Дослідження та перевірка автоматичних потенціометрів. Інші з Інші. Робота № 515838

Дослідження та перевірка автоматичних потенціометрів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Кафедра АТХП

Інформація про роботу

Рік:

2011

Тип роботи:

Інші

Предмет:

Інші

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Національний університет Львівська політехніка кафедра АТХП Дослідження та перевірка автоматичних потенціометрів Інструкція до лабораторної роботи №9 з курсу “Технологічні вимірювання ті прилади” для базового напрямку підготовки 6.0922500 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології Затверджено на засіданні кафедри автоматизація теплових і хімічних процесів Протокол №____від_______ Львів 2002 Дослідження та перевірка автоматичних потенціометрів. Інструкція до лабораторної роботи №9 з курсу “Технологічні вимірювання і прилади” для базового напрямку підготовки 6.0922500 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” /Укл. Б.А. Кріль, Львів: Вид-во нац. ун-ту (Львівська політехніка(, 2002. - 7 с. Укладач: Кріль Б.А., доцент Відповідальний за випуск Пістун Є.П., д.т.н., професор Рецензенти: Савицький В.К. , Вашкурак Ю.З. мета роботи - докладне ознайомлення із схемою іконструкцією електронного потенціометра типу КСП - 4 , з методикою переградуювання шкали прибора і його повірки . Опис приладу Автоматичні потенціометри типу КСП - 4 призначені для вимірювання , запису і регулювання (при наявності регулюючого пристрою) температури та інших величин , зміна значення яких може бути перетворено в зміну напруги постійного струму . Прилади призначені для роботи в стаціонарних умовах при температурі навколишнього середовища від + 15 до +500 С і відповідної вологості від 3 до 80 % . Прилади виготовляються з відповідністю до вимог ГОСТ 7164 - 66 . Клас точності приладів 0,25 і 0,5 . Прилади розподіляються на одноточковий і багато точковий . Потенціометри працюють в комплекті з одною або декількома термопарами стандартних градуювань. Покази приладів відраховуються за допомогою вказівника по шкалі і записуються на стрічковій діаграмі. В одноточковому приладі запис здійснюється безпосередньо чорнилами або пастою. В багато-точковому - циклічно надрукованими точками і поряд з ними стоячими цифрами , показуючими номера термопар. Границя вимірювання потенціометрів , призначених для вимірювання напруги постійного тструму , відповідає слідуючим значенням: 0- 10, 0- 20, 25-0-25, 0-50, 0-100,100-0-100 мВ. Опір кожного з датчиків , підключених до потенціометру (включаючи опір лінії) , не перевищує 200 Ом. Основні дані Похибка виміру _+ 0,25% границі виміру Похибка чутливості 0,1% границі виміру Опір вимірювального ланцюга 1000+_1 Сила, яка використовується приладом , ВА 40 Габаритні розміри, мм 400х400х367 Термін експлуатації, років 6 Середній час безвідмовної роботи,година 10000 Принцип роботи В основу роботи прилада покладений компенсаційний метод виміру е.д.с. (напруження), який заключається в рівновазі невідомої е.д.с. протилежним по знаку падіння напруги , значення якого може бути визначено з високою точністю. Проста потенціометрична схема складається з трьох взаємоповязаних електричних ланцюгів- робочої, вимірювальної и контрольної (мал.1). Під дією е.д.с. батареї в робочому ланцюзі протікає струм , величина якого вимірюється сумою трьох опорів- реостата ( , опору Rк і опору реохордаRр. При постійному струмі витрата може розглядатися , як відомаме джерело напруги , величина якого визначається положенням повзунка , а полярність - напрямком струму в робочому ланцюгу. Рис.1. Принципова схема переносного потенціометра типу ПП-63 При включенні в ланцюг вимірювання невідомої е.д.с. у випадку нерівності Ех і спадку нупруги UАД у вимірювальному ланцюгу буде протікати струм небалансу , наявність якого визначається по відхиленні стрілки нуль - гальванометра . При переміщенні повзунка реохорда у напрямку , відповідному зменшенню струму небалансу , в момент рівності UАД= Ех стрілка нуль - гальванометра встановиться на нульову позначку , тобто струм у вимірювальному ланцюгу буде рівний нулю , по шкалі каліброваного реохорда можна визначити величину падіння напруги , а відповідно і невідому е.д.с. Результат вимірювання буде правільним тільки у випадку стабільному струмові ІР . Оскільки е.д.с. батареї змінюється в часі в подальшій неможливості повернення в ній протікаючих при розрядці електрохімічних процесів , струм в робочому ланцюгу підтримується постійним зарахунок зміни опору реостата (. Встановлення робочого опору з допомогою робочої ланки.При включенні ланки контролю падіння напруги на опорі RК порівнюється з е.д.с. нормального елемента Вестона.Рівністьь ЕНЕ=ІРRК відповідає вимогам значення струму ІР . При виконанні цієї умови струм через нуль - галванометра протікати небуде і його стрілка повинна знаходитись на нульовій відмітці , чого і добиваються шляхом зміни опору реостату (. Даний метод вимірювання е.д.с. являється одним з найбільш точнішим , так як , поперше , в момент вимірювання струм вимйрювальної ланки рівний нулю , а відповідно , відсутні похибки зарахунок додаткових спадків напруг підєнувальних провідників , рамки гальванометра і ін., і по друге, сама відсутність струму в колі може бути встановлена з більш високою точністю , чім його кінцевий стан в певний відлік часу.Поданій схемі працює лабораторний взірцевий потенціомерт типу ПП-63 , який використовується , частково , для провірки автоматичних потенціомерів і мілівольтметрів. Вимірювальна схема потенціоматра КСП-4 Вимірювальна схема потенціометра складається з опору , який має слідуюче призначення (рис.2): Рис.2. Вимірювальна схема автоматичного потенціометра типу КСП-4 RР - опір реохорда RШ - опір шунта RП - опір для задання границі вимірювання RН - опір для задання початку шкали приладу RБ - балансний опір для задання кінця шкали приладу RРМ R 1РМ - опір для для задання границь і регулювання робочого струму RС - опір для повірки робочого струму RМ - допоміжний опір , виготовлений з міді для потенціометра , який працює в парі з термопарою Вимірювання т.е.р.с.вмикаються послідовно з електронним підсилювачем в одну із діагоналей вимірювального моста , в другу діагональ увімкнутий джерело стабілізованого живлення ИПС-06 ,який забеспечуєж стабільність робочого струму в вимірювальній схемі . При вимірюванні сигналу , який подається від перетворювача , на вхід від підсилювача , який перетворюється у змінний і підсилюється до величини , який обертається в ту чи іншу сторону до тих пір , поки напруга , яка знімається з компенсаційної схеми (з реохорда) не стане рівна величині сигналу , який подається , Рух вихідного валу двигуна з допомогою механічної передачі (шкала і трос) передається прямолінійно до каретки яка рухається , на якій прикріплений контакт реохорда , позуюча стрілка , і записуючий пристрій .В момент рвноваги вимірювальноі схеми положення стрілки визначають значення вимірювального параметру . Таким чином , дякуючи наявністю електронного підсилювача і реверсивного пристрою двигуна , який приводить систему до рівноваги , здійсьнюється безперервне автоматичне вимірювання величини вимірювальнорго параметру . Використання мостової схеми дозволяє автоматично вводити поправку на вимірювання температури холодних спаїв термопари , а також легко міняти границі вимірювання потенціометра , зміна величини яких це опір моста. Для автоматичної компенсації похибки від зміни температури холодних спаїв термопари служить опір RМ , який виготовляється з міді або нікелевого провідника і розташовується в безпосередній близкості від свобідних кінців компенсаційних провідників , які з’єднують термопару з приладом. При вимірюванні температури холодних спаїв міняється також температура опору RМ , а відповідно і його величина . Приріст опору (RМ визначається залежністю (1) де RО М -опір при t=0О (t - температурний коефіцієнт опору міді або нікелю t1 - температура холодних спаїв термрпари. Величини RМ і (t вибирають такими , щоб додатковий спадок напруги на опорі RМ при вимірюванні температури холодних спаїв дорівнювало вимірюванню е.р.с. термопари тобто (2) Для запобігання завад до вимірювальної ланки потенціометра підключають баготофазні фільтри RФ і СФ . Джерело стабілізованого живлення (рис. 3) ИПС-06 виготовлений у вигляді окремого блоку і складається з: 1- збільшуючого трансформатора , первинна обмотка якого живеться напругою 6,3 В 2 - випрямляча , зібраній за мостовою схемою 3 - мідної катушки температурної компенсації Рис.3. Схема джерела стабілізованого живлення. ИПС-06 живеться напругою 6,3В від окремої обмотки силового трпнсформатора і дає стабілізовану напругу 5В при струмі 6 мА при постійній нагрузці 1000 Ом . Для провірки робочого струму потенціометра необхідно підключити до затискачів 1 і 2 колодки зовнішнього підключення з лівої сторони приладу зразкового потенціометра І і П класу згідно полярності , вказоної на щитку колодки. Якщо напруга на цих зажимах виходить за границі 1,019 В(0,3 мВ , то слідує провести встановлення робочого струму за допомогою змінного опору RРМ , який розташований з лівої сторони на корпусі приладу. Повірка шкали потенціометра Провірка приладу прорводиться по схемі рис.4 шляхом подачі напруги від джерела живлення , зразкового потенціометра типу ПП-63 . Провірка проводиться у наступному порядку: а) настроїти зразковий потенціометр б)за допомогою джерела живлення постійно збільшувати напругу , яка подається на вхід потенціометра . який повіряється ,і встановити стрілку на відцифровану вімітку шкали , яка повіряється ; в) виміряти е.р.с. на виході джерела живлення шляхом встановлення на нуль стрілки гальванометра зразкового потенціометра , провести відрахунок по його шкалі і зщаписати результати у протокол повірки№ г) збільшити напругу , яка подається на вхід потенціометра . який повіряється так , щоб стрілка перейшла на дві - три поділки за відмітку , яка повіряється.Потім плавно понизити напругу і знову встановити шкала на туж поділку яка повіряється , після цього виміряти е.д.с. джерела і записати покази зразкового потенціометра . Таким чином провести повірку ході вверх і вниз по відціфрованих поділках.Після заповнення протоколу порахувати величини абсолютних похибок і варіацій приладу по формулах: (1 =А1 - А (2 =А2 - А (( =/(1 - (2 / де (1 - абсолютна похибка ходу вверх; (2 - абсолютна похибка ходу вниз; А1 А2 - покази зразкового потенціометра при ходу вверх і вниз; (( - варіація; А- номінальне значення T з врахуванням температури свобідних кінців; Відносна приведена похибка визначається в процесах від діапазону шкали приладу за рівнянням: де (max - невелика з одержаних абсолютних похибок показів: Аналогічно визначається значення варіації Порядок виконання роботи Зібрати схему перевірки ; Визначити значення ЕРС, які потрібно подати на вхід потенціометра Від лабораторного потенціометра подати напруги, які відповідають оцифрованим точкам, плавно підводячи значення при ході вверх і ході вниз Обробити результати перевірки і внести в протокол досліджень ДОДАТОК Компенсатори. Компенсаційний метод вимірювання термо-е.р.с.. В багатьох приладах, в тому числі автоматичних потенціометрах, застосовується компенсаційний метод вимірювання напруги або е.р.с.. Цей метод належить до найточніших методів вимірювання напруги і застосовується, як лабораторний метод, а також для побудови високоточних приладів. Е – потужне джерело живлення (гальванічний елемент або гальванічна батарея); Ri – змінний опір для виставлення робочого струму; Rk – зразковий постійний опір; Rp – реохорд з шкалою в одиницях напруги, можуть бути без шкальні перемикачі; НЕ – нормальний елемент (ртутно-кадмієвий елемент, термодинамічна стійка система); П – перемикач; Г – нуль-індикатор; ТП – термопара; Принципова схема автоматичного потенціометра (компенсаційна мостова вимірювальна схема). Rp – опір реохорда; Rш – шунт реохорда, яким підганяють Rp до стандартного значення (90 або 100 Ом); Rп – два (три) опори, які визначають початок діапазону вимірювання; Rд – два (три) опори, які визначають розмах шкали; Rб – постійний опір; Rі – опір, який задає струм через вимірювальну схему (5 мА); ДПН – джерело постійної напруги, має видавати 5 В (загальний опір схеми – 1 кОм); Rм – мідний опір для компенсації зміни температури, для різного градуювання термопар він різний, його розміщують на задній стінці опору; Rк – постійний опір; Rф, Сф – фільтр RС – ланки; ТП – термопара; М – модулятор-перетворювач постійної напруги в змінну (це ключі на польових транзисторах, раніше був електромеханічний віброперетворювач); ТР – трансформатор для гальванічного розмежування; П – підсилювач; РД – реверсивний двигун; С1 – конденсатор для фільтрації складової 100 Гц на виході підсилювача; С2, С3 – фазозсуваючі конденсатори; СД – синхронний двигун стрічко-протяжного механізму. В стані рівноваги напруга між точками a i b дорівнює напрузі між c i d. На вході М і П напруга рівна 0 (вони ввімкненні зустрічно). При збільшені е.р.с. ТП на вхід М починає поступати різниця напруги. Ця різниця перетворюється в змінну напругу і підсилюється П. Фаза змінної напруги буде залежати від полярності постійної напруги на вході М. В залежності від цього РД буде обертатись в ту чи іншу сторони. В даному випадку, РД почне обертати повзун Rр і переміщувати доти, поки напруга між т. a i b знову не стане рівною напрузі між точками c i d. Прилад покаже нове значення температури. При зміні t2 (температура вільних кінців ТП), наприклад збільшенні, зменшиться е.р.с. від ТП, але так само збільшиться опір Rм. В результаті напруга між т. a i b та c i d зміниться одинаково, покази приладів не зміняться. По цій схемі випускаються всі автоматичні потенціометри (КСП-1, КСП-2, КСП-3, КСП-4 та інші) і міліамперметри (КСУ-1, КСУ-2, КСУ-3, КСУ-4). В міліамперметрах на вході встановлюють постійний опір, який перетворює струм І в спадок напруги, схема розрахована на діапазон 0 – 100 мВ. Замість Rм встановлюють постійний опір. Більш нові модифікації: потенціометри і міліамперметри – РП-160, РП-250; РП-250, КСП-3 і КСУ-3 – з круглою шкалою. КСП-2 і КСП-4 (КСУ-2 і КСУ-4), РП-160 – можуть бути багато точкові (1, 3, 6, 12 точок). Класи точності – 0.5 і 1.0. Рекомендовані діапазони вимірювання для автоматичних потенціометрів і перетворювачів. Для гр. ХК: 0 – 100 °С 0 – 150 °С 0 – 200 °С 0 – 300 °С 0 – 400 °С 0 – 600 °С Для гр. ХА: 0 – 400 °С 0 – 600 °С 0 – 800 °С 0 – 900 °С 0 – 1100 °С 0 – 1300 °С Для гр. ППР: 0 – 1300 °С 0 – 1600 °С Для гр. ПР: 300 – 1000 °С 300 – 1600 °С Для гр. ВР: 0–1800°С Перетворювачі для роботи з термоелектричними термометрами. Перетворювачі діляться на два типи: звичайні аналогові, які конфігуруються перемичок і регулюванням змінних опорів; інтелектуальні перетворювачі, всі налагодження виставляються з допомогою комунікатора або програматора. Структурна схема перших така ж сама, як розглянута в розділі “Перетворювачі для роботи з термометрами опору”, але вони мають додаткове коло для зміни температури вільних кінців, іноді схема може бути уніфікована. Схема інтелектуальних така ж як у звичайних інтелектуальних перетворювачів (АЦП; коло вимірювання температури вільних кінців; процесор; ЦАП; пристрій для цифрового зв’язку, найчастіше – HART). Ці перетворювачі, як правило, уніфіковані на термопари і термометри опору. Тип перетворювачів – П293Т, кл.т. 0.25, 0.4. Перевірка приладів: від калібратора чи іншого приладу треба подати напруги, які відповідають е.р.с. термопари в перевірю вальних точках. При цьому треба враховувати роботу кола компенсації температури вільних кінців. В деяких приладах його можна вимкнути на час перевірки, в деяких потрібно поміряти температуру навколишнього середовища і внести поправку (зменшити е.р.с.) або під’єднати прилад видовжу вальними провідниками, які помістити при t = 0 °С. 1 – калібратор для задавання напруги; 2 – прилад, що перевіряється; 3 – видовжувальні провідники; 4 – звичайні мідні провідники.

Інші Інші

13.12.2011 03:26

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись