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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 241

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

Ф = с Е (tt0 )

(186)

 

 

Ru ~Ь RBH

 

где RBH=RH+RT

— сопротивление внешней цепи, Ом.

 

Из уравнения

(186) видно, что при постоянной

т. э. д. с. угол

поворота

рамки

прибора обратно пропорционален

сопротивле­

нию цепи, т. е. зависит от длины соединительных проводов и тем­

пературы окружающей среды, которая

влияет на /?м и

RM.

Д л я

цепи, изображенной

на рис. 45, справедливо

равенство

 

 

E(tt„)

= IRH

+ IRm.

 

 

(187)

Следовательно,

падение

напряжения между точками

а и b

 

 

иаь = IRM

= E («0 ) -

IRBH

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

(«„) RH

E

(it,)

 

(188)

 

Uab =

 

+ RBH

1 + Явн/ Дм

 

 

 

RM

 

 

Из

выражений

(187)

и

(188)

видно, что чем меньше

Я„„ по

сравнению с RM, тем UаЬ

ближе к E(tt0).

Поэтому ^ м делают до­

статочно большим, включая последовательно с рамкой дополни­

тельную

манганиновую

ка­

 

 

 

 

 

тушку сопротивления. Обыч­

R

 

 

 

t

но /?м

равно

100—500 Ом.

 

 

+ •

 

 

 

Выпускается

 

большая

-t

1

•

 

 

номенклатура

промышлен­

 

 

 

 

 

ных

магнитоэлектрических

 

 

 

 

 

милливольтметров,

предназ­

# нэ

 

h

 

Rp

наченных

для измерения и

 

 

 

 

 

записи температуры,

разных

 

J

 

д

 

пределов

измерения,

внеш­

 

 

 

 

него вида и габаритов.

Клас­

 

 

 

 

 

сы точности

промышленных

НЭ(ЕF-НH3)

 

^

 

 

приборов

— 0,5;

1,0;

1,5; 2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

и 2,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

Потенциометры. В осно­

 

 

+

 

 

 

 

 

ву работы

потенциометров

 

 

 

і

 

положен

нулевой

метод из­

 

 

О

(tt„)

мерения

электродвижущей

 

 

 

 

силы,

развиваемой

термопа­

Рис. 46. Принципиальная

схема по­

рами

(или какими-либо

дру­

тенциометра

для измерения

т. э. д. с.

гими

источниками

напряже­

 

 

 

 

 

ния). При этом

измеряемая

 

 

 

 

 

э. д. с. уравновешивается

(компенсируется)

с помощью известно­

го падения напряжения, а результирующий эффект

измеряемой

и известной э. д. с , подаваемых на измерительный

прибор, до­

водится до нуля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципиальная схема потенциометра для измерения т. э. д. с.

приведена на рис. 46. Ток от вспомогательного

источника конт-

7 И. к. Петров

97

рольного напряжения Е проходит по цепи, в которую между точ­ ками b и с включено переменное сопротивление Rp, называемое реохордом. Реохорд представляет собой калиброванную прово­ локу длиной L . Разность потенциалов между точкой b и любой промежуточной точкой Д, где находится скользящий контакт — движок реохорда, будет пропорциональна сопротивлению і ? й д . (При этом не учитывается постоянное вспомогательное сопротив­ ление Инэ, служащее для контроля и настройки рабочего тока от источника Е, о чем будет сказано несколько ниже. Такое до­ пущение вполне закономерно и в то же время оно несколько упро­ щает дальнейшие выводы.) Последовательно с термопарой при помощи переключателя П включается чувствительный милли­ вольтметр НП — нуль-прибор, который является индикатором наличия тока в цепи термопары. Термопара подключается таким образом, что ее ток на участке Яьд, идет в том же направлении,

что и от вспомогательного

источника

тока. Дл я измерения

т. э. д. с. движок реохорда

перемещается

до тех пор, пока стрел­

ка нуль-прибора не перестанет отклоняться от нуля. Очевидно,

что в этот момент падение напряжения на сопротивлении

/?ад

будет равно измеряемой

т. э. д. с. Для этого момента

справедли­

во

равенство

 

 

 

 

 

 

 

Е(({о)-^ьд^°

 

 

 

(189)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

(190)

где

/ / ? 6 д —падение напряжения

от источника Е на

участке

сопротивления

 

* е д . в.

 

 

 

 

 

 

 

Так как сила тока на участке цепи равна-силе тока во всей

цепи, можно записать:

 

 

 

 

 

 

 

 

i ^

. = - ^ - .

 

 

 

(191)

 

 

«ЬД

 

 

 

 

 

Из уравнения (191) следует

 

 

 

 

 

Учитывая, что в момент

компенсации

Ubjx=E(tt0),

получаем

 

E(tt0)

=

U b a = E - ^ .

 

 

(193)

 

Поскольку реохорд является калиброванным сопротивлением,

т. е. каждый его участок одинаковой длины

имеет

одинаковое

сопротивление, можно записать

 

 

 

 

 

 

Е («о) = £ - £ - .

 

 

 

(194)

 

Таким образом, т. э. д. с. термопары

E(tt0)

определяется

ве­

личиной падения напряжения на участке

сопротивления реохор-

т

да Rbc и не зависит от других сопротивлений. Реохорд Rb0 мо­ жет быть снабжен шкалой, отградуированной в милливольтах или в градусах температуры.

Точность

измерения т. э. д. с. зависит от

постоянства силы

то­

к а / в цепи

реохорда. Ток устанавливается

и контролируется

то­

же компенсационным методом. Для этого в схему потенциомет­ ра вводится дополнительный контур с нормальным элементом НЭ. Обычно это ртутно-кадмиевый гальванический элемент Вестона, развивающий при 20° С э. д. с , равную 1,0183 В, и сохра­ няющий ее в течение длительного времени при малых нагрузках. НЭ подключается с помощью переключателя Я к концам сопро­ тивления #нэ,так что его э. д. с. направлена навстречу э. д. с. вспомогательного источника тока Е. Регулируя силу тока в ком­ пенсационной цепи сопротивлением R, добиваются того, чтобы

стрелка НП была на нуле. В этом случае сила тока

в компен­

сационной цепи

 

/ = 7 ^ .

(195)

При измерении т. э. д. с. термопары переключатель П перево­ дят из положения К в положение И. Перемещая движок Д рео­ хорда Rp, находят положение, при котором разность потенциа­ лов между точками b и с равна т. э. д. с. термопары. При этом сила тока в цепи термопары равна нулю, а следовательно,

 

НЭ

 

 

£ ( " o ) = ' * M = t ? r V -

( 1 9 6 )

 

нэ

 

Так как £ н э и

#нэ—величины постоянные, определение

т. э. д. с. сводится к

определению длины участка

измерительного

сопротивления.

 

 

Таким образом, измерение т. э. д. с. компенсационным методом осуществляется при отсутствии тока в цепи термопары. Поэтому сопротивление цепи, состоящей из собственно термопары, со­ единительных проводов и НП, не оказывает влияния на резуль­ таты измерения, что является достоинством метода.

Компенсационный метод измерения э. д. с. применим также и при переменном токе. Однако в этом случае точность изме­ рения несколько ниже, а приборы, работающие на переменном токе, более сложны. Это обусловлено необходимостью уравно­ вешивания измеряемого переменного напряжения компенсирую­ щим напряжением с идентичной формой кривой, а также отсут­ ствием образцовой э. д. с. переменного тока, аналогичной нор­ мальному элементу постоянного тока.

Применяются переносные (контрольные) потенциометры, предназначенные для непосредственного измерения э. д. с. ком­ пенсационным методом в цеховых и лабораторных условиях при поверочных и градуировочных работах, и образцовые, служащие для точных измерений. Их измерительные схемы аналогичны

7*

99

схеме, рассмотренной выше. Отличием является то, что измери­ тельный реохорд изготовляется в виде секций или отдельных де­ кад, составленных из образцовых сопротивлений.

Очень широко распространены автоматические электронные потенциометры, предназначенные для измерения температуры, и других параметров (содержания компонентов в газах и жид­ костях, скорости движения газов и жидкости, уровня и др.), пре-

1

Рис. 47. Структурная схема электронного автоматиче­ ского потенциометра.

образованных в напряжение постоянного тока. Выпускается много типов и модификаций таких потенциометров в корпусах ^различной формы: показывающие, самопишущие с дисковой '« ленточной диаграммой, одно- и многоточечные (до 12 точек). Устройство большинства потенциометров аналогично и отличает­

ся лишь отдельными деталями

и внешним исполнением.

Структурная схема электронного автоматического потенцио­

метра приведена на рис. 47. Измерение т. э.д. с. Ех

от термопа­

ры ТП производится путем сравнения ее с падением

напряжения

на калиброванном реохорде Rp.

Компенсационная

схема потен­

циометра

состоит из реохорда

Rp с ползунком К,

электронного

усилителя

/ с преобразователем, преобразующим постоянное на­

пряжение Ех в переменное, реверсивного электродвигателя 2 и источника питания Еа. Электродвигатель через редуктор 3 свя­ зан с ползунком К и стрелкой, показывающей части прибора 4. Действие компенсационной схемы сводится к автоматическому перемещению ползунка К по реохорду в сторону уменьшения на­ пряжения рассогласования, т. е. разности т. э. д. с. от термопары и падения напряжения на реохорде, подаваемого на электрон­ ный усилитель. Это перемещение, производимое с помощью ре­ версивного электродвигателя РД, происходит до тех пор, пока напряжение рассогласования не станет равным нулю. Таким об­ разом, положение ползунка К на реохорде и связанной с ним стрелки прибора однозначно определяет величину т. э. д. с. и, сле-

Смотрите также файлы