Расчет компенсационных измерительных схем. Задания и методические указания к расчетно-графической работе

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет Кафедра: Автоматизации и электрооборудования промышленных предприятий.

Расчет компенсационных измерительных схем (Задания и методические указания к расчетно-графической работе)

Составители: Бовкун А.Ф. Зубрицкий Э.В.

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ2005 1

УДК 658.012. Расчет компенсационных измерительных схем. Задания и методические указания к расчетно-графической работе /А.Ф. Бовкун., Э.В. Зубрицкий – Улан-Удэ, Вост-Сиб.гос.технол.ун-т, 2005г., 20с./

В работе предлагается определить параметры элементов компенсационной измерительной схемы и рассчитать разметку шкалы прибора для прелагаемой базовой модели потенциометра. Данные методические указания предназначены для студентов строительных, технических и технологических специальностей при изучении курсов «Автоматика» и «Системы управления технологическими процессами».

Ключевые слова: Компенсационные измерения, схема, расчет.

2

Цель работы: Целью работы является ознакомление с принципами работы компенсационной измерительной схемы, с методикой ее расчета, с особенностями работы и расчета схемы, предназначенной для измерения температуры в комплекте с термопарой. Принципы работы схемы: Компенсационные схемы применяются для измерения малых значений напряжения (мВ). Идея компенсации сводится к измерению неизвестной по величине ЭДС или напряжения путем её сравнения с регулируемым по величине и легко измеряемым падением напряжения на реохорде, в соответствии с показаниями нуль-прибора – чувствительного электромеханического гальванометра с нулем в середине шкалы или многокаскадного электронного усилителя в автоматических электронных приборах. Прибор для сравнения иногда называется компаратором. Неизвестная по величине ЭДС или падение напряжения (Ех или Uх) совместно с нуль-прибором и задействованной частью реохорда образуют измерительную ветвь, а весь реохорд, дополнительный резистор для регулирования величины рабочего (опорного) тока вместе с источником тока образуют вспомогательную ветвь. При равномерной намотке реохорда через него протекает ток Ip постоянной величины и падение напряжения на нем возрастает пропорционально расстоянию между точками А и С, так как

∆U

AC

= R AC × I P

Встречно к напряжению ∆UAC через нульприбор НП к реохорду подключена неизвестная величина ЕХ. Выделим измерительный контур

или и определим величину уравнительного тока в контуре:

I УР =

∆U

− E Σr

AC

X

Из формулы следует, что при некотором положении ползунка реохорда происходит компенсация, т.е. ∆UAC=EX, а ток в цепи нуль-прибора будет равен нулю (IУР=0). Если с осью ползунка реохорда жёстко связать стрелку, то она на соответственно отградуированной шкале в момент, когда ток через нуль-прибор не протекает, будет показывать величину ЕХ. При таком методе измерения сопротивление соединительных проводов, переходных контактов и самого нуль-прибора не оказывают влияния на результат измерения, т.к. отсчет производится при полной компенсации, когда ток в измерительной цепи равен нулю. Однако для того, чтобы одно и то же положение 3

ползунка в момент компенсации всегда точно соответствовало одной и той же величине измеряемого напряжения ЕХ, необходимо, чтобы напряжение на сопротивлении реохорда было строго постоянным. Это может быть достигнуто с помощью нормального элемента, за счет поддержания постоянной величины тока, протекающего по реохорду. Нормальный элемент – элемент Вестона является весьма стабильным и точным источником ЭДС. На выходных клеммах нормального элемента поддерживается практически постоянное значение ЕН.Э.=1,01865 В, но энергоемкость нормального элемента весьма мала и он не может служить источником питания. Поэтому для питания реохорда применяют обычно сухой элемент, который можно легко сменить в случае разрядки. Чтобы постепенное снижение напряжения сухого элемента не вносило погрешность в измерения, предусмотрена контрольная цепь, позволяющая периодически сравнивать напряжение сухого элемента с напряжением нормального элемента и подстраивать измерительную цепь так, чтобы обеспечить постоянство тока в компенсирующем реохорде. Принципиальная схема измерительного компенсатора, часто называемого потенциометром, т.к. реохорд включен по схеме потенциометра, упрощенно может быть изображена следующим образом:

Потенциометры с ручным управлением, т.е. с ручным перемещением ползунка реохорда, применяются в лабораторных условиях.

4

Автоматические электронные потенциометры Принципиальная схема автоматического прибора имеет вид:

Здесь действует тот же принцип, только поиск положения ползунка реохорда осуществляет реверсивный электродвигатель PД, управляемый выполняющим роль нуль-прибора электронным усилителем, причем PД и усилитель образуют обратную отрицательную связь. Суть обратной отрицательной связи сводится к тому, что при появлении уравнительного тока реверсивный двигатель перемещает движок реохорда в таком направлении и до тех пор, пока величина уравнительного тока не снизиться до нуля, после чего PД останавливается и показывающая стрелка занимает соответствующее положение. Электронные потенциометры являются приборами повышенной точности, в основном класса 0,5. В автоматических электронных потенциометрах нормальный элемент обычно отсутствует, он заменён источником стабилизированного напряжения, который обеспечивает постоянство рабочего тока в измерительной схеме. На базе автоматических электронных потенциометров созданы вторичные приборы, которые с соответствующими преобразователями используются для измерения таких неэлектрических величин, как давление, расход, уровень, концентрация и др. Но большинство автоматических потенциометров работают в комплекте с одним из стандартных термоэлектрических преобразователей – термопарой и предназначены для измерения температуры.

5

Термоэлектрические преобразователи-термопары Действие термопар основано на возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в цепи двух разнородных проводников при изменении температуры места их спая, когда температура свободных концов постоянна. Появление термоЭДС объясняется тем, что концентрация свободных электронов в атомной решетке проводника функционально связана как с температурой, так и с химическим составом проводника. Для изготовления термопар применяются электроды в виде поволоки диаметром от 0,5мм до 3,2мм. Два конца этих электродов соединены между собой сваркой. Спай термопары, который соприкасается с измеряемой средой, называется рабочим (горячим), а другой – свободным концом (холодным спаем). Термоэлектроды соприкасаются только в рабочем конце, по всей остальной части они изолированы друг от друга. Термоэлектроды помещают в защитный чехол, предохраняющий их от механических повреждений и агрессивных сред. Защитный чехол изготавливается из стали (до температуры 1000°С) и из фарфора (при измерении более высоких температур). На рисунке электроды изображаются один тонкой линией – положительный электрод, другой – жирной линией – отрицательный электрод. ЭДС термопары относительно невелика (1÷6 мВ на 100°С), поэтому измерения с помощью термопар целесообразно выполнять при значительных температурах – порядка 300°С и выше. Развиваемая каждой термопарой ЭДС зависит только от разности температур горячего и холодного концов. E t = ϕ ( t ° ГОР − t ° ХОЛ ) Связь нелинейная, аппроксимируется кусочно-линейной функцией. В тех случаях, когда температура свободного конца остается неизменной (t°ХОЛ=const), развиваемая термоЭДС будет зависеть только от температуры рабочего конца термопары

E t = f ( t ° ГОР )

Поскольку существует однозначная зависимость между ЭДС, развиваемой термопарой и разностью температур, при которой находятся концы термопары, для определения температуры достаточно знать ЭДС, развиваемую термопарой. Для изготовления термопары можно использовать любые проводники, но наибольшее распространение получили термопары, изготовленные из следующих специальных сплавов (первый электрод в названии – положительный): 1) хромель-копель (эти термопары имеют условное обозначение градуировки ХК, применяются для измерения температур до 600°С); 2) хромель-алюмель (эти термопары имеют условное обозначение градуировки ХА, применяются для измерения температур до 1000°С); 3) платинородий-платина (эти термопары имеют условное обозначение градуировки ПП, применяются для измерения температур до 1500°С); 4) вольфрам-рений (эти термопары имеют условное обозначение градуировки ВР, применяются для измерения температур до 2500°С); Для измерения термоЭДС применяют милливольтметр. Более совершенным и точным является компенсационный метод. Измерительный прибор градуируют вместе с той термопарой, с которой он будет работать, при этом на шкале ставится градуировка термопары, например ХА. Поскольку измерительный прибор измеряет напряжение, а отградуирован в температуре, то важно соблюдать условие чтобы свободные концы термопары при измерениях имели бы ту же температуру, при которой отградуирован прибор. Чаще всего это 0°С, иногда 20°С. Так как выполнить это условие трудно, то применяются искусственные методы. С этой целью термопара удлиняется компенсационным проводами, т.е. теми же проводами, из которых изготовлены электроды термопары (кроме термопары ПП), концы компенсационных проводов 6

помещают в термостат или тающий лед. Таким образом добиваются поддержания температуры свободных концов при 0°С. Другой способ - это включение в измерительную цепь неуравновешенного моста, так называемой компенсационной коробки. Мост находится в равновесии только при определенной температуре (to=20°C). В одно из плеч моста включен медный термометр сопротивления. При увеличении или уменьшении температуры окружающей среды мостовая схема соответственно добавляет в измерительную схему напряжение или вычитает в соответствии с температурой свободных концов термопары. Так происходит автоматическая компенсация изменения температуры холодного спая термопары при измерении температуры милливольтметром. Особенности измерений температуры компенсационными схемами Из рассмотрения принципа работы компенсационной схемы можно сделать вывод, что схема предназначена для измерения малых напряжений одной полярности, т.е. от 0 до +n мВ. При измерении температуры какой-либо среды посредством измерения термоЭДС термопары, помещенной в эту среду своим спаем, при отрицательных температурах термоЭДС (ТЭДС) будет отрицательна. Непосредственно измерить компенсационным методом отрицательные и положительные термоЭДС невозможно, поэтому необходимо предусмотреть какие-то искусственные методы. Возможны следующие варианты шкал диапазона измерений Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4 односторонняя двусторонняя односторонняя односторонняя безнулевая

В общем случае, если диапазон измерений ТЭДС не выходит за пределы диапазона измерений данным потенциометром, то требуемые пределы шкалы измеряемого параметра относительно реальных возможностей потенциометра могут оказаться смещенными следующим образом

7

Вариант 1

В данном случае, при нахождении свободных концов выводов термопары при 0°С узел компенсации не требует никаких изменений.

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Во всех этих случаях необходимо совмещение начала шкалы с начальным положением токосъемника реохорда на начальном левом конце реохорда, что может быть достигнуто: Искусственным повышением потенциала левого Искусственным понижением потенциала конца реохорда левого конца реохорда введением путем введения в смещения – включением в измерительный измерительный контур источника ЭДС контур источника Есм или создания соответствующего ЭДС – Есм или падения напряжения на определенном создания сопротивлении, входящем в соответствующего дополнительную ветвь компенсации, как падения изображено ниже напряжения на определенном сопротивлении, входящем в саму измерительную ветвь

8

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Здесь предполагается, что свободные концывыводы термопары – должны находиться при температуре 0°С

Здесь предполагается, что свободные концывыводы термопары – должны находиться при температуре 0°С

Определение величины сопротивления В данном случае смещения определяется согласно расчет величины сопротивления смещения проводится согласно

rСМ

EtНИЖН = IK

9

EtНИЖН rСМ = IK

Но наше предположение о возможности поддержания свободных концов термопары t°с.к. при температуре 0°С неверно, так как прибор должен находиться в обслуживаемом помещении с расчетной температурой 20°С, куда и подводятся выводы термопары, искусственно удлиненные так называемыми компенсационными проводами, выполненными из тех же материалов, что и сама термопара, либо из других недорогих материалов, развивающих в области температурного интервала от 0 до 100°С такое же ТЭДС, что и основная термопара. Поэтому в случаях, когда t0сп<200C, происходит завышение показателей, а в случаях, когда t0сп>200С происходит занижение показаний по сравнению с данными градуировочных таблиц, т.к. 0 E t = F ( t СП − ( t С0 . К . + 20 ° С ))

где t0с.к.принимается равной 00С. Ввиду этого во всех рассматриваемых случаях ТЭДС должна быть скорректирована на значение ТЭДС при 20°С, т.е. Е20°, в сторону увеличения, что во всех случаях решается введением в состав схемы так называемой компенсационной ветви, где падение напряжения на участке с сопротивлением R20°C должно добавляться к ТЭДС термопары. Так, например, в первом случае, если t°сп.=20°С и t°с.к..=20°С, то, согласно вышеприведенному соотношению. Еt=0 и показывающая стрелка прибора должна устанавливается на отметке 0°С, что совершенно неверно, поэтому падение напряжения U20°C=E20°C на сопротивлении R20° складывается с ТЭДС термопары, и, хотя Et здесь равна 0, показывающая стрелка прибора все же установится на отметке 20°С. Таким образом, ядро компенсационной измерительной схемы в каждом из случаев получает вид Вариант 1

Варианты 2 и 3

Вариант 4

Сезонные и суточные колебания наружной температуры могут вызвать, пусть и незначительные, но тем не менее заметные колебания температуры в помещении, что является причиной появления погрешностей в показаниях прибора. Если все элементы компенсационной схемы выполняются из манганина – материала, нечувствительного к колебаниям температуры окружающей среды, так как температурный коэффициент сопротивления манганина α=0, то введение в состав элемента R20° намотки из медной проволоки позволяет увеличивать падение напряжения смещения при повышении температуры в помещении и уменьшать его при понижении температуры. Для того, чтобы приращение падения напряжения компенсировало бы уменьшение ТЭДС термопары, необходимо соблюсти соотношение 10

Rt × IK = Et при повышении температуры

( R t1 − R t0 ) × I K = E t1 − E t0 , но так как

R t1 = R t0 [I + α (t1 − t 0 ) + ... ],

учитывая лишь первые члены разложения, имеем

{R [1 + α (t t0

1

− t0

)] −

}

R t 0 × I K = E t1 − E t 0 = ∆ E t .

После раскрытия скобок и сокращений

R t0 × α × ∆ t × I K = ∆ E t ,

откуда

R t0 = где

1 e ∆Et × = = rМДH , ∆t α × IK α × IK

е – удельная ТЭДС (мв/градус), IK – величина тока в цепи компенсации (мА) α - температурный коэффициент сопротивления для меди ( I/градус)

В общем случае сопротивление R20° складывается из манганиновой и медной секций

R 20 ° = rМНГ + rМДН ,

откуда

rМНГ

= R 20 ° − rМДН ,

В том случае, если оказывается rМНГ<0, то принимаем R20°=rМДН, но это приводит к завышению потенциала точки С компенсационной схемы. Это завышение можно компенсировать соответствующим повышением потенциала начального участка реохорда введением в измерительную ветвь соответствующего резистора, рассчитываемого в соответствии с

∆ rН . Ш . = ( rМДН − R 20 ° )

IK . IИ

Тогда для каждого варианта шкалы схема будет иметь вид Вариант 1

Вариант 2 и 3

11

Вариант 4

Для удобства контроля за работой схемы напряжение на общих шинах схемы назначается равным ЭДС нормального элемента – ЕН.Э. Задаваясь численными значениями величины измерительного IИ, стабилизирующего уравнительного тока схемы IУР и компенсационного IК токов, можно определить величину балластного сопротивления для согласования с напряжением источника питания UСХ согласно

Rб =

U

CX

− E Н .Э . U CX − E Н . Э . = ∑ I I И + I УР + I K

Сопротивление стабилизирующей уравнительной ветви, предназначенной для стабилизации работы всей схемы определяется из

R УР =

E Н .Э . IK

Для того, чтобы шкала прибора соответствовала бы полному пробегу токосъемника по реохорду, реохорд, величина сопротивления которого неизменна в пределах приборов одного типа, шунтируется, и полученное таким образом эквивалентное сопротивление реохорда позволяет осуществлять компенсацию любого значения ТЭДС в пределах диапазона измеряемых прибором температур – обычно эти значения не превышают нескольких десятков милливольт и поэтому требуется включение в измерительную ветвь сопротивления rК.Ш., в какой-то степени определяющего конец шкалы (правильнее обеспечивающего гашение части напряжения между шиной питания и конечном выводом реохорда). Эквивалентное сопротивление реохорда для разных вариантов шкал определяется в соответствии со следующими формулами Вариант 1

Вариант 2 и 3

Сопротивление шунта находиться по тогда 12

Вариант 4

RШ

R P × R PЭКВ = R P − R PЭКВ

rК . Ш . =

E Н .Э. − (RPЭКВ + ∆rН . Ш . ) IИ

rК . Ш . =

E Н .Э. − (RPЭКВ + ∆rН . Ш . ) IИ

rК . Ш . =

EН .Э. − (RPЭКВ + ∆rН . Ш . + rСМ ) IИ

Полное сопротивление компенсационной ветви находится из откуда

RK =

E Н .Э. IK

rK = R K − rМДН

Таким образом, приходим к окончательному виду компенсационной схемы автоматического потенциометра

Расчет компенсационной измерительной схемы автоматических потенциометров После вышеприведенных разъяснений последовательность расчета параметров схемы для каждого из случаев не должна вызвать затруднений. Выписываем параметры базового прибора, такие как - стандартное сопротивление реохорда, R р - напряжение питания схемы, U сх - длина шкалы, L шк Зная пределы измерения по температуре и градуировку термопары, из градуировочных таблиц выписываем значения - ЕtВЕРХН – ТЭДС для верхнего предела измерения - ЕtНИЖН – ТЭДС для нижнего предела измерения 13

Ом В мм мВ мВ

мВ - Е20° – ТЭДС, развиваемая термопарой при t=20°С мВ - Е30° – ТЭДС, развиваемая термопарой при t=30°С мВ - Е10° – ТЭДС, развиваемая термопарой при t=10°С Задаваясь значениями величины тока в каждой из ветвей схемы, выбираемых в пределах от 2 до 10мА - IИ – в измерительной ветви мА - IУР – в стабилизирующей уравнительной ветви мА - IК – в компенсационной ветви мА И зная значения - ЕН.Э. – ЭДС нормального элемента 1,01865 В 4,25х10-3 - α - температурный коэффициент сопротивления меди 1/°С можно приступить к расчету Обобщенные соотношения для расчета элементов компенсационных измерительных схем для разных вариантов шкал Вариант 1

Вариант 2 и 3

R pЭКВ =

Е

RШ =

Rб =

R 20 ° =

ВЕРХН t

−Е IИ

Вариант 4 НИЖН t

R p × R pЭКВ R p − R pЭКВ

RУР =

Е Н .Э . ; I УР

RK =

Е Н .Э . ; IK

;

;

Е СХ − Е Н . Э . ; I И + I УР + I K

rМДН

e E 30 ° − E 10 ° 10 3 = = × α × IK 20 4 , 25 × 10 − 3 × I K

Е 20 ° ; IK

Е 20 ° − Е tНИЖН = ; IK

R 20 °

∆ rН . Ш . = ( rМДН − R 20 ° )

rK = R K − rМДН

14

R20° = IK . IH

Е 20° ; IK

R

= ∆ rН

НАЧ

.Ш .

R НАЧ

= ∆ rН

RНАЧ = rН . Ш . + rСМ = ∆rН . Ш . +

.Ш .

ЕtНИЖН IИ

Для разметки шкалы могут быть использованы соотношения

lj = L

Et j

lj = L

E tВЕРХН

E t j − Е tНИЖН E tВЕРХН

− Е tНИЖН

Здесь lj – расстояние j–го штриха шкалы от начального её деления Еtj – значение ТЭДС, соответствующей j–й ступени измерения температуры Примеры расчетов элементов компенсационной измерительной схемы и разметки шкалы электронного автоматического потенциометра Параметры

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Базовый прибор Пределы измерения Сопротивление реохорда, Ом Питание схемы, В Градуировка ЕtВЕРХН , мВ ЕtНИЖН , мВ Е20° , мВ Е30° , мВ Е10° , мВ IИ , мА IУР , мА IК , мА

ЭПВ 0 - 150°С

ЭПД -50 - 100°С

ПС -200 - 50°С

КСП2 50 – 200°С

100

126

100

130

2,0 ХА 6,137 0,000 0,798 1,203 0,397 2 6 2

1,5 МК 4,721 -2,000 0,872 1,323 0,431 2 6 2

2,0 ХК -3,003 -9,488 1,287 1,947 0,638 2 6 2

1,5 ПП 1,440 0,299 0,113 0,173 0,055 2 6 2

R pЭКВ =

Е tВЕРХН − Е tНИЖН ; 2

RШ =

R p × R pЭКВ Rp − R

RУР = Rб =

;

ЕН .Э. ; IУР

Е СХ − Е Н .Э. ; I И + I УР + I K

R20° = R20° =

rМНД =

ЭКВ p

=

Е20° ; IK

=

6,137 − 0,000 = 3,0685; 2

rМНГ = R20° − rМДН ,

4,721− (−2,00) = 1,3605; 2

=

1,440 − 0,299 − 3.003 − (−9.488) = 0,5705; = 3.2425; ; = 2 2

= 3,1656373

= 1,375350

= 3,3511613

= 0,57301465

= 169,775

= 169,775

=169,775

= 169,775

= 98,135

= 48,135

= 98,135

= 48,135

0,718 = 0,399; 2

Е20° − ЕtНИЖН ; IK

E30° − E10° 10 3 × 20 4,25 × 10 − 3 × I K

=

= =

= 4,7411765

0,113 = 0,0565; 2

0,872 − ( −2,0) = 1,436; = 1,287 − ( −9,49) = 5,3875; 2 2

= 5,2470585 15

= 7,7

= 0,6941176

=0,399-4,74117= = -0,34217

=1,436-5,24706= = -3,81106

=5,3875 –7,7= = -2,3125

=0,0565–0,69411= = -0,63761

Отсюда видно, что включения манганиновой составляющей в сопротивление R20° не требуется, но требуется соответствующее смещение в измерительной ветви, рассчитываемое по ∆rН . Ш . = ( rМДН − R20° )

IK . IH

RНАЧ = ∆rН .Ш . RНАЧ = rН . Ш . + rСМ = ∆rН . Ш . +

= ( 4,741176 − 0,399) = 4,342176

= 4,342176

2 2 = = (5,247058 − 1,436) = 2 2 = 3,811058

= 3,811058

= (7,7 − 5,3875) = 2,3125

= 2,3125

ЕtНИЖН IH

Е Rконеч= Н.Э. −(RрЭКВ+∆rН.Ш. ) IИ

rK = RK − rМДН

2 = 2

= (0,694117 − 0,0565)

2 = 2

= 0,676176

= 0 , 63718

+

0 , 299 2

=

= 0 , 7871176 = 509,325 − (3,0685 + 4,34217) = = 509,325 − (1,3605 + 3,81105) = = 509,325 − (3,2425 + 2,3125) = = 509,325 − (0,5706 + 0,787117) = = 501,9143 = 507,96738 = 504,1534 = 503,77

= 504,58382

= 504,07794

= 501,625

= 508,63088

Разметка шкалы В соответствии с рассмотренными выше соотношениями заполняются таблицы следующей формы Вариант 1 Односторонняя шкала Градуировка ХА tj0 Etj ,мВ lj ,мм 0 0,000 0,0 10 0,397 4,27 20 0,796 85,61 30 1,203 129,4 40 1,611 173,3 50 2,022 217,5 60 2,436 262,0 70 2,85 306,5 80 3,266 351,2 90 3,681 395,9 100 4,095 440,4 110 4,508 484,8 120 4,919 529,0 130 5,327 572,9 140 5,733 616,6 150 6,137 660,0

Вариант 2 Двусторонняя шкала Градуировка МК tj0 Etj ,мВ lj ,мм - 50 - 2,00 0 - 40 - 1,62 39 - 30 - 1,23 79 - 20 - 0,83 121 - 10 - 0,42 164 0 0,00 208 10 0,431 253 20 0,872 299 30 1,323 346 40 1,783 394 50 2,253 443 60 2,731 493 70 3,215 543 80 3,709 595 90 4,211 647 100 4,721 700

Вариант 3 Односторонняя безнулевая шкала Градуировка ХК tj0 Etj ,мВ lj ,мм - 200 - 9,49 0 - 190 - 9,20 7 - 180 - 8,89 14 - 170 - 8,56 23 - 160 - 8,21 32 - 150 - 7,83 41 - 140 - 7,43 51 - 130 - 7,01 61 - 120 - 6,58 71 - 110 - 6,12 83 - 100 - 5,64 95 - 90 - 5,15 107 - 80 - 4,63 120 - 70 - 4,11 133 - 60 - 3,562 146 - 50 - 3,00 160

Вариант 4 Односторонняя безнулевая шкала Градуировка ПП tj0 Etj ,мВ lj ,мм 50 0,299 0,0 60 0,365 13,9 70 0,432 28,0 80 0,502 42,7 90 0,573 57,6 100 0,645 72,8 110 0,719 88,3 120 0,795 104,3 130 0,872 120,5 140 0,950 136,9 150 1,029 153,5 160 1,109 170,4 170 1,190 187,4 180 1,253 204,9 190 1,356 222,3 200 1,440 240,0

При нанесении оцифровки на шкалу следует придерживаться следующих правил: - общее количество цифр не следует устанавливать более 10 – 12 при плоских шкалах; 16

-

последняя цифра числа должна быть четной, нулем или 5; в целях сокращения наносимых знаков желательно, при возможности, вводить множитель типа х 10°С, х 100°С и т.п., с размещением его над центром шкалы; выбивающаяся из ряда цифровая отмета наносится около соответствующего деления более мелким размером шрифта, например

Задание: Рассчитать параметры элементов компенсационной измерительной схемы и рассчитать разметку шкалы прибора для предлагаемой базовой модели потенциометра. Исходные данные для расчета, значения стандартного сопротивления реохорда, напряжения питания измерительной схемы и размеры шкалы базовой модели приведены в нижеследующих таблицах. № п/п 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Гр.

Диапазон, °С

Прибор

ПП ПП ХК ХА ПП ХК ХА ПП ХК ХК ХА ПП ХК ХА ХА ХК ХК ХА ПП ПП

1100 – 1600 0 – 1600 -50 – 150 200 – 600 0 – 1300 200 – 600 0 – 500 900 – 1400 0 – 350 0 – 250 0 – 750 800 – 1400 300 – 600 400 – 900 0 – 750 400 – 600 500 – 600 0 – 900 500 – 1000 800 – 1600

КСП З ЭП ПС ЭПВ ЭПД ЭП ПС ЭПВ ЭПД КСП З КСП 4 ЭПВ ЭПД ЭП КСП 4 ЭПВ КСП 2 КСП 2 ЭПД ЭП

№ п/п 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Гр. ПП ХА ПП ХК ХА ПП ХК ХА ХА ПП ХК ХА ПП ХК ХА ПП ПП ХК ХК ХА

Диапазон, °С

Прибор

1000 – 1500 0 – 1100 0 – 1100 0 – 300 600 – 1100 500 – 1600 -50 – 250 750 – 1100 600 – 1000 800 – 1600 500 – 600 0 – 900 600 – 1300 200 – 600 400 – 900 400 – 1400 800 – 1400 450 – 600 100 – 600 300 – 800

КСП 2 КСП 3 КСП 4 КСП 1 КСП 2 КСП 3 КСП 4 КСП 1 ЭП ПС КСП 1 КСП 2 ПС КСП 4 КСП 1 КСП 2 ЭПВ КСП 2 КСП 3 КСП 4

Характеристика базовых моделей потенциометров Модель Реохорд, Ом Питание, В Длина шкалы, мм

ЭПВ 100 2 660

ЭПД 126 1,5 700

ЭП 100 2 700

17

ПС 100 2 160

КСП 1 130 1,5 120

КСП 2 130 1,5 240

КСП 3 130 1,5 160

КСП 4 130 1,5 160

Литература 1. 2. 3.

Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984, 230с. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. Изд. 3-е, переработано и дополнено. М.: Машиностроение, 1983, 424с. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Изд. 3-е. М.: Энергия, 1978, 702с.

Редактор Т.А. Стороженко Подписано в печать 11.05.2005г. Формат 60x84 1/46 _ Усл.п.л 1,16 уч.изд. л.0,8. Тир. 50экз. Заказ №95 Ред. -изд отдел ВСГТУ. г.Улан-Удэ, ул. Ключевская , 40а. Отпечатано в типографии ВСГТУ. г. Улан-Удэ, ул.Ключевская, 42 @ВСГТУ, 2005г.

18