Автоматический электронный уравновешенный мост КСМ— 4

КСМ - 4 - мост комплекса самописцев, 4 - номер модификации.

КСМ - 4 предназначен для показания, записи и сигнализации температуры.

Работает КСМ - 4 в комплекте с термометрами сопротивления.

Монтируется на щите управления в операторной.

Принцип действия моста основан на нулевом методе измерений, он заключается в уравновешивании плеч моста.

Условие равновесия мостовой схемы:

R₂ (R_общ + R_у + R_л + R₄ + R_t) = (R_у + R_л + R₁) ∙ R_З

Рис. Принципиальная схема автоматического моста КСМ-4

Прибор КСМ - 4 состоит из следующих основных узлов:

ИМ - измерительный мост

УС - усилитель

РД - реверсивный двигатель

РУ - регистрирующее устройство

СД - синхронный двигатель

R ₁, R ₂, R _З, R ₄, R ш, R., Rд - постоянные сопротивления (выполнены в виде катушек с бифилярной обмоткой из манганина)

Rр - реохорд (калиброванное манганиновое сопротивление)

Rш - шунт реохорда (для ограничения протекающего по реохорду

тока)

R - подгоночное сопротивление (для подгонки сопротивления

реохорда к расчетному значению)

Rл - сопротивление линий (соединительных проводов)

Rу - уравнительные катушки (для подгонки сопротивления линий)

Если температура среды, в которой находится термометр сопротивления, неизменна, то мостовая схема находится в равновесии, разность потенциалов в точках b и d равна 0, и напряжение небаланса отсутствует. Движок реохорда в этом случае неподвижен, а стрелка прибора показывает измеряемую температуру.

При изменении температуры среды изменится температура сопротивления. При этом ИМ разбалансируется, и в диагонали bdпоявится напряжение небаланса. Оно подается на УС, где усиливается по напряжению и мощности, поступает на РД и приводит его ротор в движение. Ротор механически связан с движком реохорда, со стрелкой и пером. Вращаясь, он перемещает движок реохорда, стрелку и перо до тех пор, пока ИМ не уравновесится.

Напряжение на входе УС в этом случае станет равным 0, РД остановится, а прибор покажет измеряемую температуру.

Электронные мосты бывают одноточечные, трех, шести и двенадцатиточечные.

К одноточечному мосту подключается один термометр, и запись ведется при помощи пера. К трёх точечному - подключается 3 термометра, к шести точечному - 6, к двенадцати точечному - 12 однотипных термометров. Допускается подключение и меньшего количества термометров. На многоточечных мостах запись на диаграммной бумаге осуществляет специальное печатающее устройство, при этом указывается номер подключенного в данный момент термометра.

При колебаниях температуры окружающей среды величина сопротивления соединительных проводов будет изменяться. Это приведет к дополнительной погрешности в показаниях прибора. Чтобы ее устранить, применяют 3-х проводную схему подключения термометра к мосту.

Предел измерения зависит от типа и градуировки термометра сопротивления, в комплекте с которым градуируется шкала прибора. Шкала градуируется в градусах Цельсия - ºС.

Класс точности прибора: 0,25, 0,5.

Скорость продвижения диаграммной ленты: от 20 до 54 мм/час.

Напряжение питания: 220 В,50 Гц.

Существуют следующие модификации мостов:

КСМ - 1, КСМ - 2 - малогабаритные мосты с ленточной

диаграммой

КСМ - 3 - с дисковой диаграммой

КСМ - 4и - со складывающейся диаграммой, в искробезопасном

исполнении.

Логометр

Логометр служит для измерения температуры, работает в комплекте с термометрами сопротивления. Термометры монтируются по месту (на аппаратах и трубопроводах). Логометр монтируется на щите управления в операторной. Термометры могут подключаться к логометру по двухпроводной или трехпроводной системе. Трехпроводная система устраняет погрешность от изменения температуры окружающей среды.

Градуировка термометра должна соответствовать градуировке логометра. Если к логометру подключается несколько термометров, то все они должны быть одной и той же градуировки, и подключение термометров осуществляется через переключатель.

Логометр является магнитоэлектрическим прибором. Подвижная система состоит из двух рамок Р1 и Р2, жестко связанных друг с другом, на которых закреплена стрелка 1.

Рис. Принципиальная схема логометра.

Устройство

1- стрелка;

2- балансировочные грузики;

3- спиральная пружина;

4- постоянный магнит;

5- шкала;

Р₁,Р₂-рамки

На другом конце стрелки имеются балансировочные грузики 2. Рамки намотаны на тонкой изолированной медной проволоки и могут поворачиваться на кернах. Ток к рамкам подводится по трем спиральным пружинкам 3 с очень малым противодействующим моментом.

Внутри рамки помещен цилиндрической формы постоянный магнит 4. Магнитное поле постоянного магнита неравномерное и распределяется по зонам.

1 - зона сильного магнитного поля;

2 - зона слабого магнитного поля;

3 - зона, где магнитное поле отсутствует.

Рис. Устройство постоянного магнита

При прохождении тока по рамкам они намагничиваются, за счет взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля рамки возникает вращающий момент рамки. Рамки включаются в мостовую схему так, чтобы создаваемые ими вращающие моменты были направлены в разные стороны друг от друга. Ток рамки Р1 стремится поворачивать стрелку по часовой стрелке, ток рамки Р2 - против часовой стрелки. Когда стрелка находится в средней части шкалы 5, величина тока в обеих рамках равна.

При увеличении температуры сопротивление термометра Ш возрастает, ток рамки Р1 возрастает, а ток рамки Р2 уменьшается, и рамки поворачиваются по часовой стрелке. При этом рамка Р1 входит в слабую зону магнитного поля постоянного магнита, и его вращающий момент уменьшается, а рамка Р2 входит в зону сильного магнитного поля, его вращающий момент возрастает, и возникает равновесие вращающих моментов рамок Р1 и Р2, и поворот рамки прекращается. Стрелка занимает по шкале новое положение. При уменьшении температуры возникает обратное действие.

15'

Рис. Мостовая схема логометра

Р1, Р2-рамки;

КЛ, К2, КЗ, Кб- резисторы плечи моста;

К4-резистор для настройки начала шкалы;

К5- медный резистор;

Кк- контрольный резистор;

Кл- резисторы для подгонки линии

термометра;

Термометр сопротивления; ОВ-источник питания.

Мостовая схема логометра состоит из постоянных резисторов, намотанных на пластмассовые каркасы из манганинового провода, и термометра сопротивления. Мостовая схема питается от источника напряжением постоянного тока 1- 4 В. Резисторы КЛ, К2, КЗ и Кб- плечи моста. Резистор К1-для подгонки конца шкалы, К4- для подгонки начала шкалы. Резистор К5-медный, служит для компенсации погрешности от изменения температуры окружающей среды. Резистор Кк-контрольный резистор (если соединить клеммы 1 и 2, логометр должен показывать красную черту на шкале, при этом от точки 3 отключить резистор Кл). Таким образом, определяют работоспособность логометра, не снимая его со щита управления. Резисторы Кл - для подгонки сопротивления линии. К1- термометр сопротивления, ОВ- источник питания, Р1 и Р2-рамки.

При транспортировке стрелка прибора фиксируется при помощи ареттира, для этого на задней стенке логометра имеется шлиц под отвертку.

Термопары

Термопары являются датчиками температуры и работают в комплекте с вторичными приборами: милливольтметрами и потенциометрами. Термопара представляет собой спай из двух разнородных металлических проводников (термоэлектродов), которые предназначены для измерения температуры в объекте.

1 – «горячий» спай (рабочий);

2 - положительный термоэлектрод;

3 - отрицательный термоэлектрод;

4 - «холодные» концы (свободные);

5 – компенсационные провода.

Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте (эффект Зеебека).

Он гласит: «В замкнутой цепи из двух разнородных металлических проводников возникает электрический ток, если два места соединения (спая) имеют разную температуру». Термо э.д.с. на концах термопары зависит от материала термоэлектродов и температуры «горячего» и «холодного» спаев.

Для технических измерений применяют термопары из следующих материалов:

1. ТХК - термопара хромель – копель, пределы измерения от -50 ⁰С до +600 ⁰С

(кратковременно 800 ⁰С);

2. ТХА - термопара хромель – алюмель, от -50 ⁰С до +1000 ⁰С (кратковременно 1300 ⁰С);

3. ТПП - термопара платинародий – платина от -20 ⁰С до +1300 ⁰С

(кратковременно 1600 ⁰С);

4. ТПР - термопара платинародий - платинародий от (+300 ⁰С до +1600 ⁰С)

(кратковременно+1800 ⁰С)

5. ТВР - термопара вольфрам – рений (до 2300 ⁰С)