"Наладка систем измерения температуры"

Предмонтажная проверка и наладка мостов и логометров

Цель работы:

• Изучение принципа работы, устройства и особенностей применения мостов и логометров для измерения температуры. Освоение методики поверки и количественных оценок погрешности измерительных приборов.

Теоретическая часть

• Для измерения температуры с помощью термометров сопротивления широко распространены электрические измерительные схемы, работающие по принципу мостика Уитстона или магнито-электрического логометра. 
• Принцип действия логометра  основан на взаимодействии поля постоянного магнита и магнитных полей, вызванных токами, протекающими в двух рамках подвижной системы. ЛПБ-46 имеют две скрещенные жестко скрепленные между собой рамки. Расположение рамок и форма зазора, в котором они вращаются, определяют положение подвижной системы, которое зависит от отношения токов в рамках, изменяющегося в зависимости от сопротивления термометра.

Логометр Ш69000

Электронные уравновешенные мосты переменного тока

• предназначены для измерения, записи и регулирования (при наличии регулирующего устройства) температуры и других величин, измерение которых может быть преобразовано в изменение активного сопротивления. Прибор состоит из следующих основных блоков: корпуса, каретки с пером, усилителя, панели внешних коммутаций лентопротяжного механизма, регулирующего устройства, измерительного механизма. В лентопротяжном механизме установлен синхронный электродвигатель с редуктором. Нужную скорость продвижения диаграммной ленты получают, пользуясь инструкциями по эксплуатации.
• В основу работы электронных автоматических мостов КСМ2 положен нулевой метод измерения сопротивления.

Рис.4 Измерительная схема автоматического электронного равновесного моста. Измерительная схема уравновешенного моста состоит из резисторов

Измерительная схема уравновешенного моста состоит из резисторов, имеющих следующие назначения:

• R p - реохорд, калиброванное сопротивление,
• r ш - шунтирующее сопротивление, для ограничения тока, протекающего через реохорд,
• r k - резистор для задания верхнего предела измерений,
• r h - резистор для задания начала шкалы,
• r1, R2, r3, R4 - постоянные сопротивления,
• R6 - сопротивления в диагонали питания, для ограничения тока,
• R t - термометр сопротивления,
• R л - резисторы для подгонки сопротивления линии связи до 2,5 Ом.
• термометра R t и нарушится равновесие измерительной схемы.

РАСЧЕТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО МОСТА

• Для расчета измерительной схемы равновесного моста должны быть заданы минимальный t min и максимальный t max пределы измерения температуры в °С и тип термометра сопротивления.
• Зная пределы измерения и тип термометра сопротивления, находят по градуировочным таблицам минимальную Rt min и максимальную Rt тах величины сопротивления термометра. При измерении Rt min движок реохорда должен находиться в точке а', соответствующей началу шкалы.

• Учитывая, что термометр сопротивления Rt включен последовательно с реохордом в одно из плеч моста, движение равновесия измерительной схемы в этом случае возможно при условии:
• R 2 • (R tmin +R 3 +R Л +R np ) = (R 1 +R л )*R H (1)
• При измерении Rtmax движок реохорда должен находиться в точке а",соответствующей концу шкалы. При этом равновесие измерительной схемы соблюдается при выполнении следующего равенства:
• R 2 •(R tmax +R 3 +R л ) = (R 1 +R Л )-(R н +Rnp) (2)
• Вычитая из условия (1) равенство (2), получим:
• R 2 *(R tmax -R tmin )= (R 1 + R 2 + R л ) • R np откуда:

• Из уравнения (1) определяем величину сопротивления R H , предназначенного для подгонки нижнего предела измерения прибора:
• R 1 = R 2 = 200 Ом, R 3 = 4,4 Ом, R л = 2,5 Ом

• Максимальная величина тока, протекающая через термометр сопротивления определяется по уравнению:

• где U max максимальное напряжение на зажимах питания измерительной схемы моста. 6,3B = U max

R 6min Полученные в результате расчета пределы измерения шкалы прибора могут несколько отличаться от заданных, так как сопротивления нерабочих витков реохорда и соединительных проводов при расчете не учитывались. " width="640"

• Максимально допустимая величина тока, исключающая самонагрев термометра равна 7-8 мА. При прочих равных условиях величина I max зависит от величины R6, определяемой по уравнению:

• Максимальное значение сопротивления R б рассчитывается по уравнению (7) при I max = 7 мА. Действительное значение сопротивления должно превышать R бmin
• R л R 6min
• Полученные в результате расчета пределы измерения шкалы прибора могут несколько отличаться от заданных, так как сопротивления нерабочих витков реохорда и соединительных проводов при расчете не учитывались.

По результатам измерений заполнить протокол, используя следующие формулы:

• а) абсолютная погрешность = R tизм - R tист
• б) приведенная погрешность
• в) относительная погрешность
•  
• г) вариация В = R tизм пр. х - R tизм . обр. х.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• Для чего предназначены электронные уравновешенные мосты?
• Из чего состоит измерительная схема уравновешенного моста?
• Как проверяется мосты и логометры?
• Принцип действия логометра?