Методические указания к практическим занятиям 2004 (стр. 4 из 15)

Программа расчёта измерительной схемы моста представлена в приложении 1.

В таблице 2.1 приведены варианты заданий.

Таблица 2.1

Тип термосопротивления	Пределы шкалы, °С	I, A	U, B
1. ТСП, гр. 21	0 – 300	0,007	6,3
2. ”	-50 – 400	0,007
3. ”	0 – 500	0,007
4. ”	0 – 650	”
5. ”	300 – 650	0,008
6. ”	200 – 400	”
7. Гр. 100 П	-20 – -70	”
8. Гр. 100 П	-100 – -300	0,008
9. ”	-50 – 250	”
10. ”	400 – 650	”
11 Гр. 10 П	-50 – 100	0,007
12. ”	100 – 400	”
13. ”	200 – 500	”
14. ”	300 – 600	”
15. ”	500 – 600	”
16. ТСМ, гр. 23	-50 – 100	0,008
17. ”	-25 – 25	”
18. ”	-50 – 50	”
19. ”	0 – 180	”
20. Гр. 10 М	50 – 150	0,007
21. ”	20 – 70	”
22. ”	100 – 150	”
23. Гр. 100 М	-20 – 80	”
24. ”	-10 – 40	0,008
25. ”	0 – 150	”

Постоянные сопротивления:

; ; ; ; .

2.3 Расчёт измерительной схемы автоматического потенциометра

Цель практического занятия – освоение методики расчёта элементов измерительной схемы автоматического электронного потенциометра, а также изменение пределов измерения потенциометра на заданный интервал температур.

Измерительная схема автоматического электронного потенциометра показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2

Рисунок 2.2 – Принципиальная схема одноточечного автоматического потенциометра: ИМ – измерительный мост; ЭУ – электронный усилитель; РУ – регистрирующее устройство; РД – реверсивный двигатель; СД – синхронный двигатель.

Принцип действия потенциометра основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой т.э.д.с. известной разностью потенциалов. Эта разность потенциалов создаётся в потенциометре от источника стабилизированного питания (ИПС).

Напряжение, компенсирующее измеряемую э.д.с. термоэлектрического преобразователя, в схеме на рисунке 2.2 получается как разность потенциалов между точками

и . Потенциал точки определяется положением движка реохорда, а потенциал точки зависит от температуры свободных концов термоэлектрического термопреобразователя (ТЭГ). Это позволяет осуществить автоматическое введение поправки на изменение э.д.с. ТЭП, вызываемое отклонением температуры свободных концов его от 0°С.

Все резисторы измерительной схемы, кроме

, изготовлены из магнитной проволоки.

Принцип работы потенциометра заключается в непрерывном уравновешивании измеряемой э.д.с.

термоэлектрического термометра напряжением между точками и мостовой схемы. Если не равна , то сигнал разбаланса подаётся на вход усилителя ЭУ. Двигатель РД будет перемещать через систему кинематической передачи движок реохорда и отсчётное устройство, изменяя напряжение до тех пор, пока оно не уравновесит измеряемую т.э.д.с. Диаграмма перемещается синхронным двигателем СД. В момент компенсации измеряемой т.э.д.с. положение указателя определяет значение измеряемой температуры, которое записывается на диаграмму.

Переградуировка потенциометра состоит в изменении величины некоторых сопротивлений измерительной схемы моста так, чтобы падение напряжения на реохорде

соответствовало характеристике термопары в выбранных пределах измерения.

При переградуировке прибора изменяют величины сопротивлений

, и . Сопротивление заменяют только при изменении градуировки термопары. Остальные сопротивления измерительной схемы не изменяют.

Для расчёта измерительной схемы потенциометра должны быть заданы минимальный

и максимальный пределы измерения температуры в и тип термопары.

Расчёт элементов измерительной схемы потенциометра производят следующим образом. Зная пределы измерения и тип термоэлектрического преобразователя (ТЭП), необходимо по градуировочным таблицам найти минимальную

и максимальную т.э.д.с. ТЭП при температуре свободных спаев, равной .

При изменении

движок реохорда должен находиться в точке , соответствующей началу шкалы. В этом случае т.э.д.с. ТЭП уравновешивается разностью потенциалов точек и измерительной схемы потенциометра, т.е. падением напряжения на сопротивлении и сопротивлении при , равном :

(2.9)

Из уравнения (2.9) можно определить величину сопротивления

, предназначенного для подгонки нижнего предела измерения прибора :

. (2.10)

При измерении

движок реохорда должен находиться в точке , соответствующей концу шкалы. При этом т.э.д.с. ТЭП уравновешивается разностью потенциалов точек и , т.е. падением напряжения на общем сопротивлении реохорда и сопротивлениях и или падением напряжения на сопротивлениях и :

(2.11)

или

. (2.12)

Из уравнения (2.12) находим величину сопротивления

, предназначенную для подгонки верхнего предела измерения прибора:

. (2.13)

Вычитая уравнение (2.9) из уравнения (2.11), получим:

,

откуда

. (2.14)

Из уравнения (2.14) следует, что разность т.э.д.с., соответствующая верхнему и нижнему пределам шкалы, равная диапазону измерения прибора, пропорциональна величине общего сопротивления реохорда. Следовательно, изменить пределы измерения потенциометра можно изменением общего сопротивления реохорда

, состоящего из трёх параллельно включённых сопротивлений и и определяемого по уравнению