Вивчення автоматичних реєструючих приладів серій рп160 і Диск-250

1. Мета роботи - вивчення конструкції, принципу дії, а також налагодження й перевірка вторинних автоматичних приладів серій РП160 і Диск-250.

2. При виконанні лабораторної роботи студент повинен:

Знати: мету і зміст майбутньої роботи, порядок її виконання й основні теоретичні положення даної теми.

Вміти: користуватися апаратурою лабораторного стенда.

3. Загальні положення

Замість знятих з виробництва автоматичних компенсаційних ВП другого типорозміру (КС2) промисловість випускає реєструючі прилади серій РП160 і РП160М, замість КС3 – прилади серії Диск-250.

Одноканальні (РП160, Диск-250) і багатоканальні (РП160М має 12 каналів вимірювання) не містять мостових вимірювальних схем і виготовлені на мікроелектронній елементній базі. Вони реалізують «нульовий» (компенсаційний) метод вимірювання й мають клас точності 0,5 за показаннями й сигналізацією та 1,0 – за реєстрацією. Швидкодія розглянутих ВП відповідає одній з наступного ряда: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 с.

Залежно від модифікації ці ВП працюють у комплекті з термометрами опору, термопарами або джерелами уніфікованих сигналів струму (напруги), які підключають до вхідного підсилювача ВхУ приладу, як показано на рис. 34.

Рис. 34 - Схема підключення ПП до ВП серій РП160 і Диск-250

Термоперетворювач опору підключають до ВП за 4-провідною схемою, що не вимагає припасування опору лінії зв'язку. Вбудоване джерело стабільного струму (ДСС) живить термометр опору R_t стабілізованим струмом i = 2 мА, що дозволяє одержати спадання напруги U_t на резисторі R_t, пропорційне вимірюваній температурі, і яке подають на вхідний підсилювач ВхП.

Термопару підключають до ВП термокомпенсаційними дротами, причому на клемній колодці, розміщеній зовні на задній стінці ВП, установлюють котушку R_M = 10,0 Ом, намотану мідним дротом. Застосування мідної котушки R_M, на яку надходить напруга зсуву U_СМ, забезпечує компенсацію термо-е.р.с. холодних кінців термопари.

Уніфіковані сигнали надходять на вхід ВхП крізь розподільники напруги, причому значення опорів R1, R2 розподільників залежать від виду й діапазону вхідного сигналу.

Принципи дії ВП серії РП160 (рис. 35) засновано на порівнянні двох сигналів напруги постійного струму: вимірюваного напруги від ПП і сигналу зворотного зв'язку, який знімається з рухомого контакту реохорда R_р.

Рис. 35 - Схема автоматичного реєструючого приладу серії РП160

Сигнали ПП після посилення в м-д-м – підсилювачі ВхП надходять на підсумовуючий підсилювач ПмП, куди подається сигнал зворотного зв'язку. Різницевий сигнал неузгодженості  після посилення в ПмП надходить у компаратор КП, який формує два сигнали: «Реверс», що залежить від знака  і «Поріг», що залежить від амплітуди  .

Порядок комутації напруги живлення (+24 В) на обмотках статора крокового двигуна М1 визначає напрямок обертання ротора М1 і задається сигналом «Реверс», який управляє станом реверсивного лічильника РЛ. При обертанні ротора М1 переміщується каретка із вказівною стрілкою й рухомим контактом реохорда R_р у бік зниження сигналу неузгодженості (0).

Частота підключення напруги живлення до обмоток статора крокового двигуна М1 визначає швидкість обертання ротора М1 і задається реверсивним лічильником РЛ і дешифратором ДШ, які у свою чергу, управляються прямокутними імпульсами, що надходять від генератора Г крізь розподільник частоти РЧ1.

При наявності сигналу «Поріг  7 В» частота підключення статора М1 до напруги живлення максимальна. При зниженні сигналу «Поріг» до рівня менше 7 В дешифратор ДШ змінює канал проходження прямокутних імпульсів через лічильник РС і швидкість обертання ротора зменшується в 4 рази. Коли сигнал «Поріг» стає менше 0,6 В ( = 0), дешифратор ДШ вводить заборону на подачу напруги живлення (+24 В) до статора М1 і двигун зупиняється. Після цього зчитують показання РП160.

Перевірки справності ВП здійснюють натисканням кнопки «Контроль» на лицьовій панелі ВП, при якому стрілка повинна установитися на рисці, що відповідає 50 % довжини шкали. Сюди ж виведені шліци змінних резисторів «Шкала: початок, кінець», за допомогою яких налагоджують діапазон вимірювання ВП.

Стрічкопротягувальний механізм СПМ приладів РП160 і РП160М приводиться в дію кроковим двигуном М2. Швидкість діаграмної стрічки (частота комутації статора М2 напругою живлення +24 В) задається генератором Г і розподільником частоти РЧ2, порядок комутації – комутатором К.

Вибір швидкості V_зад діаграми здійснюють у двох режимах: дистанційно по команді від зовнішнього джерела (при натисканні кнопки «Дист.» на лицьовій панелі) або установкою вставки в розетці при натиснутій кнопці «Внутр.». Положення вставки відповідає одній з можливих швидкостей: 20, 40, 60, 120, 240, 1200, 2400 мм/год.

Схема сигналізації містить чотири вихідні пристрої ВПр1…ВПр4 і реалізована в модулях порівняння й силових ключів. Модуль порівняння складається з 4 компараторів, які порівнюють сигнал відповідної уставки (завдання) із сигналом виходу ПмП. Модуль силових ключів служить підсилювачем потужності компараторів і подає вихідну напругу до відповідних клем вихідної колодки, розміщеної на задній стінці ВП.

Уставки компараторів налагоджують, утримуючи кнопку «Завдання» (на лицьовій панелі ВП), і переміщуючи вказівну стрілку ВП на необхідну риску шкали поворотом осі резистора «загальний». Потім поворотом осі одного з 4 резисторів уставки компараторів домагаються включення (вимикання) відповідного світлодіодного індикатора, який сигналізує про спрацьовування вихідного пристрою ВПр1…ВПр4.

У схемі Диск-250 (рис.36) використана традиційна аналогова мікроелектроніка. Електродвигун зворотного зв'язку М1 – реверсивний асинхронний, привода діаграми М2 (на рис.36 не показаний) – синхронний. Швидкість обертання діаграмного диска – 1 оберт за 8 або 24 години.

Рис. 36 - Схема автоматичного вторинного приладу серії Диск-250

Сигнал від ПП, попередньо посилений за допомогою вхідного підсилювача ВхП, надходить у м-д-м – підсилювач вхідного сигналу ПВС, який містить попередній підсилювач ПоП й прикінцевий підсилювач ПрП. Сигнали з виходу ПВС порівнюється із сигналом зворотного зв'язку, що надходить від рухомого контакту реохорда R_р крізь підсилювач реохорда ПР. Різницевий сигнал  перетворюється підсилювачем небалансу ПН і реверсивним двигуном М1 у переміщення вказівної стрілки й контакту реохорда R_р у бік зменшення сигналу небалансу (  0). Коли наступає баланс і ( = 0), двигун М1 зупиняється й оператор зчитує показання ВП.

Настроювання діапазону вимірювання здійснюють змінними резисторами «Нижня межа», «Верхня межа», доступ до яких передбачений через отвори у верхній частині корпуса ВП.

Диск-250 має наступні вихідні пристрої:

- ПрВС (перетворювач вихідного сигналу), що виробляє уніфіковані сигнали струму (0…5, 4…20) мА або напруги (0…5, 0…10) В;

- ПІО (пристрій індикації обриву ПП), світлодіодний індикатор якого встановлений на кришці приладу;

- ВПр1 (вихідний пристрій 1), що виробляє сигнал «менше»;

- ВПр2 – що виробляє сигнал «більше»;

- ВПр3 і ВПр4, що утворюють 3-позиційний регулятор з вихідною напругою =24 В.

До типових легко переборних несправностей ВП серій РП160 і Диск-250 можна віднести наступні:

- запобіжник згорів або відсутній (прилад не включається);

- зовнішні підключення виконані з помилкою;

- обраний невірний тип проводів для підключення ПП (мідні для термометрів опору й термокомпенсаційні – для термопар);

- реохорд зворотного зв'язку несправний (відсутній або слабкий контакт);

- невірна установка стрілки ВП:

- збите електронне настроювання початку або кінця шкали;

- каретка із вказівною стрілкою прослизає уздовж привідного тросика або

невірно закріплена на ньому (для РП160).