя.
Термопреобразователь сопротивления Rt включен в плечо с—b.
