Өлшеудің техникалық ҚҰралдары

жүктеу 1,71 Mb.

бет	10/42
Дата	23.09.2022
өлшемі	1,71 Mb.
	#39377

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 42

лшеуді техникалы ралдары

Кедергі термотүрлендіргіштер (КТТ)

компенсациялық контур құрамында қосымша көз E_Б жəне R_аbреохорд

(компенсациялық резисторы) болады.

өлшем контурында келесілер болады: Е_ав(t,t₀) термоЭҚК-і өлшенетiн ТЭТ жəне нөл-индикатор (НИ) функциясын орындайтын жоғары сезiмдi гальванометр мен R_асреохордтың бір учаскесі: a нүктесiнен с реохордтың қозғағышының жылжымалы контактісіне дейін.

Е_АВ(t, t₀) термоЭҚК Е_Б–ға қарсы R_ас учаскесіндегі екі көздің тоқтары бір бағытта жүретіндей қосылған: І_Б – жұмыс тоқ, І_Т– ІІ контур үшін с қозғағыштың кейбір орналасуындағы тоқ.
ІІ контур үшін Кирхгоф заңы бойынша:

E_AB(t, t₀)=I_T·R_сыр+ І_Т ·R_НИ+ І_Т·R_ac+І_Б·R_ac,

мұндағы R_сыр, R_НИ - ТЭТ жəне нөл-индикатордың iшкi кедергiлерін қоса сыртқы сымдардың кедергiлері.

сурет – Компенсациялық өлшеу əдiсiнiң сұлбасы

Өлшенетiн ЭҚК көзi орналасқан контурда ток I_T = 0 жəне R_ac учаскесінде кернеу құлауы өлшенетiн ЭКҚ шамасын көрсетеді.

E_AB(t, t₀)=І_Б·R_ac_. (1.23)

І_Б·R_acкомпенсациялайтын кернеуді екi əдiстерімен өзгертуге болады:

І_Б=const, R_ac =var ұстап тұру;
R_ac =const, І_Б=var.

1 əдiсбойыншапотенциометрдiң сұлбасы кең таралған (жұмыс тоқтың тұрақты күшiмен).

Тоқтың тұрақты жұмыс күшi бар потенциометрдiң сұлбасы.

суретте көрсетiлген потенциометрдiң сұлбасы 1.8 суреттегі сұлбадан айырмашылығы – І_Б жұмыс тоғының тұрақтылығын бақылау үшiн қосымша ІІІ контурды қосу.

Енэ
t

сурет – Тоқтың тұрақты жұмыс күшi бар потенциометрдiң сұлбасы

Ізделініп отырған темоЭҚК:

^EAB
(t,t_o
)  I_Б
 R_ас
^ЕНЭ ^^Rас
 _R_.

К
Е_нэ = 1.0186 В; R_К= 509,3 Ом; I_Б= 2 мА.

Реохорданың оралымы біркелкі болса:
^Rac ^l

R

,

ab ^L

сонда ^R_ас
осыдан
^Rав
 _Ll
жəне
k  I_Б
^Rав _,
L

E_АВ(t,t₀)  k  l.
(1.24)

Сонымен, E_AB(t,t_o) термоЭҚК-ні өлшеу, кернеудің бірлігімен градуирленген реохордтың l ұзындығы бар учаскесін өлшеуге келеді.

Осындай потенциометрлердің дəлдік кластары жоғарғы, тіпті 0,0005 дейін.

Тоқтың айнымалы жұмыс күшi бар потенциометрдiң сұлбасы.

1.10-суретте көрсетілген потенциометрдің сұлбасында R_Бкөмегімен I_Б-ны өзгерту жолыментұрақты жəне белгілі R_ab кедергісінде I_БR_жұм кернеу құлауымен E_AB(t,t_o) компенсацияланады.
R_Б қозғалтқышы НИ нөл мəнін көрсетпегенше қозғалысын тоқтатпайды жəне де миллиамперметр шкаласы бойынша I_Бесептеледі. Осыдан E_AB(t,t_o) мəні миллиамперметрдің дəлдігіне тəуелді, сондықтан осы потенциометр дəлдігі бойынша алдыңғы потенциометрден кем болатынын көреміз.
mA
t

сурет – Тоқтың айнымалы жұмыс күшi бар потенциометрдiң сұлбасы

ТермоЭҚК-ін нормалаушы түрлендіргіштер.

ТермоЭҚК-ін нормалаушы түрлендіргіштер(НТ) ТЭТ сигналын 0-5мА тұрақты тоқтың унифицирленген сигналына түрлендіру үшін қолданылады (1.11 сурет). НТ-нің жұмыс негізінде жұмыс тоғының айнымалы күші бар сұлбасымен термоЭҚК-ін өлшеудің компенсациялық əдісі болады.

сурет – ТермоЭҚК-ін нормалаушы түрлендіргіштің сұлбасы

Сұлбадағы белгілеулер:

І - өлшеу контуры: КК - корректрлеуші көпір (R₁, R₂, R₃– манганин резисторлар, R_M– мыс резисторы); К₁–шығысы тоқ болатын НИ қызметін атқаратын күшейткіш, (МК - магнитті күшейткіш; ЖӨК - жартылай өткізгішті күшейткіш);
ІІ - компенсациялау контуры: R_кб жəне К₂ -ІІ контурдың жұмыс тоғы болатын I_кб күшейткіштің шығыс тоғы бойынша терең кері байланысы бар күшейткіш. Компенсациялау кернеу U_кб=I_кб·R_кб. І контуры жағынан R_кб резисторына U_кб=Е_АВ(t,t^’₀)+U_cd сигналы келеді.
U_cd=Е_АВ(t^’₀,t₀) - бос ұштарының температурасының түзетілуіне тең. Онда Е_АВ(t,t₀)= Е_АВ(t,t^’₀)+U_cd.
Өлшенетін Е_АВ(t,t₀) шамасы U_кб–мен салыстырылады. ∆U=E_AB(t,t_o) - U баланс еместік К₁-ге түседі, онда осы тұрақты тоқ сигналы ∆U магнитті күшейткіште айнымалы ток сигналына (МК) түрленеді, содан соң жартылай өткізгішті күшейткіште (ЖӨК) күшейтіліп, қайтадан тұрақты тоқ сигналына түрленеді.
R_сыр сыртқы тізбегіне түсетін жəне одан кейін бөлгіш арқылы К₂ кері байланыс (КБ) күшейткішіне түсетін І_шығу тоғын К₁ тудырады. R_сыр=2,5 кОм.
К₂ кері байланыс күшейткішінің (КБК) кірісі мен шығысындағы тоқтар өзара пропорционалды:
U_КБ=I_КБ·R_КБ=K_КБ·I_шығу·R_КБ, (1.25)

мұнда K_КБ– КБК-ің беріліс коэффициенті (К₂).

Кері байланысы бар күшейткіштер үшін:

∆I_шығу=K_к·( ∆U–K_КБ·∆I_шығу·R_КБ) , (1.26)

мұндағы K_к– К₁ –ің беріліс коэффициенті;

К_к

^^Iшыгу ^₁__К
 К_кб
 К_кб
 U  k  U _X
, (1.27)

к
бұл жерде К– НТ-ің беріліс коэффициенті.
К₂күшейткіштің шығыс тоғы – I_кб өзгеріп, ∆U шамасы компенсацияның статикалық қателігі деп аталатынкейбір кішкентай шамаға δU-ға жеткенше, U_кб- ны өзгертеді. δU бар болуы І контурда компенсацияланбаған тоқ жүретіне əкеп соқтырады. Сонымен бірге өлшенетін термоЭҚК неғұрлым көп болса соғұрлым бұл тоқта көп болады.
ТЭТ-пен жұмыс істейтін НТ-тің кіріс сигналының диапазонына байланысты НТ-ің 0,6-1,5 дəлдік кластары болады.

Кедергі термотүрлендіргіштер (КТТ)

КТТ көмегімен температураны өлшеу металлдар мен жартылай өткізгішттердің температура өзгеру кезінде өзінің электр кедергісін өзгерту қасиетінде негізделген: егер R_t=f(t) градуирлеу сипаттамасы (түрлендіру функциясы) белгілі болса, онда R_t-ны өлшеу арқылы ол тиелген ортаның температурасын анықтауға болады..

о
КТТ-тер -260  +1100 С аралығында температураны сенімді өлшейді.
Металл КТТ-тер: стандартталған КТТ-і дайындау үшін платинаны (ТСП)
жəне мысты (ТСМ) қолданады.
Металл өткізгіштен жасалған КТТ-ге мынадай талаптар қойылады:

градиурлеу сипаттамасының тұрақтылығы;
дайындалған КТТ өзара алмасушылығы;
R_t=f(t) функциясының сызықтылығы (мүмкіндігінше);
электр кедергінің α жоғары температуралық коэффициенті;
үлкен меншікті кедергі ρ;
төмен құны.

Металл неғұрлым таза болса, соғұрлым ол аталған талаптарды қанағаттандырады.
Платина - КТТ үшін ең жақсы материал: α=3,94·10^-3 ⁰С^-1; ρ=0,1·10^-6 Ом·м;
өлшеу диапазоны ∆t⁰=-260- +1100⁰С. Pt-дан жасалған КТТ - сым диаметрі 0,05 ^

0,5 мм болатын ең дəлді бірінші ретті түрлендіргіш. Олар жұмыс, үлгілі жəне эталонды термометрлер ретінде қолданылады.
Мыс - таза күйінде оңай алынады, қымбат емес металл, R_t=f(t) тəуелділігі температураның кең диапазонында сызықты, α=4,26·10^-3 ⁰С^-1; температураны өлшеу диапазоны ∆t⁰=-50⁰С÷+200⁰С. t⁰>200⁰С температураларда мыс активті түрде қышқылданады жəне сол үшін қолданылмайды.
Никель жəне темір: температураны өлшеу диапазоны ∆t⁰=-50⁰С ÷+250⁰С; α жоғары, бірақ градуирлеу сипаттамасы сызықты емес болғандықтан бұл КТТ-тер кең қолданылмайды, ал ең маңыздысы - тұрақсыз жəне қайтадан өндірілмейді, сондықтан никель жəне темірден жасалынған КТТ стандартталмаған.
Металды КТТ конструкциясы: платина немесе мыстан жасалған жіңішке сым керамика, слюда, кварцтан жасалған каркасқа оралады. Сымнан жасалған каркас слюдамен жабылады. Каркасты алюминийден жасалған қорғаныс гильзасына орнатады. Гильзаны сыртқы жабық болат чехолға салып, штуцер көмегімен өлшеу объектісіне орналастырады.
Жартылай өткізгіш КТТ: өлшеу диапазоны ∆t⁰=-100÷+300⁰С. Мынадай жартылай өткізгіштер қолданылады: магний оксиді, кобальт, марганец, титан, мыс, германий кристалдары.
Жартылай өткізгіш КТТ артықшылықтары:

улкен теріс α коэффициенті;
температура өзгеруіне өте сезімтал;
едəуір меншікті кедергі.

Жартылай өткізгіш КТТ кемшіліктері:

R_t = f(t) едауір бейсызықтылығы (экспоненталық тəуелдiлiк);
градуирлеу сипаттамасының қайтадан өндірілмейтіндігі, сондықтан бір типті жартылай өткізгішті КТТ-ің жеке жəне өзара алмастырылмайтын градуирлеулері болады. Ерекше германий КТТ ∆t⁰ = 30-90 °К болып табылады.

Жартылай өткізгішті КТТ температураны өлшеу үшін сирек қолданады. Олар температуралық сигнализация жүйелерінде кең қолданылады, себебі олардың релейлік эффектілері бар - белгілі температураға жету кезінде кедергінің секірістік өзгерісі. Сондай-ақ, жартылай өткізгішті КТТ əр түрлі газаналитикалық автоматты құрылғыларда сезімтал элемент ретінде қолданылады. Жартылай өткізгіштің сезімтал элементтері кіші өлшемді моншақ, цилиндр, шайба түрінде орындалады.

жүктеу 1,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 42

Өлшеудің техникалық ҚҰралдары

Кедергі термотүрлендіргіштер (КТТ)