Вивчення автоматичного компенсаційного моста
1. Мета роботи - вивчення конструкції, принципу дії, способів налагодження й перевірки автоматичних мостів слідкуючого зрівноважування.
При виконанні лабораторної роботи студент повинен:
Знати: мету і зміст майбутньої роботи, порядок її виконання й основні теоретичні положення даної теми.
Вміти: користуватися вимірювальними приладами лабораторного стенда.
3. Загальні положення
Автоматичні компенсаційні (слідкуючого зрівноважування) вторинні прилади застосовують для вимірювання нульовим методом різних технологічних параметрів.
За конструктивним оформленням їх можна розділити на три групи, показані на рис. 30: показуючі типу КП1, показуючи і самописні зі стрічковою діаграмою типу КС1, КС2 і КС4, показуючі і самописні з дисковою діаграмою типу КС3. В залежності від розміру корпуса вони розділяються на мініатюрні (КП1, КС1), малогабаритні (КС2, КС3) і нормальногабаритні (КС4).
Залежноі від схеми вимірювання в шифрі, що позначає тип, указують наступні букви: М - міст, П - потенціометр, В – вторинний прилад з уніфікованим вхідним сигналом, Д – вторинний прилад диференційно - трансформаторної системи.
Рис. 30 - Конструктивний ряд автоматичних компенсаційних приладів
слідкуючого зрівноважування
Автоматичні врівноважені мости працюють у комплекті з термометрами опору й бувають одноканальними (працюють з одним датчиком) і багатоканальними (на 3, 6 або 12 точок виміру). Клас точності вимірювальної частини мостів першого типорозміру (КПМ1, КСМ1) – 1,0; другого (КСМ2) і третього (КСМ3) – 0,5; четвертого (КСМ4) – 0,25 або 0,5.
Межі основної погрішності запису не перевищує ±1% (для КСМ1, КСМ2, КСМ3) і (0,5% (для КСМ4) нормуючого значення. Швидкість діаграмного диска встановлено на рівні 1 оберт за 8 або 24 години, а діаграмної стрічки: 10, 20, 40, 60, 120 мм/год за винятком мосту КСМ4, де для вибору швидкості в межах 20…5400 мм/год на лицьовій панелі приладу передбачений перемикач.
Принципова схема автоматичного моста слідкуючого зрівноважування наведена на рис. 31.
Рис. 31 - Вимірювальна схема автоматичного компенсаційного моста
П
Для зниження температурних погрішностей у вимірювальному мосту використані термостабільні резистори – котушки, намотані біфілярно манганіновим або константановим дротом.
В одну з діагоналей чотириплечого моста включене джерело живлення змінного струму з резистором RП для припасування струму. Резистори RH і rН служать для установки й припасування початку шкали, RК і rК – для установки й припасування діапазону вимірювання. При цьому грубу установку діапазону виконують шунтом RШ.
Термометр опору Rt включають в одне із плечей моста за дво- або трипровідною схемою. Кожну підгінну котушку лінії зв'язку RЛ1 і RЛ2 намотують манганіновим дротом (номіналом 2,50 0,01 Ом). У вершині моста включений реохорд зворотного зв'язку RР, конструктивно виконаний зі струмовідводом ТО у вигляді двох паралельних реостатів, по яких ковзає притискний контакт. Сигнали неузгодженості моста знімають із його вихідної діагоналі і за допомогою підсилювача П та реверсивного конденсаторного електродвигуна М перетворюють у переміщення контакту реохорда RР і механічно пов'язаної з ним стрілки шкали приладу.
Зміна вимірюваної температури приводить до розбалансу моста ( 0) і переміщенню каретки зі стрілкою й контактом реохорда у бік зниження неузгодженості ( 0). Показання зчитують, коли (= 0) і стрілка зупиняється.
В одноканальних приладах запис вимірюваної величини здійснюється безупинно на діаграмній стрічці при русі каретки зі стрілкою уздовж шкали. Реєструючий пристрій складається із закріпленого на каретці стрижня кулькової ручки із притискною пружинкою. Раніше із цією метою використовували перо й чорнильницю, з'єднаних капілярною трубкою.
У багатоканальних приладах реєстрація вимірюваної величини здійснюється циклічно нанесенням на діаграмну стрічку точок з порядковим номером ПП у момент зупинки каретки. Цифра, що з'являється у віконці каретки, указує номер ПП, сигнал якого обробляється в даному циклі печатки. Реєструючий пристрій складається із друкуючого барабана з нанесеними на його поверхню точками із цифрами, і обойми з барвними секторами, закріпленими в каретці. Реєструючий пристрій, як і діаграмна стрічка, приводиться в рух синхроним електродвигуном стрічкопротягувального механізму (СПМ), що має окремий вимикач.
При експлуатації автоматичних мостів виникають легко переборні типові несправності, деякі з яких наступні:
- обрив лінії зв'язку (за інших рівних умов вказівна стрілка приладу зашкалює за верхню межу вимірювання);
- коротке замикання ПП (стрілка зашкалює за нижню межу вимірювання);
- відсутній контакт між реохордом зворотного зв'язку й ТЕ (стрілка повільно рухається уздовж шкали й іде за її межі);
- реверсивний двигун стає в упор, а вказівна стрілка при цьому не досягає кінця шкали (каретка із вказівною стрілкою прослизає або невірно зафіксована на приводному тросику);
- чутливість моста низька, аж до нуля (вийшов з ладу підсилювач П, або потрібно настроїти його потенціометр «Чутливість»);
- висока коливальність переміщення стрілки приладу ( потрібно настроїти потенціометр « Зворотний зв'язок» підсилювача П).
Слід зазначити, що в ряді приладів потенціометри «Чутливість» і « Зворотний зв'язок» підсилювача здвоєні й мають єдиний привід від регулювального коліщата, розміщеного в підсилювачі П.
4. Контрольні питання
4.1 Класифікація вторинних компенсаційних приладів.
4.2 Характеристики автоматичних врівноважених мостів.
4.3 Принципи дії й конструкція автоматичного моста КСМ.
4.4 Як підключаються до моста термометри опору?
4.5 Які органі настроювання є в автоматичного моста КСМ?
4.6 Які типові несправності характерні для автоматичних мостів?
5. Опис лабораторного стенда
На рис. 31 показаний лабораторний стенд, що включає до свого складу зразковий магазин опорів МС і низка автоматичних мостів усіх типорозмірів.
Рис. 31 - Стенд для вивчення автоматичних урівноважених мостів
Студенти підключають магазин опорів до одного з мостів, зазначеного викладачем і перевіряють його працездатність.
6. Порядок виконання роботи
Вивчіть рекомендовану літературу, ознайомтеся з лабораторним стендом, підготуйте таблиці до запису результатів спостережень. Після дозволу викладача приступайте до роботи.
6.1 Перевірка й усунення типових несправностей моста
6.1.1 Підключіть магазин опорів до моста, що перевіряється, за схемою, наведеною в технічному описі моста й включіть його в мережу ~220 В.
6.1.2 Перевірте наявність типових несправностей моста й при необхідності усуньте їх.
6.2 Перевірка показуючого пристрою автоматичного моста
6.2.1 Установлюючи магазином опору стрілку моста на кожну оцифровану поділку його шкали при прямому й зворотному ході, зафіксуйте показання магазину опорів й моста.
6.2.2 Перевірте швидкодію моста (час проходження стрілкою шкали), при стрибкоподібному вхідному сигналі, що трохи перевищує діапазон вимірювання. Вихідне положення стрілки - поділки початку або кінця шкали.
6.3 Перевірка реєструючого пристрою і СПМ мосту
Перевірку (основну погрішність) реєструючого пристрою і швидкість стрічкопротягувального механізму (СПМ) виконують за заводською методикою перевірки, що в даній лабораторній роботі виконувати не обов'язково.
6.4 Після закінчення роботи виключіть апаратуру з мережі ~220 В.
7. Обробка результатів дослідів
7.1 Перевірка й усунення типових несправностей моста
Опишіть характерні ознаки непрацездатності автоматичного моста і дії для їхнього усунення.
7.2 Перевірка показучого пристрою автоматичного моста
7.2.1 Розрахуйте абсолютні, приведені погрішності й варіації для кожної оцифрованої поділки шкали моста при прямому й зворотному ході показуючого пристрою, знайдіть швидкодію, клас точності моста й порівняйте їх з паспортними даними.
7.3 Перевірка реєстручого пристрою і СПМ моста
У випадку виконання п. 6.3 за заводською методикою перевірки розрахуйте класи точності реєструю чого пристрою і СПМ.
8. Оформлення протоколу
8.1 На титульній стороні подвійного аркуша вкажіть П. І. Б. студента, групу, найменування лабораторної роботи й дату її виконання.
8.2 Коротко опишіть стенд, мету і порядок виконання роботи.
8.3 Наведіть результати спостережень, розрахунки (таблиці, формули), висновки.
Л а б о р а т о р н а р о б о т а № 15