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:

2002

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 03:12-

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись