Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

где /р - ток реохорда; Rp - сопротивление реохорда в компенсационной цепи.

Сопротивление реохорда

RplRp.JL, (4.7)

где 7?р.п -полное сопротивление реохорда; L - полная длина реохорда автоматического компенсатора, равная длине шкалы; / - перемещение регистрирующего органа компенсатора, соответствующее сопротивлению реохорда Rp.

Из (4.6-4.7) получим уравнение шкалы автоматического компенсатора

•pRp. п

где (6;. - Qx) - измеряемая разность температур. При выполнении условий

р.п = const; /р = const; вх = const; Se = const

перемещение регистрирующего органа компенсатора будет пропорционально измеряемой разности температур, а шкала автоматического компенсатора линейна.

Первое условие Rp, „ = const выполняется в случае, когда реохорд выполнен из материала с высокостабильным удельным сопротивлением, износоустойчивого, стойкого к коррозии. Второе условие /р = const обеспечивается питанием компенсационной .схемы от высокостабильного источника напряжения, например, на кремниевых стабилитронах. Третье условие - 9, = const. Температуру холодных концов термопары трудно поддерживать постоянной, поэтому применяют компенсацию погрешности, возникающей от изменения температуры холодных концов термопары 9. При 9. == 9; Е = 6 и в установившемся режиме движок реохорда находится в точке а. Компенсирующее напряжение Uk, равное разности падений напряжений на резисторах R1 и R2, также равно нулю. Если температура холодных концов увеличилась на ЛОх, то на выходе термопары возникает термо-э. д. с. АЕ = - SeAQx. При отсутствии компенсации AQx термо-э. д. с. &Е после усиления подается на двигатель. Движок реохорда будет изменять свое положение до тех пор, пока в результате увеличения сопротивления в плече R .компенсирующее напряжение AUk не станет равным АЕ. В результате в показаниях компенсатора возникнет погрешность у. Для компенсации погрешности уд резистор R2

располагают непосредственно на холодных концах термопар. Если предположить, что 1 == const, то возникающее AU при изменении 9л

AU,, = l,R2 Д««е-Если AUk = АЕ, lR Авха = SAQ, то достигается компенсация погрешности от изменения 9. Движок реохорда при изменении 9 останется в точке а, и погрешность Удел показаниях автоматического компенсатора не возникнет.



Искомый температурный коэффициент сопротивления R2

Погрешность де компенсируется описанным способом только

в установившемся режиме при равенстве температур холодных концов термопары и резистора R2. В переходном режиме вследствие различных условий нагрева холодных концов и резистора R2 возникает погрешность от неравенства Эх и температуры резистора R2. Переходный режим может длиться несколько минут. Для устранения погрешности уАОх в переходном режиме в цепь основной термопары включают последовательно дополнительную термопару ТП2, холодные концы которой расположены на холодных концах основной термопары, в горячий спай - на резисторе R2 (рис. 4.3,6).

Термо-э. д. с. ТП2 = Se (6х - Qr2) включается встречно термо-э. д. с. основной термопары Е и компенсирует эту погрешность. Разработаны усовершенствованные измерительные схемы автоматических компенсаторов для измерения термо-э. д. с. термопар, в которых достигается полная компенсация погрешности у включением термозависимого сопротивления также и в верхнюю ветвь мостовой схемы.

Для выполнения четвертого условия необходимы высококачественные термопары с постоянной чувствительностью Se = const.

Для уменьшения наводок в подводящих проводах термопары цепь термопары шунтируется конденсатором С и последовательно с термопарой включается резистор R (рис. 4.3,6).

В высокочувствительных автоматических компенсаторах с пределом измерения 100 мкВ и ниже необходимо уменьшать или полностью устранять влияние паразитных термо- и контактных э. д. с. подвижного контакта реохорда. Для этого в выходную диагональ моста включают делитель напряжения (см. рис. 4.2) или применяют мостовую компенсационную схему со сдвоенными реохордами (рис. 4.3,е), у которой в выходной диагонали места, т. е. в цепи Uk нет подвижного контакта.

В мостовой схеме со сдвоенным реохордом паразитные, контактные и термо-э. д. с. подвижного контакта реохорда действуют не в цепи выходной диагонали моста, а в смежных плечах моста, т. е. включены последовательно с напряжением питания моста. По сравнению с напряжением питания моста контактные э. д. с. в точках а и б пренебрежимо малы и поэтому не оказывают заметного влияния на работу моста. Ток в сдвоенных реохордах моста при перемещении подвижного контакта неизменный. Для этого обе половины сдвоенного реохорда идентичны.

Последовательность расчета автоматического компенсатора для измерения термо-э. д. с.

Допустим, что заданы следующие параметры: пределы измерения температуры бщах и 9n,in; основная погрешность у; напряжение источника питания U; максимальная скорость изменения температуры Те; коэффициент преобразования вибропреобразователя Ki, коэффициент



преобразования редуктора Кр; тип двигателя автоматического компенсатора, напряжение двигателя (/д-, постоянные времени двигателя и т; момент трения двигателя Мгр, момент вращения двигателя Мвр; полный угол реохорда а„; /(д - коэффициент преобразования двигателя.

Расчет ведется в такой последовательности:

по заданным Gmax и Bniir, выбираем тип термопары, определяем термо-э. д. с. термопары Ещан и Етш разность термо-э. д.. с. Е = затем определяем коэффициент преобразования звена обратной связи р = Е/ап, далее определяем коэффициент усиления усилителя /Са по погрешности от порога чувствительности двигателя, по заданной скоростной динамической погрешности и из условия устойчивости.

По полученным значениям К выбираем коэффициент усиления • усилителя с тем, чтобы выбранное значение Kz было больше значений Кг, найденных по первым двум условиям, и меньше значений /Са. найденных по третьему условию.

Определяем коэффициент усиления усилителя по погрешности от порога чувствительности двигателя.

Порог чувствительности двигателя

Погрешность от порога чувствительности двигателя (%) Причем Yh. ч = 0,3v, тогда

.р • 100 2 KiE- 0,3y •

Определяем коэффициент усиления К по заданной динамической скоростной погрешности при максимальной постоянной скорости изме- нения измеряемой величины Ve = const. Примем Уд,„ == 0,1у.

Динамическая погрешность (п. 2.3) . . .

SeVe . •

Искомый коэффициент усиления усилителя в этом случае

Да =

Определяем коэффициент усиления Кг из условия устойчивости по Гурвицу.

Из условия устойчивости замкнутой системы

(/СР)кр = (т, + т,)/т,т,. Тогда искомый коэффициент усиления усилителя

Кг<{Ч+г,)/КгКМчЧ-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166