Лекция № 13

Глава 4. Автоматические электронные мосты

4.1. Общие сведения об автоматических мостах

План

1 Назначение.

2 Конструкция.

3 Принцип действия.

4 Виды автоматических мостов

1 Назначение

Автоматические мосты применяются для измерения температуры при работе в комплекте с термопреобразователями сопротивления.

Посредством автоматических мостов можно также измерять и другие параметры, изменение которых в первичных приборах преобразуется в изменение активного сопротивления. В автоматических мостах измерение сопротивлений, а следовательно, и функционально связанных с ними величин, происходит автоматически, без вмешательства человека.

2 Конструкция.

Автоматический мост (рис. 4.1) состоит из мостовой измерительной схемы, электронного усилителя ЭУ, реверсивного двигателя РД, дисковой (или ленточной) диаграммы, приводимой в движение синхронным двигателем СД.

Преобразователь сопротивления R_t включен в одно из плеч измерительной схемы. Подвижным контактом А реохорд делится на два сопротивления r_p1 и r_р2, включенных в смежные плечи А—С и A—D мостовой измерительной схемы. К диагонали C—D подается питание, а с диагонали А—В снимается напряжение разбаланса U_AB=φ_A—φ_B. Термопреобразователь сопротивления соединен с автоматическим мостом по трехпроводной схеме. К выходу электронного усилителя подключена управляющая обмотка реверсивного двигателя РД, механически соединенного с подвижным контактом А реохорда, с показывающей и записывающей стрелками. Уравнение равновесия мостовой измерительной схемы запишется следующим образом:

4.1

3 Принцип действия

Если температура в объекте, где установлен термопреобразователь сопротивления, не изменяется, то его сопротивление R_t также не меняется. Мостовая измерительная схема находится в равновесии, и напряжение разбаланса U_AB = φ_A — φ_B равно нулю. Стрелка прибора не движется и показывает температуру объекта. Соблюдается равенство между левой и правой частями уравнения (4.1). Всякое изменение температуры в месте установки термопреобразователя сопротивления вызывает изменение сопротивления R_t, что приводит к нарушению равновесия моста и к появлению на входе электронного усилителя ЭУ напряжения разбаланса U_AB = φ_A — φ_B, пропорционального изменению температуры. Усиленное напряжение от ЭУ поступает к управляющей обмотке реверсивного двигателя РД. Ротор двигателя приходит во вращение и начинает перемещать подвижный контакт А реохорда, показывающую и записывающую стрелки. При перемещении подвижного контакта А по реохорду изменяется соотношение сопротивлений r_p1 и r_p2 (одно увеличивается, а другое уменьшается). Так, например, если температура в месте установки термопреобразователя сопротивления увеличилась (R_t возросло), то двигатель РД будет перемещать подвижный контакт А влево. Сопротивление r_p1 будет уменьшаться, а r_p2 увеличиваться. Перемещение контакта А по реохорду будет происходить до тех пор, пока вновь наступит равновесие измерительной схемы, а стрелка прибора покажет новое значение температуры в месте установки термопреобразователя сопротивления, т.е. вновь наступает равенство между левой и правой частями уравнения (4.1).

В мостовой измерительной схеме всякое изменение сопротивления термопреобразователя сопротивления R_t компенсируется (уравновешивается) изменением соотношения сопротивления r_p1 и r_p2 (R_p = r_p1 + r_p2), включенных в смежные плечи.