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

При / 0 = 0

следовательно,

го тока.

велики и погрешности за счет изменения ^ р могут достигатьзначительной величины, применяется трехпроводная схема вклю­ чения ТС (рис. 51). При таком соединении сопротивление одного провода прибавляется к сопротивлению Rt, а сопротивление вто­ рого провода — к переменному сопротивлению Rp. Уравнение равновесия моста принимает вид:

Из уравнения (210) следует, что в трехпроводной схеме сопро­ тивление соединительных проводов не влияет на результаты из­ мерения.

Принципиальные схемы лабораторных и автоматических при­ боров мало отличаются друг от друга. В лабораторных — дви­ жок реохорда перемещается вручную, а в автоматических — с

Рис. 52. Структурная схема электронного автоматическо­ го моста.

помощью реверсивного двигателя, управляемого от измеритель­ ной схемы через электронный усилитель.

Питание измерительных схем автоматических мостов чаще осуществляется переменным током. Но так как решающее зна­ чение в них играют активные сопротивления, выведенные выше соотношения сохраняются.

Структурная схема электронного автоматического моста по­ казана на рис. 52. Она представляет собой уравновешенный мост, состоящий из постоянных сопротивлений Ru R2, R3, реохорда Rp с ползунком К и сопротивления Rx термометра сопротивления ТС. В одну диагональ моста подается напряжение переменного тока, равное 1,5 В, другая диагональ подключается к входу урав­ новешивающей системы, состоящей из электронного усилителя 1 и реверсивного электродвигателя (РД) 2, который через редук­ тор 3 связан с ползунком реохорда К и стрелкой прибора 4. При изменении температуры меняется сопротивление Rx, что выводит из равновесия мостовую схему. Появившееся в результате этого напряжение рассогласования усиливается усилителем и с по­ мощью реверсивного двигателя РД вызывает, перемещение пол­ зунка по реохорду к положению, обеспечивающему уравновеши-

вание мостовой схемы. Таким образом, положение ползунка К и связанной с ним стрелки прибора однозначно определяет величи­ ну сопротивления термометра и, следовательно, величину изме­ ряемой температуры.

Выпускается большая номенклатура автоматических уравно­ вешенных мостов в различных корпусах, одноточечные и много­ точечные, с сигнальными контактами и регулирующие, и все они широко применяются в отраслях пищевой промышленности: хле­ бопекарной, кондитерской, консервной, пиво-безалкогольной, ви­ нодельческой и др.

В автоматических мостах (как и в автоматических потенцио­ метрах) наиболее ненадежными элементами являются контакт­ ные реохорды, с помощью которых производится компенсация из­ меряемой величины — сопротивления термометра сопротивления или т . э . д . с . термопары. Вследствие износа и загрязнения прово­

работе во влажной атмосфере и агрессивных средах контактный ролик и провод реохорда окисляются, что значительно сокраща­ ет срок их службы. Все это привело к разработке и использова­ нию в автоматических мостах и потенциометрах бесконтактных компенсирующих элементов. Приборы с такими элементами об­ ладают повышенной надежностью, а также более полно отвечают требованиям взрыво- и пожаробезопасное™.

В некоторых случаях в качестве бесконтактных компенсиру­ ющих элементов используются тензометрические датчики, вклю­ ченные в схему четырехплечего моста. При нарушении электри­ ческого равновесия моста реверсивный двигатель поворачивает специальную втулку с укрепленными на ней тензопроволоками до тех пор, пока напряжение разбаланса, вызванное изменением из­ меряемой величины, не будет скомпенсировано. Применяются кроме того, магнитные компенсаторы, выполненные в виде магнитопровода (статора) и поворачивающегося постоянного маг­ нита (ротора). Компенсирующая э. д. с , снимаемая с обмоток, охватывающих статор, связана соответствующими зависимостя­ ми с углом поворота ротора, который вращается с помощью управляющего реверсивного двигателя. Известны также конструк­ ции с использованием элементов Холла, конденсаторных датчи­ ков, принципа силовой компенсации и т. п. Однако промышлен­ ное использование в настоящее время получили бесконтактные индукционные преобразователи.

Принципиальная схема автоматического безреохордного мос­ та и схема бесконтактного индукционного преобразователя при­ ведены на рис. 53.

Мост (рис. 53,а), работающий в комплекте с термометром со­ противления Rt, действует следующим образом: при изменении сопротивления Rt в диагонали моста появляется разность потен­ циалов Ux, пропорциональная изменению измеряемой темпера-

туры. Эта разность потенциалов уравновешивается напряжением Uk, снимаемым с измерительной обмотки индукционного преоб­ разователя. При неравенстве этих напряжений их разность AU=UX—Uk подается на усилитель, на выходе которого вклю­ чен реверсивный двигатель РД, управляющий перемещением подвижного магнитопровода преобразователя.

Реверсивный двигатель перемещает магнитопровод до тех пор, пока Uх и Uk не будут уравновешены. Таким образом, каж­ дому значению 0Х соответствует определенное положение маг­ нитопровода, а следовательно, и указателя прибора.

Преобразователь (рис. 53, б) представляет собой плату 2 из изоляционного материала, на которой расположены первичная 3 и вторичная 1 обмотки. Обе обмотки охвачены магнитопроводом 4, который может перемещаться вдоль преобразователя. Так как вторичная обмотка / выполнена в виде двух треугольников (восьмерки), то при перемещении магнитопровода 4 выходная

Э. Д. С. И з м е н я е т с я ОТ — ^ к . т а х Д 0 + ^ к . т а х - При ЭТОМ работа Пре-

образователя происходит следующим образом. Напряжение U по­ даваемое в обмотку возбуждения 3, создает магнитное поле, ко­ торое (без магнитопровода 4) можно принять равномерным. Это поле индуцирует в обмотке / начальную э. д. с. Наличие магнито­ провода приводит к местному изменению магнитного напряже­ ния, которое будет максимальным в зазоре между его плоскостя­ ми. При перемещении магнитопровода вдоль оси 0—0 происходит изменение потокосцепления обмотки /, а следовательно и сни­ маемой с нее э. д. с.

В настоящее время выпускаются автоматические безреохордные самопишущие мосты для контроля температуры в грузовых помещениях рефрижераторных поездов и секций (тип СПЛ — 160—0,25), обеспечивающие измерение с погрешностью ± 0 , 5 % .