книги / Теплотехнические измерения и приборы

тивления верхней ветви измерительной схемы bad, а следовательно, и рабочего тока 1г = 3 мА; R„ — вспомогательный резистор из мед­ ной проволоки для автоматического введения поправки на изме­ нение термо-э. д. с. термометра при изменениях температуры его сво­

ров, служащий для контроля рабочего тока в измерительной схеме UK= LRK(/2 = 2 мА) при градуировке прибора или его поверке; ИПС ‘— источник питания стабилизированный; R'j и Rî — резис­ торы в цепи ИПС для ограничения и регулировки рабочего тока при градуировке или поверке прибора; АВ — термоэлектрический термометр; — термоэлектродные провода; 5—6 — зажимы, к которым при градуировке прибора или его поверке присоединяют нулевой прибор (например, гальванометр типа М195/1) и насыщенный нормальный элемент класса точности 0,005; ВУ — входное устрой­ ство усилителя, предназначенное для преобразования поступающего из измерительной схемы сигнала небаланса (нескомпенсированного напряжения) постоянного тока в сигнал (напряжение) переменного тока; а — движок; Кр — каретка с указателем и пером; РД— ревер­ сивный асинхронный двигатель конденсаторного типа с короткозамкнутым ротором с встроенным в его корпус редуктором, переда­ точное число которого определяет время прохождения кареткой всей шкалы прибора; С1 и С2— конденсаторы для создания необ­ ходимого фазового сдвига (90°) между магнитными потоками обмотки возбуждения и управляющей обмотки и необходимого напряже­ ния (127 В) на обмотке возбуждения; С3—‘Конденсатор, шунти­ рующий управляющую обмотку реверсивного двигателя для ком­ пенсации индуктивной составляющей тока в этой обмотке; СД —■ синхронный двигатель для продвижения диаграммной ленты, а в многоточечных приборах также для привода печатающего устрой­ ства и двухполюсного переключателя термоэлектрических термо­ метров.

Все резисторы измерительной схемы автоматических потенцио­ метров, кроме RM, изготовляют из стабилизированной манганиновой проволоки. В потенциометрах, работающих в комплекте с термомет­ рами градуировок ПП, ХА, ХК и др., резистор Ruнаходится в непо­ средственной близости со свободными концами термоэлектродных проводов А1В1, соединяющих термометр АВ с прибором.

При измерении температуры автоматическими потенциометрами в комплекте с термоэлектрическими термометрами градуировки ПР-30/6 поправка на изменение температуры свободных концов, как отмечалось выше, не вводится. Поэтому все резисторы измери­ тельной схемы потенциометров, предназначенных для работы с этими термометрами, изготовляют из манганиновой проволоки.

Реохорд автоматического потенциометра является ответственным узлом. Основные элементы реохорда — рабочая спираль Rp и токоотвод То (вспомогательная спираль). В потенциометрах типа КПП, КСП и др., выпускаемых в настоящее время, рабочую и вспомога-

Таким образом, для того чтобы движок а сохранил свое прежнее положение и прибор показывал температуру рабочего конца термо­ метра независимо от температуры его свободных концов (в опреде­

должно быть рассчитано таким образом, чтобы компенсирующее напряжение между точками а и с изменялось с допускаемой погреш­ ностью на то же значение, на которое изменяется термо-э. д. с. термометра вследствие изменения температуры его свободных кон­ цов. В этом случае показания прибора останутся без изменения в пределах принятой погрешности. Ниже будет показано, что зна­ чение сопротивления резистора Ra может быть принято с допускае­ мой погрешностью одинаковым для всех диапазонов измерений при­ бора с термоэлектрическими термометрами одной и той же градуи­ ровки.

Важной характеристикой компенсационной измерительной схемы потенциометра с усилителем в качестве нулевого индикатора являет­ ся ее чувствительность по напряжению, которая определяется как отношение напряжения на входе усилителя к нескомпенсированному напряжению.

Нескомпенсированному напряжению AU = Е (/, /0) — Uac соот­

где Ry — входное сопротивление усилителя со стороны зажимов входного устройства ВУ\ Rcx— сопротивление измерительной схемы потенциометра; Rim— суммарное сопротивление термометра и тер­ моэлектродных проводов.

Если напряжение на входе усилителя

то чувствительность по напряжению измерительной схемы прибора

Порог чувствительности электронного потенциометра по напря­ жению Qny, т. е. наименьшее изменение значения измеряемой термо-э. д. с., способное вызвать малейшее изменение показания прибора, определяется выражением

(§ 4-20). Коэффициент | учитывает изменение коэффициента усиле­ ния усилителя при колебаниях напряжения, температуры и т, п. (обычно £ = 0,8).

Порог чувствительности по напряжению электронных автомати­ ческих потенциометров обычно не превышает 1/5 предела допускае­ мой основной погрешности показания данного прибора.

Для обеспечения помехоустойчивости электронных автомати­ ческих потенциометров в зависимости от вида помехи применяют фильтры и специальную экранировку первичной и вторичной обмо­ ток входного трансформатора (§ 4-20).

В практике эксплуатации автоматических потенциометров наиболее общим является случай, когда сигнал помехи действует последовательно с полезным сигналом во входной цепи прибора. Такой вид помехи обычно называют помехой нормального вида или поперечной помехой. Причинами появления в цепи тер­ моэлектрического термометра, а вместе с тем и на входе потенциометра попереч­ ной помехи могут быть наводки внешнего электромагнитного поля, паразитные токи и э. д. с. и прочее. Причинами появления электромагнитного поля могут быть излучения электромагнитной энергии силовыми кабелями, промышленными электрическими установками и т. п.

В ряде случаев приходится встречаться и с другим видом воздействия помех, который имеет место, когда потенциалы точек заземления корпуса прибора (или усилителя) и рабочего конца термометра различны. Этот вид помехи носит назва­ ние помехи общего вида или продольной помехи. В тех случаях, когда входные или измерителные цепи потенциометра представляют собой электрическую цепь, несимметричную относительно корпуса, то продольная помеха превращается в поперечную. Продольная помеха может возникать также при наличии конту­ ров заземления, через которые протекает ток большого значения, и. между раз­ личными точками заземления появляется разность потенциалов или при измере­ нии термоэлектрическим термометром температуры жидкого металла в электри­ ческих плавильных печах и в ряде других случаев. Методы уменьшения влияния помех при измерении температуры автоматическими потенциометрами в ком­ плекте с термоэлектрическими термометрами рассмотрены в [12, 16].

Следует отметить, что чувствительность электронных автоматических потен­ циометров к продольной помехе значительно меньше, чем к поперечной. Это объясняется тем, что измерительные цепи потенциометра имеют сравнительно небольшое значение проводимости утечки, а также наличием гальванического разделения входных цепей и общей цепи усилителя, которая обычно соединена с корпусом. Необходимо также отметить, что при воздействии продольной помехи на потенциометр появляется, как правило, поперечная помеха такого же спек­ трального состава, что и продольная.

Действие помех на автоматический электронный потенциометр вызывает смещение нуля, уменьшение коэффициента усиления усилителя и вследствие этого увеличение статической и динамической погрешности прибора.

Для уменьшения влияния помех, возникающих в цепи термо­ электрического термометра, на вход прибора подключают много­ звенные фильтры. Автоматические потенциометры типа КСП2 и КСП4 с временем прохождения кареткой (указателем) всей шкалы 2,5; 5 и 10 с снабжают двойным Г-образным фильтром (Ф1), состоя­ щим из резисторов Яф1, # ф2, Яфз и конденсаторов Сф1, Сф2, Сф8. Приборы типа КСП4 с временем прохождения указателем всей шка­ лы 1 с имеют на входе двойной Т-образный фильтр (Ф2), состоящий

Измерительная схема потенциометров, работающих в комплекте с телескопами пирометров полного излучения, отличается от рас­ смотренной тем, что в цепь постоянного резистора Rn и реохорда

Для удобства дальнейшего изложения введем следующие дополнительные обозначения: R j = R 'j + Щ — резисторы в цепи И П С \ X — нерабочие участки

реохорда, обычно принимаются равными 0,02—0,03 значения приведенного со­ противления реохорда R np (параллельно соединенных R lhp и R n); t0 и — рас­ четное и возможное значения температуры свободных концов термометра или термоэлектродных проводов; Е (/„, /0) — значение термо-э. д. с. термометра при температурах рабочего конца /и, что соответствует начальному значению шкалы,

Напомним, что R K является контрольным резистором и служит для кон­ троля рабочего тока /2, а вместе с тем и /х при градуировке или поверке потен­ циометра при нормальной температуре окружающего воздуха. При номинальном значении рабочего тока /2 падение напряжения на /?к должно быть равно U K и, таким образом,