Прилад КСМ3-ПІ1000
МОСКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ВІДКРИТИЙ
Курсова робота з дисципліни
Аналогові вимірювальні приладина тему:
1. Автоматичні мости для вимірювання температури
2. Мідні термометри опору ПММ
2.2 Технічні дані
2.3 Принцип дії та пристрій
3. Мости з іскробезпечною вимірювальною схемою КСМ3-ПІ1000
3.2 Технічні дані
3.3 Пристрій та принцип роботи
3.3.1 Електрична функціональна схема автоматичного врівноваженого мосту
3.3.2 Схема електрична принципова врівноважувального моста
3.3.3 Забезпечення іскробезпеки
3.4 Конструкція приладу
3.4.2 Реверсивний електродвигун
3.4.3 Вимірювальний блок
3.4.4 Привід діаграмного диска
3.4.5 Пристрій запису
3.5 Порядок встановлення
4. Підсилювач У2-01-01
4.2 Підсилювач попередній (УП) Б-13.611.63-02
4.3 Підсилювач кінцевий (УО) Б-13.611.65-01
4.4 Випрямляч Б-15.635.75
4.5 Переривач б-15.635.76
5. Використана література
1. Автоматичні мости для вимірювання температури.
Врівноважені автоматичні мости призначені для вимірювання, запису та регулювання електричних та неелектричних величин, пов'язаних функціональною залежністю з активним опором.
Широко поширені автоматичні мости для вимірювання та запису температури, що працюють у комплекті з терморезистором (рис. 1)
Мал. 1.Принципова схема автоматичного моста для вимірювання температури.
В автоматичних урівноважених мостах використовується чотириплічна мостова схема. На рис. 1 позначені R1 , R2, R3 , R4 - опору плечей моста; Rt – терморезистор; Rл – опір лінії (місце вимірювання температури може бути на значній відстані від приладу); Rрп - повний опір реохорд; Rп - опір, що визначається межею вимірювання моста; Uп – напруга джерела живлення; Rогр – опір, що обмежує струм у плечах бруківки.
До основних властивостей схеми автоматичного врівноваженого моста, показаної на рис. 1, відносяться: висока чутливість; компенсація впливу температурних змін опорів сполучних проводів (Rл); можливість розширення меж вимірювання шунтуванням реохорда опором Rп (без втрати лінійності шкали).
Чутливість автоматичного врівноваженого мосту
∆Uм – напруга на виході вимірювальної схеми моста за зміни температури на ∆t 0 ; tп - межа вимірювання за температурою (tп = tmax -tmin); γ - відносна наведена похибка вимірів.
Рівняння шкали автоматичного моста можна отримати на підставі умов рівноваги мостової схеми для двох випадків (для спрощення розглядаємо вимірювальну схему автоматичного моста без опорів Rш і Rп): t=tmin та t=tmin +Δt, тобто. Rt = Rtmin (двигун реохорду в точці 2) і Rt = Rtmin + Rt = Rtmin + βt Rtmin Δt , де βt - температурний коефіцієнт опору матеріалу термометра.
Визначимо ці умови:
Віднімаючи з рівняння (3) рівняння (2), отримуємо такий вираз:
Рівняння шкали приладу можна записати у такому вигляді:
Отримане вираз (5) свідчить, що шкала приладу лінійна. Зміна опору з'єднувальних проводів (ΔRл), який може бути викликаний зміною температури навколишнього середовища, не суттєво впливає на показанняприладу завдяки трипровідній схемі включення терморезистора. Покажемо це.
Рівноважний стан схеми для деякого опору терморезисторів Rt та опору лінії Rл визначається співвідношенням
якщо припустити, що опір з'єднувальних проводів змінився на ΔRл, то показання автоматичного мосту залишаться незмінними, якщо виконуватиметься умова
віднімаючи з (7) вираз (6), отримаємо
У процесі вимірювань Rр змінюється, тому повна компенсація впливу Rл можлива для однієї точки шкали, для якої виконується умова (8). Доцільно виконання цієї умови для середини шкали. Тоді похибка, спричинена змінами опорів з'єднувальних проводів, для всієї шкали приладу незначна.
І тут вибір опору визначається співвідношенням
При градуюванні опір кожного з проводів передбачається рівним 2.5 Ом. Для їх припасування до розрахункового значення служать спеціальні зрівняльні котушки.
Автоматичні мости, виготовлені за схемою рис. 1, мають зменшений вплив зовнішніх наведень (третій з'єднувальний провід входить у діагональ джерела живлення, а не підсилювач).
Самонагрівання термометра усувається відповідним вибором Rогр (для усунення похибки від самонагрівання струм у термометрі не повинен перевищувати 7 – 8 мА). Нестабільність перехідного опору контакту движка реохорда не вносить похибки вимірювання, оскільки воно включено послідовно з великим за величиною вхідним опором підсилювача. Термо- та контактна ЕРС усуваються при живленні схеми моста змінною напругою.
2. Мідні термометри опору ПММ.
Термометри опору ТСМ призначені для вимірювання температури рідких та газоподібних середовищпромислових умов.
Термометри опору працюють у комплекті з логометрами чи автоматичними мостами.
2.2 Технічні дані.
Температурні межі виміру від -50 до +100 0 С.
Градуювання: гр. 23.
Конструкція головки: для ТСМ-Х, ТСМ-XII та ТСМ-XIV звичайна; ТСМ-XI - без головки з кабельним виведенням марки СРГ; ТСМ-239 – з бризгонепроникним штепсельним роз'ємом та проводом РПШЕ.
Стійкість до механічних впливів: для ТСМ-Х, ТСМ-XII, ТСМ-XIV та ТСМ-XI – звичайна, для ТСМ-239 – вібротряскостійкі та удароміцні.
Інерційність термометрів опору велика.
Термометри із нерухомим штуцером, ТСМ-XIV – із рухомим штуцером.
2.3 Принцип дії та пристрій.
Принцип дії ґрунтується на властивості металів збільшувати свій електричний опір при підвищенні температури.
Чутливий елемент мідних термометрів опору складається з мідного ізольованого дроту марки ПЕВ-2 діаметром 0.11 мм, намотаного в 7 - 8 шарів на циліндричний пластмасовий каркас, який вставляється в латунну трубку. До кожного кінця чутливого елемента припаяно виведення з мідного дроту марки ПЕВ-2, діаметром 0.80 мм. Висновки ізольовані один від одного та зовнішньої арматури фарфоровими ізоляторами або поліхлорвінілової трубкою. У термометрах типу ТСМ-Х та ТСМ-XIV висновки кріпляться до затискачів пластмасової колодки. До висновків термометра ТСМ-XI припаює кабель марки СРГ. Висновки термометра ТСМ-XII кріпляться до затискачів пластмасового корпусу, що закривається кришкою. У корпус загвинчена захисна арматура відкритого типу.
Чутливі елементи з колодками термометрів типу ТСМ-Х, ТСМ-XIV поміщені у захисну арматуру із головкою. Колодка кріпиться до голівки за допомогоюскоби. Головка закривається металевою кришкою. Чутливий елемент із кабелем СРГ термометра ТСМ-XI вставляється в захисну арматуру зі штуцером. На кабель надягає ущільнювальний карболітовий штуцер, який ввертається в металевий штуцер захисної арматури.
3. Мости з іскробезпечною вимірювальною схемою КСМ3-ПІ1000.
КСМ3-ПІ являє собою стаціонарний одноточковий показуючий і реєструючий прилад із записом на діаграмному диску.
Автоматичний врівноважуючий міст призначений для контролю та запису температури або інших величин, зміни значень яких можуть бути перетворені на зміну активного опору.
Прилад КСМ3-ПІ з іскробезпечним вимірювальним ланцюгом. Він працює в комплекті з первинним перетворювачем, що серійно випускається, не має власного джерела струму і не володіє індуктивністю або ємністю. Прилад виконаний так, що аварійні режими, що виникають в них в результаті короткого замикання, обриву або виходу з ладу будь-якого елемента і т.п., не можуть викликати іскру в ланцюзі первинного перетворювача, здатну спалахнути вибухонебезпечну суміш, в якій встановлено датчик ( термоперетворювач опору).