Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

Такие выпрямительные преобразователи служат для передачи информации о значении переменного тока или напряжения в ви­ де унифицированного сигнала постоянного тока.

а

В

- н -

6

Рис. 30. Структурные схемы измерительных преобразователей с аналоговым выходом.

вается балластным сопротивлением, включенным в фильтр. Фильтр в свою очередь должен обладать большим затуханием, так как предназначен для ограничения пульсации выходной ве­ личины до 0,2 % •

Часто преобразователи предназначаются для преобразования переменного тока, изменяющегося не от нуля, а от какого-то на­ перед заданного значения напряжения (например, от 80 до 120 В). В этом случае преобразователь должен иметь «смещен­ ный нуль», т. е. линейное преобразование должно осуществлять­ ся после достижения входным напряжением заданного значения 80 В. При этом в схему (см. рис. 30, б) вводится насыщенный трансформатор Тр и блок разности БР для вычитания из вы­ ходного напряжения постоянной величины.

Подобные выпрямительные преобразователи характеризуют­ ся малыми габаритами, простотой настройки, регулировки и вы­ сокой надежностью работы. Погрешность преобразования со­ ставляет величину ±0,6—1,0%, что в ряде случаев вполне удов­ летворяет эксплуатационным требованиям.

Более высокая точность преобразования может быть получе­ на при применении преобразователей с логическими схемами, позволяющими осуществлять простейшие логические функции (умножение, сложение и возведение в квадрат), однако они зна­ чительно сложнее выпрямительных.

Д ля преобразования входного постоянного напряжения в пе­ ременное применяются модуляторы, в которых используется пе­ риодическое изменение абсолютной магнитной проницаемости. Схема одного из видов таких преобразователей (магнитного мо­ дулятора) показана на рис. 31. Модулятор имеет отдельные об­ мотки управления W и выхода W2. Принцип действия магнитных модуляторов основан на управлении ферромагнитной связью между цепями с током. Модуляция осуществляется благодаря

изменению напряженности магнитного поля Н с помощью пере­ менного тока, протекающего по обмотке возбуждения № ь Вели­ чина напряженности магнитного поля Н связана с магнитной индукцией В в ферромагнитном сердечнике следующей зависи­ мостью:

Но—начальная магнитная проницаемость.

Кривая намагничивания ферромагнитных материалов нели­ нейна, поэтому постоянная составляющая управляющего тока, протекающего по обмотке W, вызывает появление в сердечнике дополнительной составляющей ц э в результате чего в выходной обмотке W2 наводится э.д.с, пропорциональная управляющему току, пульсирующему с удвоенной частотой.

Для преобразования постоянного напряжения в переменное применяются также транзисторные модуляторы, представляющие собой двухтактные полупроводниковые преобразователи. Прин­ ципиальная схема подобного преобразователя показана на рис. 32. Модулятор работает в динамическом режиме заданного тока. Управляющее напряжение через трансформатор Трі с по­ мощью делителя, состоящего из сопротивлений R2 и R3, подво-

дится'к транзистору Т, работающему в ключевом режиме. Вход­ ной ток, протекая через ограничивающее сопротивление R\, заряжает конденсатор С. В момент отпирания с помощью управ­ ляющего сигнала коммутирующего транзистора конденсатор раз­ ряжается через обмотку трансформатора Тр2, являющегося на­ грузкой модулятора.

Такие преобразователи получают все большее распростране­ ние, и в ближайшее время очевидно, следует ожидать их даль­ нейшего усовершенствования и улучшения метрологических и эксплуатационных характеристик.

ГЛАВА IV

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

§ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Температура является важнейшим параметром, характери­ зующим очень многие технологические процессы пищевой про­ мышленности. Температурный контроль часто определяет успех производства в целом, качество готовой продукции, способность ее к длительному хранению и т. д. Такие технологические про­ цессы, как выпечка, варка, об­ жарка, сушка, выпарка и др., тре­

нию в случае холодного кондиционирования, можно судить об окончании этого важнейшего процесса, предшествующего размо­ лу. На рис. 33 показано изменение удельного объема зерна с из­ менением температуры.

Диапазон изменения температур, используемых в пищевой промышленности, очень широк и охватывает интервал от минус 90—100 до плюс 1200—1800° С. Разнообразие объектов и усло­ вий измерения температуры на этих объектах, неодинаковые тре­ бования к диапазону и точности измерений обусловливают не­ обходимость использования различных методов и приборов для измерения температуры. В большинстве случаев температура в пищевой промышленности измеряется с помощью общетехни­ ческих приборов.

Температура относится к таким физическим величинам, ко­ торые не поддаются непосредственному измерению. Поэтому для определения ее всегда преобразуют в другую физическую вели­ чину, легко поддающуюся измерению. Однако выбрать какоелибо тело для построения на его основе температурной шкалы трудно, поскольку это тело должно обладать свойством, обеспе­ чивающим однозначное изменение какого-либо одного парамет­ ра с изменением температуры. Причем изменение параметра не должно зависеть от других факторов.

Под термином «температурная шкала» понимается непрерыв­ ная совокупность чисел, линейно связанных с численными значе­ ниями какого-либо физического свойства тела, представляющего собой однозначную и монотонную функцию температуры. Темпе­ ратурная шкала — это ряд отметок внутри температурного ин­ тервала, ограниченного двумя легко воспроизводимыми постоян­ ными (основными или опорными) точками. Такими точками мо­ гут быть точки плавления и кипения химически чистых веществ. Следовательно,

Такой метод предусматривает произвольный выбор шкалы температур. Вместе с тем очевидна необходимость установления единства понятия «градус» и обеспечение его определения с мак­ симальной точностью. Раньше единство шкалы температур осу­ ществлялось с помощью ртутно-стеклянного термометра. Шкала его между точкой таяния льда и точкой кипения воды при нор­ мальном атмосферном давлении была разделена на 100 равных частей. Эта шкала, названная шкалой Цельсия, в настоящее вре­ мя вышла из употребления. В качестве единой температурной шкалы применялись шкалы газовых термометров, заполняемых водородом, гелием, азотом и другими газами. Однако и ртутностеклянные и газовые термометры обладают существенным недо­ статком: хотя шкала их и разбита на равные части, кинетиче­ ская энергия движения молекул при изменении температуры на одно деление по длине шкалы изменяется неодинаково. Таким