Устройство KSM3-PI1000
MOSCOW STATE OPEN
Курсова работа по дисциплини
Аналогови измервателни уредипо темата:
1. Автоматични мостове за измерване на температурата
2. Медни съпротивителни термометри ТСМ
2.2 Технически данни
2.3 Принцип на действие и устройство
3. Мостове с искробезопасна измервателна верига KSM3-PI1000
3.2 Технически данни
3.3 Устройство и принцип на действие
3.3.1 Електрическа функционална диаграма на автоматичния балансиран мост
3.3.2 Електрическа схема на балансиращия мост
3.3.3 Осигуряване на вътрешна безопасност
3.4 Устройство на инструмента
3.4.2 Реверсивен двигател
3.4.3 Мерна единица
3.4.4 Диаграмно дисково устройство
3.4.5 Рекордер
3.5 Процедура за инсталиране
4. Усилвател U2-01-01
4.2 Предварителен усилвател (UP) B-13.611.63-02
4.3 Терминален усилвател (UO) B-13.611.65-01
4.4 Токоизправител B-15.635.75
4.5 Разбивач b-15.635.76
5. Препратки
1. Автоматични мостове за измерване на температура.
Балансираните автоматични мостове са проектирани да измерват, записват и контролират електрически и неелектрически величини, свързани с функционална връзка с активно съпротивление.
Широко разпространени са автоматичните мостове за измерване и регистриране на температурата, които работят съвместно с термистор (фиг. 1)
Фиг. 1.Принципна схема на автоматичен мост за измерване на температура.
При автоматичните балансирани мостове се използва мостова верига с четири рамена. На фиг. 1, означено с R1, R2, R3 , R4 – съпротивление на мостови рамена; Rt - термистор; Rl - съпротивление на линията (мястото на измерване на температурата може да бъде на значително разстояние от устройството); Rrp е общото съпротивление на реохордата; Rp - съпротивление, определено от границата на измерване на моста; Up - напрежение на захранването; Rogr - съпротивление, което ограничава тока в рамената на мостовата верига.
Към основните свойства на автоматичната балансирана мостова схема, показана на фиг. 1, включват: висока чувствителност; компенсация на влиянието на температурните промени в съпротивлението на свързващите проводници (Rl); възможността за разширяване на границите на измерване чрез шунтиране на реохорда със съпротивление Rp (без загуба на линейност на мащаба).
Чувствителност на автоматичния балансиран мост
∆Um е напрежението на изхода на измервателната верига на моста при изменение на температурата с ∆t 0 ; tp - граница на измерване на температурата (tp = tmax -tmin); γ - относителна намалена грешка при измерване.
Мащабното уравнение на автоматичния мост може да се получи въз основа на условията на равновесие на мостовата верига за два случая (за простота разглеждаме измервателната верига на автоматичния мост без съпротивления Rsh и Rp): t=tmin и t=tmin +Δt, т.е. Rt =Rtmin (плъзгач на реохорда в точка 2) и Rt =Rtmin +ΔRt = Rtmin + βt Rtmin Δt, където βt е температурният коефициент на съпротивление на материала на термометъра.
Нека дефинираме тези условия:
Изваждайки уравнение (2) от уравнение (3), получаваме следния израз:
Уравнението на мащаба на инструмента може да бъде написано, както следва:
Полученият израз (5) показва, че скалата на инструмента е линейна. Промяната в съпротивлението на свързващите проводници (ΔRl), която може да бъде причинена от промяна в температурата на околната среда, не влияе значително на показаниятаустройство поради трипроводната верига на свързване на термистора. Нека го покажем.
Равновесното състояние на веригата за определено съпротивление на термистори Rt и линейно съпротивление Rl се определя от съотношението
ако приемем, че съпротивлението на свързващите проводници се е променило с ΔRl, тогава показанията на автоматичния мост ще останат непроменени, ако условието е изпълнено
изваждайки израз (6) от (7), получаваме
В хода на измерванията Rp се променя, следователно е възможна пълна компенсация на влиянието на ΔRl за една точка от скалата, за която е изпълнено условие (8). Целесъобразно е това условие да се изпълни за средата на скалата. Тогава грешката, причинена от промени в съпротивлението на свързващите проводници, е незначителна за целия мащаб на устройството.
В този случай изборът на съпротивление се определя от отношението
При калибриране съпротивлението на всеки от свързващите проводници се приема за 2,5 ома. За да ги настроите към изчислената стойност, се използват специални изравнителни бобини.
Автоматични мостове, направени по схемата на фиг. 1 имат намален ефект на външни смущения (третият свързващ проводник влиза в диагонала на захранването, а не в усилвателя).
Самонагряването на термометъра се елиминира чрез подходящ избор на Rlimit (за да се елиминира грешката от самонагряване, токът в термометъра не трябва да надвишава 7 - 8 mA). Нестабилността на контактното съпротивление на плъзгащия плъзгач не въвежда грешки в измерванията, тъй като е свързан последователно с голям входен импеданс на усилвателя. Термичните и контактните ЕМП се елиминират, когато мостовата верига се захранва от променливо напрежение.
2. Медни съпротивителни термометри ТСМ.
TCM съпротивителните термометри са предназначени за измерване на температурата на течни и газообразни среди виндустриални условия.
Съпротивителните термометри работят заедно с рациометри или автоматични мостове.
2.2 Технически данни.
Граници на измерване на температура от -50 до +100 0 С.
Дипломиране: гр. 23.
Дизайн на главата: за TCM-X, TCM-XII и TCM-XIV обикновен; ТСМ-XI – без глава с кабелен изход марка SRG; TSM-239 - със защитен от пръски конектор и проводник RPSHE.
Устойчивост на механични натоварвания: за TCM-X, TCM-XII, TCM-XIV и TCM-XI - обикновена, за TCM-239 - устойчива на вибрации и удари.
Инерцията на съпротивителните термометри е голяма.
Термометри с неподвижен накрайник, TCM-XIV - с подвижен накрайник.
2.3 Принцип на действие и устройство.
Принципът на действие се основава на свойството на металите да увеличават електрическото си съпротивление с повишаване на температурата.
Чувствителният елемент на медните съпротивителни термометри се състои от изолиран меден проводник PEV-2 с диаметър 0,11 mm, навит на 7 - 8 слоя върху цилиндрична пластмасова рамка, която се вкарва в месингова тръба. Всеки край на чувствителния елемент е запоен с проводник от медна жица марка PEV-2 с диаметър 0,80 mm. Изводите са изолирани един от друг и от външните фитинги с порцеланови изолатори или PVC тръба. В термометрите от типа TCM-X и TCM-XIV проводниците са прикрепени към скобите на пластмасов блок. Към клемите на термометъра TCM-XI е запоен SRG кабел. Клемите на термометъра TSM-XII са закрепени към скобите на пластмасовата кутия, която се затваря с капак. Защитни фитинги от отворен тип са завинтени в тялото.
Чувствителни елементи с блокове от термометри от типа TSM-X, TSM-XIV са поставени в защитни фитинги с глава. Блокът е прикрепен към главата сскоби. Главата се затваря с метална капачка. Чувствителният елемент с SRG кабела на термометъра ТСМ-XI се вкарва в защитната арматура с фитинг. На кабела се поставя уплътнителен карболитен фитинг, който се завинтва в металния фитинг на защитните фитинги.
3. Мостове с искробезопасна измервателна верига KSM3-PI1000.
KSM3-PI е стационарен едноточков уред за показване и запис със запис върху диаграмен диск.
Автоматичният балансиращ мост е предназначен да контролира и записва температура или други стойности, промените в стойностите на които могат да бъдат преобразувани в промяна на активното съпротивление.
KSM3-PI уред с искробезопасна измервателна верига. Той работи във връзка с достъпен в търговската мрежа първичен преобразувател, който няма собствен източник на ток и няма индуктивност или капацитет. Устройството е проектирано по такъв начин, че аварийните режими, които възникват в тях в резултат на късо съединение, счупване или повреда на който и да е елемент и т.н., не могат да причинят искра в първичната преобразувателна верига, която може да възпламени експлозивна смес, в която е монтиран сензорът (резистивен термопреобразувател).