АВТОМА ТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОТЕНЦИОМЕТРЫ И МОСТЫ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Электронные автоматические потенциометры и уравновешенные мосты применяют для измерения, записи и регулирования температуры и других величин, изменение значений которых может быть преобразо¬вано в напряжение постоянного тока или в изменение активного сопро¬тивления.
Приборы состоят из трех основных узлов: измерительной схемы, электронного усилителя и отсчетного устройства. В основу работы авто¬матических потенциометров положен компенсационный метод измере¬ния, основанный на уравновешивании измеряемой величины другой известной величиной. Компенсационный метод характеризуется высо¬кой точностью измерения.
Типовая измерительная схема автоматического потенциометра приведена на рис. 22. В одну диагональ мостовой схемы включен ста¬билизированный источник питания У2; в другую через нуль-индикатор У\ подается ЭДС датчика УЗ. Если измеряемая ЭДС равна падению на¬пряжения на реохорде R , то к усилителю У\, выполняющему функцию нуль-индикатора, будет подведен нулевой сигнал и вся система будет находиться в равновесии. При изменении ЭДС датчика на величину, рав¬ную или большую чувствительности усилителя, на вход последнего по¬дается напряжение расбаланса, которое после преобразования и усиле¬ния воздействует на уравновешивающий электродвигатель. Ротор по¬следнего, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновесного сос¬тояния схемы. Вращение выходного вала реверсивного электродвига¬теля с помощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя.
42


11^
«3 Рис. 22. Измерительная схема автоматического потенциометра:
Лр — сопротивление реохорда; Rm — сопротивление подгонки реохорда к экви¬валентному сопротивлению; RH — сопротивление подгонки начальной точки шкалы потенциометра; Rn — сопротивление подгонки конечной точки шкалы потенцио¬метра; гн и гп — подгоночные сопротивления; R& — сопротивление для ограни¬чения тока в измерительной схеме; Rc — сопротивление для проверки наличия ра¬бочего тока в измерительной цепи; R^ — сопротивление для ограничений тока в цепи источника питания; Лрт — сопротивление для установки величины рабочего тока в измерительной схеме; Rx, Ry, Я0у, ^ту — сопротивления подводящих про¬водов между элементами измерительной схемы; RM — сопротивление из медной проволоки для автоматического введения поправки на изменение термоЭДС термопреобразователя при изменении температуры его свободных концов

Так как каждому значению ЭДС датчика соответствует определенное положение движка реохорда и указателя, то в момент равновесия схемы положение указателя определяет значение измеряемого параметра.
Измерительная схема потенциометра состоит из резисторов, каждый из которых имеет свое назначение: Rp — сопротивление реохорда, урав¬новешивающего измерительную схему; Rm — сопротивление подгонки реохорда к эквивалентному сопротивлению; RH — сопротивление под¬гонки начальной точки шкалы потенциометра; Ra — сопротивление подгонки конечной точки шкалы потенциометра; гн и гп — подгоночные сопротивления, выполненные в виде спиралей и представляющие собой части сопротивлений RH и Rn.
Сопротивления служат: Ra — для ограничения тока в измерительной схеме; Rc — для проверки наличия рабочего тока в измерительной цепи; ./? т — для ограничения тока в цепи источника питания; R' — для уста¬новки величины рабочего тока в измерительной схеме; Rx, Ry, Roy и
R
ту
для соединения элементов измерительной схемы. Все резисторы

43

Измерительная схема автоматического уравновешен¬ного моста:
v-
1^
сопротивление спирали реохорда; Яш — сопротивле¬ние для подгонки сопротивления реохорда к эквивалентному сопротивлению; Лп и гп - сопротивления для регулировки нижнего предела измерения; Rl, R2, R3 - резисторы плеч моста; Rn - сопротивление для подгонки сопротивления соединительных проводов; RT — термопреобразователь сопро¬тивления; RQ — сопротивление для ограничения тока:
Яни
сопротивления для ограничения нижнего предела из¬мерения
измерительной схемы, кроме RM, изготовляют из стабилизированной манганиновой проволоки. Резистор RM выполнен из медной проволоки, имеющей большой температурный коэффициент сопротивления, и рас¬положен в месте подключения компенсационных проводов к прибору. В результате этого резистор RM и свободные концы термопары находят¬ся при одинаковой температуре и изменение ЭДС термопары за счет изменения температуры свободных концов компенсируется изменением падения напряжения на RM вследствие изменения величины этого сопро¬тивления. Таким образом, компенсация температуры свободных концов термопары осуществляется автоматически.
Уравновешивающим устройством в измерительных схемах потенци¬ометров является реохорд, состоящий обычно из рабочей и токосъем-ной спиралей, выполненных из устойчивой к износу и коррозии воль-фрамопалла лиевой проволоки, намотанной на две изолированные мед¬ные шинки. Для повышения надежности работы схемы движок реохорда снабжают контактами, выполненными из сплава золото — серебро — медь. В основу работы электронных автоматических мостов положен нулевой метод измерения сопротивления. Типовая измерительная схема автома¬тического уравновешенного моста показана на рис. 23. Она построена по схеме уравновешенного моста, в одну диагональ которого включают источник постоянного или переменного тока, а в противоположную диа¬гональ — электронный усилитель, управляющий работой асинхронного электродвигателя следящей системы.
н
44

Измерительная мостовая схема состоит из резисторов, каждый из которых имеет свое назначение: R — сопротивление спирали реохорда; [. R — сопротивление, служащее для подгонки сопротивления реохорда I к эквивалентному сопротивлению. Сопротивления Rn и гп определяют ь пределы измерения прибора,, причем Rn намотано на катушку, агп -I подгоночное сопротивление имеет вид спирали.
Сопротивления RH и гн служат для регулировки нижнего предела , измерения. При этом ги — подгоночное сопротивление в виде спирали, являющееся частью сопротивления RH. Резисторы Rl, R2 и R3 — плечи моста.
Сопротивление RQ служит для ограничения тока измерительной цепи. Сопротивления Rn предназначены для подгонки сопротивления соединительных проводов линии к определенному значению. RT — термо¬преобразователь сопротивления, изменение сопротивления которого пропорционально измеряемой температуре.
Для исключения температурной погрешности от изменения сопро-; тивления внешней линии Rn подключение термопреобразователя сопро-i тивления выполняют по трехпроводной схеме, т. е. точка питания моста - переносится непосредственно к термопреобразователю сопротивления, в результате чего сопротивление линии распределяется на разные плечи i моста.
Схема работает следующим образом. При изменении температуры I контролируемого объекта изменяется сопротивление термопреобразо-JL вателя сопротивления RT, в результате чего нарушается равновесие мос-Ь товой схемы. В измерительной диагонали моста появляется напряжение F разбаланса, поступающее на усилитель У\, выполняющий роль нуль-инди-I катора. Напряжение разбаланса в усилителе усиливается до величины, Г достаточной для приведения в действие реверсивного электродвигателя, [ ротор которого, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновес¬ного состояния схемы.
Вращение выходного вала реверсивного электродвигателя с по-| мощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя. I Так как каждому значению термопреобразователя сопротивления соот-Г ветствует определенное положение движка реохорда и указателя, то в V момент равновесия схемы положение указателя определяет значение !'•' измеряемого параметра. Полярность сигнала зависит от величины сопро-I тивления датчика по отношению к значению сопротивления реохорда в момент равновесия.
Уравновешивающим устройством в измерительных схемах мостов Е является калиброванный реохорд, аналогичный по своему устройству Г с реохордом, применяемым в автоматических потенциометрах.
Используются технологии uCoz