Автоматический уравновешенный мост

Структурная схема устройства представляет следящую измерительную систему, где случайной величиной является изменение температуры на объекте показано на рис. 3.78.

Рис. 3.78. Структурная схема уравновешенного моста

Реохорд – динамический потенциометр, исключающий разрыв электрической цепи при быстром перемещении движка, и предназначен для уравновешивания измерительного моста.

Напряжение с выходной диагонали моста подается на усилитель. На выход усилителя подключена управляющая обмотка реверсивного двигателя (РД). На обмотку возбуждения подведено переменное напряжение через конденсатор С. РД вращается только при появлении напряжения на обмотке управления. Если фазы напряжений управляющей обмотки и обмотки возбуждения совпадают, то РД вращается по часовой стрелке, если нет – против. В момент измерения мост должен быть уравновешен: ΔU = 0. Настройка измерительного моста выполняется с помощью резистора R_Ш для шунтирования реохорда (R_Ш = 90 Ом), резисторов R₂, R₄ – для сдвига шкалы вправо или влево, резистора R₃ для растяжения и сжатия шкалы. При изменении температуры на объекте изменяется сопротивление R_тс, что выводит измерительный мост из равновесия. На выходе моста появляется напряжение ΔU, не равное нулю, которое усиливается и подается на управляющую обмотку РД. Вал двигателя начинает вращаться и перемещать движок реохорда до тех пор, пока рассогласование ΔU не станет равным нулю. Движок реохорда займет новое положение, соответствующее измеренной температуре, а стрелка укажет значение температуры на объекте по шкале N. Устройство также запишет номер датчика и температуру на объекте на ленту. Регистрирующая часть схемы приведена на рисунке.

Часто один мост работает с несколькими датчиками температуры через коммутатор К. УН – усилитель; ВМ – входной мост; терморезисторы ; СД – синхронный двигатель.

К оммутатор К переключается от СД. Вал РД связан с реохордом и с печатающей каретки. Графики изменения температуры регистрируется различными знаками. На рис. 3.79 приведена упрощенная схема моста.

Рис. 3.79. Упрощенная схема моста

Мост имеют дополнительные функции для двухпозиционного и трехпозиционного релейного регулирование температуры объектов, дистанционную передачу показаний, преобразование измерительного значения температуры в токовый сигнал 4–20 мА или напряжение 0–1 В и др.

Пирометры

Пирометры служат для бесконтактного измерения температуры объектов с безопасного расстояния. Они применяются для контроля температуры горячих, движущихся, вибрирующих, вредных, опасных или труднодоступных объектов. Существуют:

• пирометры полного излучения (радиационные);

• пирометры частичного излучения (яркостные);

• цветовые пирометры;

Радиационные пирометры (рапир)

Радиационные пирометры измеряют полное излучение во всех частях спектра. На рис. 3.80 показана оптическая схема и чувствительный элемент радиационного пирометра.

Рис. 3.80. Радиационный пирометр

Визуально направляется трубка (ТЕРА-50) на нагретое тело. При этом излучение фокусируется на чувствительном элементе (батарее термопар, горячие спаи которых располагаются на пластине из зачерненной платины).

1 – нагретое тело, объект;

2 – объектив;

3 – чувствительный элемент (батарея термопар);

4 – окуляр;

5 – наблюдатель.

Такой пирометр применяется для измерения температуры от 600⁰С до 2500⁰С. Приведенная погрешность 1%.

Охлаждение ТЕРА-50 водяное - для стабилизации температуры холодных спаев батареи термопар или применяют медную термокомпенсацию.

Погрешность:

1. Погрешность от неполноты излучения.

Коэффициент неполноты излучения может меняться 0,04÷1.

Пирометры градуируются по типам поверхностей, т.е. в соответствии с коэффициентом неполноты.

2. Расстояние до объекта.

Интенсивность излучения зависит от квадрата расстояния, чем больше расстояние, тем меньше излучение. Обычное расстояние: (1,5 – 4)м.

3. Погрешность среды. Излучение частично поглощается окружающей средой.