Автоматический электронный потенциометр ксп-4

КСП - 4 предназначен для измерения, записи и сигнализации температуры, работает в комплекте с термопарами. Монтируется на щите управления в операторной.

.

Рис. Принципиальная схема потенциометра КСП-4

Устройство:

ИМ – измерительный мост;

ИПС – источник питания стабилизированный;

РД – реверсивный двигатель;

СД – синхронный двигатель;

РУ – регистрирующее устройство;

ЭУ – электронный усилитель;

Rр – реохорд (калиброванное манганиновое сопротивление);

Rш – шунт реохорда (служит для ограничения тока, протекающего через реохорд);

R – резистор для подгонки сопротивления реохорда к расчётному значению;

Rд – переменный резистор ( для регулирования рабочего тока ИПСа);

Rн - резистор для подгонки начала шкалы;

Rп – резистор для подгонки конца шкалы;

Т – термопара;

ПК – преобразующий каскад;

УН – усилитель напряжения;

УМ – усилитель мощности;

Rк – медное сопротивление (устраняет погрешность от изменения температуры окружающей среды).

Rф1, Cф1 – Г- образные фильтры, предназначены для устранения помех, возникающих в цепи

термопары;

Rф2, Cф2

Rд – переменный резистор (для регулирования рабочего тока ИПСа)

Работа

Принцип действия основан на потенциометрическом (компенсационном) методе измерения. Он заключается в уравновешивании неизвестной, измеряемой термо э.д.с. термопары известным падением напряжения в измерительной диагонали моста.

Измеряемая т.э.д.с. термопары сравнивается с напряжением в диагонали bd мостовой схемы. В диагональ aс подключен ИПС. При работе потенциометра разность т.э.д.с. термопары и напряжения, снимаемого с диагонали bd мостовой схемы, подается на вход усилителя. Если измеряемая т.э.д.с. равна этому напряжению, то сигнал на входе усилителя равен нулю. При этом схема находится в равновесии.

При изменении температуры в объекте изменяется т.э.д.с. на концах термопары, равновесие системы нарушается, и на вход усилителя подается напряжение разбаланса постоянного тока. Оно преобразуется в ПК в переменное напряжение, усиливается по напряжению и мощности и приводит в действие РД, который перемещает двигатель до тех пор, пока схема не уравновесится. СРД связаны также стрелка и перо. Синхронный двигатель вращает диаграммную бумагу.

На шкале потенциометра обязательно указывается градуировка термопары, предназначенной для работы в комплекте с этим прибором (Гр. ХК; Гр. ХА; Гр. ПП). К многоточечному потенциометру с помощью компенсационных проводов может быть подключено до 12 однотипных термопар.

Типы потенциометров:

КСП – 1; КСП – 2 –малогабаритные потенциометры с ленточной диаграммой;

КСП – 3 – с дисковой диаграммой;

КСП – 4и – со складывающейся диаграммой, в искробезопасном исполнении.

В последнее время в цехах ОАО «НКНХ» для измерения температуры широко применяются следующие вторичные приборы:

1) ФШЛ;

2) ДИСК-250;

3) Ш-711.

Ш-711 – групповой многоканальный измерительный преобразователь, работает с сигналами термопар и термометров сопротивления, а также с унифицированными сигналами тока 0-5; 0-20; 5-20мА и напряжения 0-10В постоянного тока. Возможно подключение до 60 датчиков.

Прибор регистрирующий ДИСК - 250, ДИСК - 250И

Д- датчик;

ВхУ- входное устройство;

Р- реохорд;

УР- усилитель (уровня) сигнала реохорда;

УН- усилитель небаланса;

ДВ- двигатель (балансирующий);

ВУ1-ВУ5- усилитель выходных устройств;

ВУи устройство преобразования входного сигнала в выходной электрический

сигнал 0-5 или4-20мА;

ВУ2- трёхпозиционное регулирующее устройство;

ВУЗ-устройство сигнализации о выходе измеряемого параметра за нижний

допустимый предел изменения;

В У4- устройство сигнализации о выходе измеряемого параметра за верхний

допустимый предел изменения;

ВУЗ- пропорционально - интегральное регулирующее устройство;

ПУ- предварительный усилитель;

ОКУ- оконечный усилитель:

УВС-усилитель входного сигнала;

ДИСК- 250 предназначен для измерения и регистрации активного сопротивления, силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрический величин, преобразованных в указанные сигналы.

Прибор рассчитан на работу с входными сигнала: от термопреобразователей сопротивления с номинальной статической характеристикой преобразования; 0-5и4-20мА; 0-5 и О- 10 В, 0-50 и 0- 100 мВ.

В основу прибора положен принцип электромеханического следящего уравновешивания. Входной сигнал от датчика предварительно усиливается и лишь после этого производится уравновешивание его сигналом компенсирующего элемента (реохорда).

В приборе ДИСК-250 входной сигнал от датчика Д поступает во входное устройство ВхУ, где он нормализуется по нижнему пределу измерения для удобства его дальнейшей обработки. Кроме того входное устройство содержит источник тока для питания термопреобразователей сопротивления и для питания медного резистора температурной компенсации изменения термо - э. д. с. холодных спаев термоэлектрических преобразователей.

Далее сигнал поступает во входное устройство ВхУ, где он нормализуется по нижнему пределу измерения для удобства его дальнейшей обработки.

Затем входной сигнал поступает на усилитель У ВС с .жёсткой отрицательной обратной связью, где сигнал нормализуется по верхнему пределу измерения. Таким образом с выхода У ВС снимается сигнал, нормализованный по нижнему и верхнему пределам измерений (при изменении входных сигналов от нижнего до верхнего пределов измерения выходной сигнал усилителя УВС в приборах изменяется в пределах от минус 0,5 до минус 8,5 В).

С предварительного усилителя ПУ УВС снимается сигнал, изменяющийся в пределах от 0 до плюс 4 В при изменении входных сигналов от нижнего до верхнего пределов измерений.

Сигнал с реохорда Р, усиленный усилителем УР до уровня от плюс 0,5 до плюс 8,5 В, сравнивается на входе усилителя небаланса УН с сигналом УВС. Работа прибора происходит следующим образом.

При изменении значения измеряемого параметра на входе усилителя УН появляется сигнал небаланса, который усиливается этим усилителем и управляет работай двигателя ДВ, который, в свою очередь перемещает движок реохорда Р до тех пор, пока сигнал с усилителя УР не станет равным (по абсолютной величине) сигнал с усилителя УВС. Таким образом, каждому значению измеряемого параметра соответствует определённое положение движка реохорда и связанного с ним указателя прибора.

Сопротивление обмотки реохорда для всех градуировочных характеристик и диапазонов измерений одинаково и составляет приблизительно 940 Ом ± 10%.

Сигнал с усилителя УВС поступает на входы усилителей выходных устройств ВУ1 - ВУ5.

Пирометры

Пирометры - это приборы для измерения температуры бесконтактным ме­тодом. Они бывают двух типов:

1. яркостные пирометры - измеряют яркость нагретого тела в узком

диапазоне длин волн излучения;

2. радиационные пирометры – измеряют температуру по тепловому

действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн.

Пирометры излучения

Пирометры излучения пред­назначены для бесконтактного измерения температуры по тепловому излучению нагретых тел. Наиболее рас­пространены радиационные пирометры.

Действие радиационного пирометра основано на из­мерении всей энергии излучения нагретого тела. Схема такого пирометра приведена на рис. 69. Лучи от нагретого тела объективом 1 фо­кусируются на зачерненной пластинке 2 и нагревают ее. Температура пластинки при этом оказывается пропор­циональной энергии излуче­ния, которая, в свою оче­редь, зависит от измеряе­мой температуры. Для из­мерения температуры пла­стинки обычно применяют батарею последовательно включенных термопар 3, э.д. с. которой может быть из­мерена милливольтметром 4 или потенциометром.

Радиационные пирометры применяют для из­мерения температур от 100 до 2500° С. В комплект пиро­метра входят телескоп, измерительный прибор и вспомогательное оборудование, предназначенное для защиты телескопа от воздействия измеряемой среды (ко­поти, пыли, высокой окружающей температуры).

Блочные схемы приборов для регулирования температуры

1. Блочная схема приборов для регулирования температуры до 650^оС приводится на рис. При измерении температуры до650^оС датчиком температуры является термометр сопротивления.

При изменении температуры регулируемой среды сопротивление термометра изменяется. Термометр сопротивления подключен к входу преобразователя НП-СЛ (нормирующий преобразователь, работающий с термометром сопротивления, линеаризационный). Преобразователь НП-СЛ изменение сопротивления термометра преобразует в сигнал постоянного тока от 0 до 5 мА. С выхода НП-СЛ сигнал поступает на вход преобразователя ЭПП (электропневматический преобразователь). Преобразователь ЭПП электрический сигнал от 0 до 5 мА преобразует в пневматический сигнал от 0,2 до 1 кгс/см². С выхода ЭПП пневматический сигнал поступает на вторичный прибор ПВ10.1Э и на пневматический регулятор ПР3.31. Вторичный прибор показывает и записывает регулируемую температуру. Регулятор обрабатывает пневматический сигнал от 0,2 до 1 кгс/см² , и этот сигнал поступает на регулирующий клапан. При этом регулирующий клапан открывается или закрывается, если температура регулируемой среды будет отличаться от заданного значения.

2. Блочная схема для регулирования температуры до 1800^оС приводится на рис.

При измерении температуры до 1800^оС датчиком температуры является термопара.

При изменении температуры регулируемой среды ЭДС термопары изменяется. Термопара подключена к входу преобразователя НП-ТЛ (нормирующий преобразователь, работающий с термопарой, линеаризационный). Преобразователь НП-ТЛ изменение ЭДС термопары преобразует в сигнал постоянного тока от 0 до 5мА. С выхода НП-ТЛ сигнал поступает на вход преобразователя ЭПП, далее обработка сигнала происходит так же, как и в случае с термометром сопротивления.