Реферат: Технологические измерения и приборы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

___________________________________________________________________

Кафедра электротехники

и автоматизированныхпромышленных установок

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

Выполнил:

Студент 4-гокурса

Гр. 423, спец. 2102

Шифр 0-200076

ТретьяковА.А.

Проверил:

Любимова В.Г.

ОМСК 2003ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1.<span Times New Roman"">    

Описать методы измерения температуры, основанные на использованиитермоэлектрических  и резистивныхпреобразователей и автоматических потенциометров и мостов.

2.<span Times New Roman"">    

Выбрать наиболее подходящий тип первичного измерительного преобразователя(ПИП) и соответствующую ему схему измерения.

3.<span Times New Roman"">    

Произвести расчет схемы измерения, используемой в электронных автоматическихмостах или потенциометрах.

4.<span Times New Roman"">    

Построить градуировочную характеристику шкалы измерительного устройства.

5.<span Times New Roman"">    

Определить передаточные функции для схемы измерения по каналу измерениятемпературы и по каналу перемещения движка реохорда ( по цепи обратной связи).

6.<span Times New Roman"">    

Составить структурно-функциональную схему работы автоматического мостаили потенциометра в зависимости от типа датчика и схемы измерения температуры.

1.МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, ОСНОВАННЫЕ НА

ИСПОЛЬЗОВАНИИТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И РЕЗИСТИВНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙМЕТОД

<img src="/cache/referats/14358/image002.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1034">

На рис 1.1 представлены два разных проводника изоднородного материала, концы которых соединены и имеют разную температуру: t и t0.

Термоэлектрический эффект объясняется наличием вметаллах свободных электронов, число которых в единице объема различно для разныхметаллов. На конце с температурой t электроны из металла А диффундируют в металл В в большемколичестве, чем в обратном направлении, поэтому металл А заряжаетсяположительно, а металл В – отрицательно. В месте соприкосновения проводниковвозникает электрическое поле, препятствующее диффузии. Когда скорость диффузииэлектронов становится равной скорости их обратного перехода под влияниемустановившегося электрического поля, наступает состояние подвижного равновесия.При таком состоянии между проводниками А и В возникает некоторая разностьпотенциалов, т.е. термо-ЭДС, зависящая также и от температуры мест соединенияпроводников 1 и 2.

<img src="/cache/referats/14358/image004.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1037"> В простейшей термоэлектрической цепи, составленнойиз двух разнородных проводников А и В, возникает четыре ЭДС. Две возникают в местахсоединений проводников (они будут различны, так как различны температуры).Кроме того в каждом однородном проводнике, концы которого имеют разныетемпературы, появляется разность потенциалов.

Термоэлектрический термометр представляет собой дватермоэлектрода 3 (тонкие проволоки диаметром 0,5 или 1,2 мм) из разных металлов,одни концы 1 (рис. 1.2) которых сварены между собой, а к другим разомкнутымсвободным концам 4 подводятся соединительные првода. Для защиты от механическихповреждений и вредного воздействия среды, температура которой измеряется, термоэлектроды,армированные изоляцией, помещают в защитную арматуру 2. Термоэлектрическийтермометр погружают в среду температуру которой необходимо измерить, на глубинуL. Концы 1 называют рабочимконцом термоэлектрического термометра (он находится в измеряемой среде), аконцы 4 – свободным концом (он находится обычно в помещении цеха, лаборатории).

В настоящее время наибольшее распространениеполучили стандартные термоэлектрические термометры с металлическимитермоэлектродами характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Tип термоэлектрического термометра

Материал термоэлектродов

Условное обозначение номинальной статической характеристики

Диапазон измерений придлительном применении <img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Допускаемый верхний предел измерений при кратковременном применении <img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Пределы допускаемых основных погрешностей <img src="/cache/referats/14358/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

       

    

       t,<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1028"><img src="/cache/referats/14358/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

ТПП

Платинородий (10% родия)

Платина

ПП<img src="/cache/referats/14358/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

0 – 1300

1600

0,01

0,01+2.5*10<img src="/cache/referats/14358/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

(t — 300)

0 – 300

Свыше 300 до 1600

ТПР

Платинородий (30% родия)

Платинородий

(6% родия)

ПР30/6<img src="/cache/referats/14358/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

300 – 1600

1800

0,01+2.5*10<img src="/cache/referats/14358/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1033">

(t — 300)

Свыше 300 до 1800

ТВР

Вольфрамрений (5% рения)

Вльфрамрений

(20% рения)

ВР5/20<img src="/cache/referats/14358/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

0 – 2200

2500

0,080

0,08+4.0*10<img src="/cache/referats/14358/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1035">

(t — 1000)

0 – 1000

ТХА

Хромель

Алюмель

ХА<img src="/cache/referats/14358/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

-200 – 1000

1300

0.16

0,16+2.0*10<img src="/cache/referats/14358/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1037">

(t — 300)

-50 –(- 300)

Свыше 300 до 1300

ТХК

Хромель

Копель

ХК<img src="/cache/referats/14358/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

-200 – 600

800

0,200

0,2+6.0*10<img src="/cache/referats/14358/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

(t — 300)

-50 –(- 300)

Свыше 300 до 800

В последнее время были созданы термоэлектрическиетермометры с термоэлектродами из тугоплавких соединений или их комбинаций сграфитом и другими материалами, предназначенные для измерения высоких температур.Однако они ещё не получили распространения для контроля температур технологическихпроцессов в отрасли.

Из таблици видно, что наименьшую погрешность имеютплатинородий-платиновые термометры, обеспечивающие также лучшуювоспроизводимость термо-ЭДС. Положительным электродом у них является сплавплатины с родием – платинородий, а отрицательным – чистая платина.Платинородий-платиновыетермометры используют в качестве эталонных и образцовых.

К числу достоинствтермоэлектрических термометров следует отнести достаточно высокую степеньточности, возможность централизации контроля температуры путем присоединениянескольких термоэлектрических термометров через переключатель к одномуизмерительному прибору, возможность автоматической записи измеряемой температурыс помощью самопишущего прибора, возможность раздельной градуировки измерительногоприбора и термоэлектрического термометра.

          Для измерения термо-э.д.с. термоэлектрических термометров,напряжений, а также других величин, связанных с напряжением определенной зависимостишироко используется компенсационный метод.

          Принцип компенсационного метода основан на уравновешивании(компенсации) измеряемой э.д.с. известным напряжением, полученным от строгоопределенного тока, называемого обычно рабочим, на сопротивлении с известным значением.

<img src="/cache/referats/14358/image018.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1036">Iна реохорде (компенсационном резисторе) Rp. При этом сопротивление компенсационной цепи должно бытьнеизменным, а источник питания должен обеспечивать неизменным, во время измерения,рабочий ток I. Вдолькомпенсационного резистора Rpможет перемещаться скользящий контакт – движок b, который с помощью провода соединен содним зажимом переключателя П. К зажиму a реохорда Rpприсоединен один зажим нулевого прибора НП, второй его зажим присоединен кпереключателю П. Таким образом, с помощью переключателя нулевой прибор можновключить в цепь термоэлектрического термометра АВ или нормального элемента НЭ сЭДС Енэ.

При изменении термо-ЭДС Е(<img src="/cache/referats/14358/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1040">b до тех пор, покауказатель нулевого прибора не установится на нулевой отметке шкалы. Привыполнении этого условия падение напряжения на части реохорда Rp будет равно измеряемой термо-ЭДС Е(<img src="/cache/referats/14358/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

<img src="/cache/referats/14358/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1042"><img src="/cache/referats/14358/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1043">ab.

          Компенсационный метод измерения термо-э.д.с. положен воснову принципа действия приборов, которые называются потенциометрами с постояннойсилой рабочего тока.

<img src="/cache/referats/14358/image026.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1039">

 Принцип компенсационного метода, как описывалосьвыше, основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой термо-ЭДС известнымнапряжением,  полученным от рабочего токастрого определенного значения на известном сопротивлении. Принципиальнаякомпенсационная схема уже была рассмотрена (см. рис. 1.3). Она соответствуетэлектрической схеме переносного неавтоматического потенциометра.

Рассмотрим принцип работыавтоматических потенциометров, получивших большое распространение в различныхотраслях промышленности, компенсирующее напряжение регулируется не вручную, аавтоматически, с помощью реверсивного двигателя. Упрощенная схемаавтоматического потенциометра представлена на рис 1.4.

Если измеряемая термо-ЭДС <img src="/cache/referats/14358/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> не равнакомпенсирующему напряжению <img src="/cache/referats/14358/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/14358/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> (в виде напряженияпостоянного тока) подается на входное устройство ВУ, представляющее собойпреобразовательный элемент, в котором сигнал рассогласования <img src="/cache/referats/14358/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> преобразуется вэлектрический сигнал переменного тока и подается на вход усилителя. Усиленныйсигнал приводит в действие реверсивный двигатель РД. Выходной вал двигателявращается в ту или иную сторону в зависимости от полярности сигнала <img src="/cache/referats/14358/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> и через системукинематической передачи перемещает движок <img src="/cache/referats/14358/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> реохорда измерительнойсистемы ИС, изменяя компенсирующее напряжение <img src="/cache/referats/14358/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> до тех пор, пока ононе станет равным измеряемой термо-ЭДС <img src="/cache/referats/14358/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1051"><img src="/cache/referats/14358/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> напряжению и мощности)выполняет ещё функцию нуль-прибора.

Автоматические потенциометрыявляются техническими общепромышленными приборами высокой точности. Допускаемаяосновная погрешность, выраженная в процентах от нормирующего значения, непревышает <img src="/cache/referats/14358/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> или <img src="/cache/referats/14358/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

Шкалы автоматическихпотенциометров градуированы в градусах Цельсия или в милливольтах. Если шкалаприбора градуированна в единицах температуры, на ней указывается типтермоэлектрического термометра. Использование такого прибора с другимтермометром недопустимо.

<span Times New Roman"">           

ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ

          Термометры сопротивления широкоприменяют для измерения температуры в интервале от –260 до 750<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1055"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1056">

          Вкачестве материала для изготовления термометров сопротивления используются какчистые металлы, так и ряд полупроводников.

          Действие термометров сопротивления основано на свойствепроводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменениемтемпературы окружающей их среды.

Известно, что температурныйкоэффициент электрического сопротивления металлов положительный (сопротивлениевозрастает при повышении температуры), а полупроводников – отрицательный(сопротивление уменьшается при повышении температуры). Это объясняетсяразличием в их молекулярном строении. Электрическое сопротивление металлаувеличивается с повышением температуры в связи с возрастающим рассеяниемэлектронов на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленнымувеличением тепловых колебаний ионов вокруг своих положений равновесия. Числоносителей тока – электронов проводимости – очень велико и не зависит оттемпературы. У полупроводников с увеличением температуры резко возрастает число электронов проводимости (носителейтока), поэтому электрическое сопротивление резко уменьшается.

<img src="/cache/referats/14358/image040.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1040">

Металлические термометрысопротивления получившие наибольшее распространение, имеют чувствительныйэлемент в виде тонкой (диаметром 0,05 мм) проволоки 2, намотанной на слюдянуюпластину 1 (или пластмассовый цилиндр) и помещенный в защитный чехол 3 (рис.2.1). проволоку изготовляют в основном из чистых платины или меди. Всоответствии с этим различают термометры сопротивления платиновые (ТСП) и термометрысопротивления медные (ТСМ).

У чистых металловсопротивление больше, чем у сплавов, поэтому для изготовления термометров сопротивленияиспользуют чистые металлы.

Для металлических термометровсопротивления ТСП и ТСМ стандартных градуировок стандартизованы градуировочныетаблицы, пользуясь которыми можно определить по измеренному значениюсопротивления термометра температуру окружающей его среды и, наоборот,определить сопротивление термометра для различных значений температуры.

Металлические термометрысопротивления имеют следующие достоинства: высокую точность измерения,возможность использования в комплекте с ним измерительных приборов состандартными шкалами, взаимозаменяемость, возможность централизации контролятемпературы путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометровсопротивления через переключатель к одному измерительному прибору, возможностьиспользования их с информационно вычислительными системами.

Для изготовлениячувствительных элементов полупроводниковых термометров сопротивления(терморезисторов) применяют смеси различных полупроводниковых веществ: окисловмеди и марганца, окислов кобальта и марганца, двуокиси титана и окисла магния ит.д. для измерения низких температур используется германиевый термометр сопротивления.

Чувствительный элемент терморезисторовизготовляют различной формы. Наиболее распространены формы в виде небольшогоцилиндра, стержня, шайбы и бусинки. Для предохранения от возможных механическихповреждений и вредного воздействия среды, температура которой измеряется,чувствительный элемент покрывают эмалью, помещают в защитный чехол.

На рис. 2.2 а представленполупроводниковый терморезистор, чувствительный элемент которого выполнен ввиде небольшого цилиндрического стержня 8, покрытого эмалевой краской иметаллической фольгой 3, с контактными колпачками 2, 4 и выводами 1, 5. снаружитерморезистор защищен чехлом 7, в верхней части которого имеется стеклянныйизолятор 6.

<img src="/cache/referats/14358/image042.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1044">

Для выпускаемых промышленностьюполупроводниковых терморезисторов (ПТР) зависимость их сопротивления оттемпературы, не превышающей 100<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1057">

<img src="/cache/referats/14358/image045.gif" v:shapes="_x0000_i1058">

где <img src="/cache/referats/14358/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1059">  — сопротивление термометрапри температуре Т, выраженной в кельвинах; А, В и b – постоянные коэффициенты, зависящиеот материала термометра и его конструкции.

К достоинствамполупроводниковых термометров сопротивления относятся: большаячувствительность, которая примерно на порядок выше чувствительности металлическихтермометров сопротивления; малая инерционность, что имеет существенное значениедля исследования нестационарных тепловых процессов; большое сопротивление (отединиц до сотен килоом), позволяющее не учитывать при измерении температуры изменениесопротивления соединительных проводов при изменении температуры окружающей среды.

Однако полупроводниковые терморезисторыимеют и ряд существенных недостатков, препятствующих широкому распространениюих на производстве. К ним в первую очередь относится большой разбростемпературных даже внутри одного и того же типа (значительно отличаютсяноминальные значения сопротивлений и температурные коэффициенты для термометроводного и того же типа). Это исключает взаимозаменяемость и возможностьполучения градуировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых терморезисторов.Каждый экземпляр терморезистора, предназначенный для измерения и сигнализациитемпературы, необходимо градуировать индивидуально. К другим недостаткамотносятся нелинейность зависимости электрического сопротивления от температурыи малая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.

Приизмерении температуры в промышленных условиях электрические термометрысопротивления применяют в комплекте с логометрами, автоматическими уравновешеннымимостами и автоматическими компенсационными приборами. При этом необходимо иметьв виду, что эти приборы снабжают шкалой, отградуированной в градусах Цельсия,которая действительна только для определенной градуировки термометрасопротивления и заданного значения сопротивления проводов, соединяющихтермометр с измерительным прибором.

Рассмотримсхему работы автоматического уравновешенного моста.

Автоматическиеуравновешенные мосты являются техническими приборами высокого класса точности.Они бывают показывающими, показывающими и самопишущими с записью или надисковой, или на ленточной диаграмме. Приборы с ленточной диаграммой служат дляизмерения и записи температуры в одной точке (одноточечные) или в несколькихточках (многоточечные). Приборы с дисковой диаграммой изготавливаются толькоодноточечными. Шкала автоматических уравновешивающих мостов градуирована вградусах Цельсия с указанием её принадлежности к определенной градуировке термометрасопротивления.

Поустройству автоматические уравновешенные мосты отличаются от автоматическихпотенциометров только измерительной схемой. На рис. 2.3 дана принципиальнаясхема автоматического уравновешенного моста. В измерительную схему входят; R1, R2 и R3 –резисторы, образующие три плеча мостовой схемы, четвертое плечо образовано сопротивлением<img src="/cache/referats/14358/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> термометра; <img src="/cache/referats/14358/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1061">  — реохорд; <img src="/cache/referats/14358/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1062"><img src="/cache/referats/14358/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> до заданногонормированного значения; <img src="/cache/referats/14358/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1064">  — резистор дляустановки диапазона измерения; <img src="/cache/referats/14358/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1065"><img src="/cache/referats/14358/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1066"><img src="/cache/referats/14358/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1067"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1068">  – конденсатор, включенный параллельно управляющей обмотке реверсивногодвигателя, шунтирует её для компенсации индуктивной составляющей тока в этойобмотке; СД – двигатель для перемещения диаграммной ленты или каретки печатающегоустройства. Все резисторы изготавливаются из манганиновой проволоки, следовательно,колебания температуры воздуха не влияют на значения сопротивлений этих резисторов.

Термометрсопротивления подключен к мосту по техпроводной схеме.

Измерениеи запись температуры производятся следующим образом. Изменение сопротивлениятерморезистора <img src="/cache/referats/14358/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> нарушает равновесиемостовой схемы, и в диагонали АВ моста возникает напряжение рассогласования,которое поступает на входной трансформатор, затем усиливается усилителем дозначения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя РД.Выходной вал двигателя, вращаясь в ту или иную сторону в зависимости от знакасигнала рассогласования, перемещает движок реохорда и перо самописца СП. Придостижения равновесия мостовой схемы выходной вал двигателя <img src="/cache/referats/14358/image062.jpg" v:shapes="_x0000_s1058">
останавливается, адвижок реохорда, указатель и перо самописца занимают положение, соответствующееизмеряемому сопротивлению термометра, а следовательно, температуре измеряемогообъекта.

Мостоваясхема изображенная на рис 2.2, будет в состоянии равновесия при условии

<img src="/cache/referats/14358/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1070">

где <img src="/cache/referats/14358/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1071">  — приведенноесопротивление участка реохорда левее движка А; <img src="/cache/referats/14358/image067.gif" v:shapes="_x0000_i1072">  — приведенноесопротивление участка реохорда правее движка А.

Дляавтоматических уравновешенных мостов установлена допускаемая основная погрешность,выраженная в процентах от нормирующего значения. Она составляет <img src="/cache/referats/14358/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1073"> 0,25 или <img src="/cache/referats/14358/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> 0,5.

Отечественнаяпромышленность выпускает следующие основные типы автоматических уравновешенныхмостов: показывающие КПМ1 и КВМ1; показывающие и самопишущие с ленточнойдиаграммой КСМ1, КСМ2 и КСМ4; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммойКСМ3. эти приборы имеют дополнительные сигнальные и регулирующие устройства имогут быть использованы в системах сигнализации и регулировки температуры.

2.<span Times New Roman"">    

ВЫБОР ТИПА ПЕРВИЧНОГОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ

На основании заданногодиапазона температур t<img src="/cache/referats/14358/image071.gif" v:shapes="_x0000_i1075"><img src="/cache/referats/14358/image073.gif" v:shapes="_x0000_i1076"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1077">t<img src="/cache/referats/14358/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1078"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1079"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1080">R<img src="/cache/referats/14358/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1081">=53,00 Ом. Данному типу ПИП соответствует мостовая схема измерения, используемаяв автоматических мостах.

3.<span Times New Roman"">    

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЙКИМОСТОВОЙ СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Примем для расчета следующиеданные:

-<span Times New Roman"">        

диапазон измерения температуры от 0 до 100 градусов Цельсия;

-<span Times New Roman"">        

в качестве датчика температуры выбран термометр сопротивления типа ТСМ23 градуировки;

-<span Times New Roman"">        

стандартная градуировочная шкала для электронного автоматического мостатипа КСМ4 выбрана от 0<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1082"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1083">

-<span Times New Roman"">        

параметры настройки измерительной схемы моста при использовании стандартнойшкалы (0<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1084"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1085">

Rл = 2,5Ом; Rд = 4,3 Ом; R2 =  R3 = 300Ом; Rб = 450 Ом;

Rп =23,6 Ом; Rрш = 90 Ом; Rпр = 18,7 Ом; R1 = 76Ом;

R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1086">=53 Ом; R<img src="/cache/referats/14358/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1087">=75,58 Ом; Uо = 6,3 В.

          Пересчитаемпараметры настройки измерительной схемы моста (рис. 1), которые бы обеспечивалиизменение положения показателя шкалы в пределах всей шкалы при заданномдиапазоне изменения температуры от 0<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1088"><img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1089">

          Принимаемдля расчета: Rл = 2,5 Ом; Rд = 4,3 Ом; R2=  R3 = 300 Ом; Rб = 450Ом.

          Поградуировочной таблице определяем:

          R<img src="/cache/referats/14358/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1090">=75,58 Ом; R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1091">=53 Ом.

          Поформулам:

Rпр = <img src="/cache/referats/14358/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1092">

          A = ( R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1093">л+ Rд+ R3 ) * ( 1 – 2 *<img src="/cache/referats/14358/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1094"><img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1095"><img src="/cache/referats/14358/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1096"><img src="/cache/referats/14358/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1097">  + (2,5 + 4,3+ 300) * (1 – 2 * 0,032)) – (53 + 75,58) * 0,032 = 383,05,

          B = 4 * ( R<img src="/cache/referats/14358/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1098">  — R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1099"><img src="/cache/referats/14358/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1100">

          <img src="/cache/referats/14358/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1101">          <img src="/cache/referats/14358/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1102">      

определяем:    Rпр = 16,419 Ом, R1 =73,061 Ом; Rп = 13,866 Ом.

          Затемнаходим Uп при Rt= R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1103">:

          <img src="/cache/referats/14358/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1104">

          Ипосле этого находим соответствующее значение тока в цепи включения реохорда:

          <img src="/cache/referats/14358/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1105">

          Сравниваемэто значение тока с предельно допустимым значением Imax:

          <img src="/cache/referats/14358/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1106">

          Неравенствовыполняется. Аналогично находим значение тока в цепи включения реохорда при Rt= R<img src="/cache/referats/14358/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1107">:

          <img src="/cache/referats/14358/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1108">

          <img src="/cache/referats/14358/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1109">

Определяем его отношение к значению тока при Rt= R<img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1110">:

          <img src="/cache/referats/14358/image103.gif" v:shapes="_x0000_i1111">

и сравниваем это отношение с предельно допустимымзначением (первое должно быть больше), равным 0,8..0,9. в рассматриваемомслучае условие выполняется, поэтому можно полученные расчетные значения считатьнайденными.

4.<span Times New Roman"">    

ГРАДУИРОВОЧНАЯХАРАКТЕРИСТИКА ШКАЛЫ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

Проверяем градуировку шкалы,например при 0, 20, 40, 60, 80, 100 градусах. Для этого рассчитываются значенияUвых при указанных значениях температуры по формуле:

<img src="/cache/referats/14358/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> 

где <img src="/cache/referats/14358/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1113">

<img src="/cache/referats/14358/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1114">

отсюда следует, что при t= <img src="/cache/referats/14358/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1115">и Rt= 53 Ом, <img src="/cache/referats/14358/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1116">

при t= <img src="/cache/referats/14358/image115.gif" v:shapes="_x0000_i1117">и Rt= 57,52 Ом  <img src="/cache/referats/14358/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1118">

при t= <img src="/cache/referats/14358/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1119">и Rt= 62,03 Ом  <img src="/cache/referats/14358/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1120">

при t= <img src="/cache/referats/14358/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1121">и Rt= 66,55 Ом  <img src="/cache/referats/14358/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1122">

при t= <img src="/cache/referats/14358/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1123">и Rt= 71,06 Ом  <img src="/cache/referats/14358/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1124">

при t= <img src="/cache/referats/14358/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1125">и Rt= 75,58 Ом  <img src="/cache/referats/14358/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1126">

Далее строится графикфункции <img src="/cache/referats/14358/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1127">

Определяем динамическиепараметры схемы измерения: К1сс, Кос, К2сс.

Начать вычисление проще с последнихдвух коэффициентов, причем коэффициент К2сс определяется для любой точкирассчитываемого диапазона температур, например <img src="/cache/referats/14358/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1128">.

<img src="/cache/referats/14358/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1129"> Ом.

<img src="/cache/referats/14358/image139.gif" v:shapes="_x0000_i1130">

Для вычисления коэффициентаК1сс необходимо вначале определить величины <img src="/cache/referats/14358/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1131"> и <img src="/cache/referats/14358/image143.gif" v:shapes="_x0000_i1132"><img src="/cache/referats/14358/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1133"> для двух близкихзначений температуры, и определив соответствующие величины <img src="/cache/referats/14358/image147.gif" v:shapes="_x0000_i1134"> по градуировочнымтаблицам. Выбираем для температуры  + 40и  + 60<img src="/cache/referats/14358/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1135"><img src="/cache/referats/14358/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1136"><img src="/cache/referats/14358/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1137"> , <img src="/cache/referats/14358/image154.gif" v:shapes="_x0000_i1138"><img src="/cache/referats/14358/image156.gif" v:shapes="_x0000_i1139">

          Исходяиз этого, получим:

          <img src="/cache/referats/14358/image158.gif" v:shapes="_x0000_i1140">

          <img src="/cache/referats/14358/image160.gif" v:shapes="_x0000_i1141">

          Следовательно,будем иметь:

          <img src="/cache/referats/14358/image162.gif" v:shapes="_x0000_i1142">

5.<span Times New Roman"">    

КАНАЛУ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИПО КАНАЛУ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДВИЖКА РЕОХОРДА (ПО ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ)

Измерениеи запись температуры производятся следующим образом. Изменение сопротивлениятерморезистора <img src="/cache/referats/14358/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1143"> нарушает равновесиемостовой схемы, и в диагонали АВ моста возникает напряжение рассогласования,которое поступает на входной трансформатор, затем усиливается усилительнымустройством (УУ) до значения, достаточного для приведения в действие реверсивногодвигателя (РД). Выходной вал двигателя, вращаясь в ту или иную сторону взависимости от знака сигнала рассогласования, перемещает движок реохорда и перосамописца (СП). При достижения равновесия мостовой схемы выходной вал двигателяостанавливается, а движок реохорда, указатель и перо самописца занимаютположение, соответствующее измеряемому сопротивлению термометра, а следовательно,температуре измеряемого объекта.

Здесьдатчик представляет собой апериодичекое звено первого порядка передаточнаяфункция которого равна:

<img src="/cache/referats/14358/image164.gif" v:shapes="_x0000_i1144">

Так  же апериодическими звеньями являются: входноеустройство (трансформатор), перо самописца, реверсивный двигатель и реохорд(Р), передаточные функции которых равны:

<img src="/cache/referats/14358/image166.gif" v:shapes="_x0000_i1145">

<img src="/cache/referats/14358/image168.gif" v:shapes="_x0000_i1146">

<img src="/cache/referats/14358/image170.gif" v:shapes="_x0000_i1147">

<img src="/cache/referats/14358/image172.gif" v:shapes="_x0000_i1148">

УУ –представляет собой безинерционное передаточное звено с передаточной функцией

<img src="/cache/referats/14358/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1149">

Передаточнаяфункция для схемы измерения по каналу измерения температуры равна:

<img src="/cache/referats/14358/image176.gif" v:shapes="_x0000_i1150">

<img src="/cache/referats/14358/image178.jpg" v:shapes="_x0000_s1052">
а передаточная функцияпо каналу перемещения движка реохорда           <img src="/cache/referats/14358/image180.gif" v:shapes="_x0000_i1151">

<img src="/cache/referats/14358/image182.jpg" v:shapes="_x0000_s1053">

6.<span Times New Roman"">    

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯСХЕМА РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО МОСТА

<img src="/cache/referats/14358/image184.jpg" v:shapes="_x0000_s1056">

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.<span Times New Roman"">    

2.<span Times New Roman"">    

Электрические измерения.Учебник для вузов. Под ред. А.В. Фремке.

Издательство «Энергия», 1980г.

3.<span Times New Roman"">    

 Основы метрологии и электрические измерения..Учебник для вузов. Под ред. Е.Д. Душина. Издательство «Энергия», 1980 г.</sp
еще рефераты
Еще работы по технолигии, радиолектронике