Файл: Лаб работа Автоматика 1.pdf

В случаях, когда колебания температуры окружающей среды велики и погрешность за счет изменения RПР может достигать значительной величины, применяется трехпроводная схема включения термопреобразователя сопротивления (рисунок 3.2.2). При таком соединении сопротивление одного провода прибавляется к сопротивлению Rt, а сопротивление второго провода — к переменному сопротивлению RP. Уравнение равновесия моста принимает вид

Из уравнения (3.2.2) следует, что в трехпроводной схеме сопротивление соединительных проводов не влияет на результаты измерения при равенстве R1=R2.

Логометр — прибор магнитоэлектрической системы, используется для измерения температуры в комплекте с термпреобразователями сопротивления. Логометры выпускаются обычно с градуировкой шкалы в градусах Цельсия. Температурная шкала логометра действительна только для определенной градуировки термометра сопротивления и заданного значения сопротивления внешних соединительных проводов.

Измерительный механизм логометра состоит из 2 рамок, расположенных под некоторым углом одна к другой и жестко скрепленных между собой. Рамки помещены в воздушный зазор между полюсами постоянного магнита и сердечником. Воздушный зазор между полюсами постоянного магнита и сердечником сделан неравномерным и поэтому магнитная индукция в зазоре не постоянна.

Принципиальная схема логометра с внешним постоянным магнитом показана на рисунке 3.2.3. В межполюсном пространстве постоянного магнита на общей оси (двух кернах) укреплены 2 рамки Rp ‘ и Rp, изготовленные из тонкой изолированной медной проволоки. Эти рамки могут свободно поворачиваться в пределах рабочего угла в воздушном зазоре. Выточки полюсных наконечников выполнены по окружности, но радиус этих выточек смещен по отношению к центру сердечника так, что воздушный зазор убывает от центра полюсных наконечников к их краям, а магнитная индукция возрастает приблизительно по квадратичному закону от центра к краям наконечников.

Рамки логометров включены таким образом, что их вращающие моменты М' и M р' направлены навстречу друг другу. Подвод тока к рамкам

осуществляется либо с помощью «безмоментных» вводов, сделанных из золотых ленточек, либо посредством маломоментных спиральных волосков, изготовленных из бронзовых сплавов. На приведенной схеме R1 и R2 — добавочные манганиновые резисторы, Rt — сопротивление термометра сопротивления.

Как видно из рисунка 3.2.3, ток источника питания в точке а разветвляется и проходит по двум ветвям: через резистор R1, рамку Rp и через термометр Rt, резистор R2 и рамку Rp’.

14

В точке b ветви сходятся, и дальше ток идет до одному проводнику до источника питания. При протекании по рамкам Rp’ и Rp токов I1 и I1’ создаются магнитные поля, в результате взаимодействия которых с полем постоянного магнита возникают вращающие моменты соответственно Mp и Mp‘, направленные навстречу друг другу. Если R1 Rр R2 R'р Rt , то I1 =I1' и

при симметричном расположении рамок относительно полюсных наконечников вращающие моменты будут равны (рамки занимают положение, показанное на рисунке 3.2.3).

Если сопротивление термометра сопротивления вследствие нагрева возрастает, то вращающий момент рамки Rp будет больше момента рамки Rp’, так как I1 I1' , и подвижная система начнет поворачиваться по часовой стрелке, т.е. в направлении момента M'р . При этом рамка Rр с большим вращающим моментом попадет в более слабое магнитное поле и ее момент уменьшится, момент же рамки R'р ,наоборот, будет увеличиваться . При оп-

ределенном угле поворота моменты сравняются и рамки остановятся. Это произойдет при условии

или

15

Так как Rр ,R'р ,R1 и R2 являются постоянными величинами, то

т.е. угол отклонения подвижной части или указателя логометра являются функцией измеряемого сопротивления термометра.

Основным недостатком рассмотренной дифференциальной логометрической схемы является то, что для уменьшения температурной погрешности прибора приходится включать последовательно с рамками манганиновые резисторы с большими сопротивлениями R1 и R2 . Вследствие этого логометры с такой измерительной цепью обладают меньшей чувствительностью по сопротивлению по сравнению с приборами с мостовыми логометрическими схемами.

a

Рисунок 3.2.3 — Принципиальная электрическая схема логометра с внешним постоянным магнитом

3.2.2 Описание лабораторного стенда

На лабораторном стенде (рисунок 3.2.4) смонтированы: автоматический показывающий и самопишущий мост КСМ2 (градуировка 22, шкала 0 - 400 ºС, класс точности 0,5), показывающий логометр Ш69000 (градуировка 21, шкала 0-150 ºС, класс точности 1,5), магазин сопротивлений К4830/2(класс точности 0,9), тумблер подачи напряжения.

16

Таблица 3.2.2. — Температурная характеристика термопреобразователя сопротивления. Градуировка 21

При расчете погрешностей автоматического моста и логометра под ''А'' в формулах (2.1), (2.2), (2.5) понимается величина электрического сопротивления.

3.2.5Порядок проведения работы

1)Подайте напряжение на стенд тумблером, расположенным на панели управления.

2)Подключите образцовый магазин сопротивления Р4830/2 к автоматическому мосту КСМ2.

3)Ручками магазина сопротивления Р4830/2 ''х10Ω'' , ''х1Ω'', ''х0,1Ω'' установите стрелку КСМ2 на проверяемую отметку шкалы и занесите в таблицу 3.2.3, результаты измерений (сумму показаний декад магазина сопротивления, Ом и показания автоматического моста). Проделайте те же операции для всех оцифрованных отметок шкалы КСМ2 при прямом и обратном ходе.

4)Подключите образцовый магазин сопротивления Р4830/2 к логометру Ш69000.

5)Проделайте те же операции (см. пункт 3) для оцифрованных отметок шкалы Ш69000.

Таблица 3.2.3 - Протокол испытаний приборов ( КСМ2, Ш69000)

18