НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Системы с термоэлектрическими преобразователями

Чтобы определить правильность выбора элементов системы конт-1 роля температуры, следует иметь в виду, что для различных типов! термоэлектрических преобразователей существуют границы возмож-И ного диапазона измерения

Зная требуемый диапазон измерения температуры, характеристики и типы элементов системы (по спецификации), определяют правиль­ность выбора аппаратуры и методы измерений. Максимальную точ­ность, с которой будет измерена температура, ориентировочно опре-| деляют по формуле

где Д —допустимая величина абсолютной погрешности, °С; Тк и Тн —конечная и начальная отметки шкалы вторичного прибора, °С; к—класс точности вторичного прибора.

Тип преобразователя, монтажная длина (глубина погружения), материал и исполнение защитного чехла должны отвечать требова-] ниям проекта и соответствовать параметрам измеряемой среды (дав­лению, химическому составу и др.).

После внешнего осмотра и измерения величины электрической ИЗО­ЛЯЦИИ собирают проверочную схему (рис. 146) для определения ос­новной погрешности аппаратуры.

Проверим пригодность образцового потенциометра типа ПП-63 для проверки КСПЗ с характеристикой ХК, классом точности 0,5 и диапазоном измерения 0—100СС (фрагмент градуировочной харак­теристики приведен в табл. 18). Нормирующее значение напряжения будет равно хнр = Uк — U„ = 6,898 мВ, а предел допускаемой пс грешности образцового прибора (см. § 55) Д0 = ±(5-10'4£/+

Прибор считается исправным, если наибольшая основная по - I г грешность меньше класса точности прибора, а наибольшая вариация 1 меньше ее допустимого значения. Например, для потенциометров I КСПЗ вариация допускается не более 0,25% от диапазона измерения { ’ прибора.

В тех случаях, когда в проверяемом приборе отсутствует пере - 1 ключатель «Проверка — работа», собирают схемы для проверки, изо - I Сраженные на рис.. 148.

Для проверки' потенциометров класса 0,25 (рис. 148, а) соедини­тельную линию от термостата 4 (сосуд со льдом) прокладывают ком­пенсационными проводами. Температура в месте соединения компен - ' сац'ионных проводов с медными, подключаемыми к образцовому потен-1 циометру, дилжна быть равна нулю, в чём убеждаются по показаниям ‘ образцового термометра 2 типа ТЛ-4 или TJ1-2. Эта схема обеспечи­вает высокую точность проверки, потому что температура в термо- ' стате практически постоянна и поправку на ее отклонение от нуле - ’ вой легко ввести в расчет. Кроме того, в этом случае (при /°С, точно равной нулю) табл. І8 можнр пользоваться без корректировки. По схеме рис. 148, б осуществляют проверку приборов с помощью высокоомных (/?ЭХЬ> 150 Ом) образцовых потенциометров. В этом случае проверяемый прибор 1 с соблюдением полярности компенса­ционными проводами соединяют с источником регулируемого напря­жения ИРН. Образцовый прибор соединяют с ИРН медными прово

дами. Поскольку свободные концы термопары, образованной при под­соединении компенсационных проводов к ИРН, будут приведены с помощью RM как бы к нулевой температуре, воздействие на измери­тельную схему проверяемого прибора при сигнале ИРН, равным 0 мВ, будет эквивалентно э. д.с., развиваемой термоэлектропреобразовате­лем, у Которого горячие и холодные концы находятся при разности температур нулевой и измеренной термометром 2. Эта схема проще предыдущей, но при ее использовании приходится постоянно контро­лировать показания образцового термометра 2, так как внешние воз­действия (движение в помещении, открытие дверей, окон) будут вы­зывать изменение температуры, и необходимость корректировки 'за­даваемого напряжения.

В этом случае напряжение, снимаемое с зажимов ИРН, должно быть меньшим, чем определенное по таблице 18, на величину, соот­ветствующую температуре, отсчитанной по образцовому термометру 2.

По схеме рис. 148,. в проверяют приборы с помощью низкоомных образцовых потенциометров. Соединяют потенциометры компенса­ционными проводами и при проверке задаваемое значение напряже­ния уменьшают на величину, соответствующую э. д.с. термопреобра­зователя для измеренной термометром температуры.

Потенциометры с градуировочной характеристикой НС и ПР не чувствительны к изменению температуры окружающего воздуха, поэтому линии связи (рис. 148, г) для этих приборов монтируют мед­ными проводами.

С помощью медных проводов проверяют потенциометры и в тех случаях, когда контролируют температуру компенсационной катуш­ки RM Эта схема имеет те же недостатки, что и схемы рис. 148, б и в.

Проверочная схема и операции задания напряжения упрощаются, если при проверке прибора заменить RM на манганиновую катушку с сопротивлением, эквивалентным RM при какой-либо фиксированной температуре. В этом случае при определении расчетного значения напряжения от табличного значения вычитают э. д.с., соответствую­щую этой фиксированной температуре. Еще удобнее заменить RM ка манганиновое сопротивление, эквивалентное ему при 0°С. В этом случае расчетное значение температуры на проверяемой точке соот­ветствует табличному. Данные таких катушек приведены в табл. 19.

Таблица 19. Значение сопротивлений RM для различных температур

* Для КСП1 и КСП2. ** Для КСП4.

Для проверки сигнально­го устройства, встроенного в автоматический потенциомегр КСПЗ (см. рис. 146). к клем­мам 8, 9 и 10 клеммной колод­ки подключают устройство 4, состоящее из источника пита­ния Б и двух, сигнальных Л1 и JI2 ламп. Профильный диск, расположенный на централь­ной оси прибора, устанавлива­ют на какую-либо точку шка­лы. Подводя стрелку показы­

вающей части к сигнализируемому значению температуры, определя­ют момент замыкания и размыкания контактов. Изменением зазора между контактами сигнального устройства регулируют зону нечув­ствительности системы сигнализации, которая может изменяться в пределах от 0,5 до 3% диапазона измерения прибора.

Для многоточечных автоматических потенциометров проверяют скорость печатания и скорость протяжки диаграммной ленты с помощью простого приспособления (рис. 149). На источнике напря

жения 2 устанавливают напряжение, соответствующее полному диа­пазону изменения температуры, которое измеряют образцовым при­бором. Провода устройства +, 1, 2, ..., п подключают к клеммам про­веряемого прибора. Движки переменных сопротивлений устанавли­вают в такое положение, при котором напряжение на проводах 1, 2, п последовательно увеличивается на примерно равные зна­чения и для точки п равно верхнему пределу измерения. При включе­нии прибора на регистрацию на диаграммной ленте будут отпечатаны параллельные линии, каждая из которых будет соответствовать ка­кому-нибудь номеру проверяемой точки отличие от автоматических потенциометров у пирометричес­ких милливольтметров сопро­тивление изоляции системы прибора не прове­ряют.

Перед проверкой милливольтметра на его вход подают э. д.с.» соответствующую началу шкалы, и стрелку прибора поворотом винта корректора устанавливают на нулевую отметку.

250еС

Рис. 151. Варианты установки термоэлек- троп р еобр азов ател ей

При проверке монтажа систем с термоэлектропреобразователями наладчики должны обращать внимание на факторы, вызывающие по­явление дополнительных по­грешностей измерения. К ним относятся: неправильный вы­бор места установки преобра­зователя и отсутствие тепло­изоляции; наличие неплотно­стей и подсосов воздуха в местах установки; снижение быстродействия из-за низкой теплопроводности защитной арматуры.

На рис. 151 термоэлектро - иреобразователь, установлен­ный против потока измеряе­мой среды на изолированном участке трубопровода в изо­лированном штуцере, разви­вает э. д.с., соответствующую действительному значению температуры 250°С. Тот же преобразователь, установленный перпен­дикулярно потоку на неизолированном участке, развивает э. д.с., со­ответствующую температуре 205СС. Погрешность измерений, равная 45СС, обусловливается рассеиванием тепла как трубопроводом, так и массивным штуцером.

Плохо уплотненные преобразователи развивают заниженную по сравнению с действительным значением э. д.с. из-за подсосов холод­ного воздуха в местах их установки.

Для оценки предела допускаемой погрешности измерений для системы измерения температуры (или другой физической величины), состоящей из последовательно соединенных измерительных преоб­разователей и приборов, можно пользоваться формулой, выведенной на основании соотношений, использующихся в теории вероятностей,

Отучайная составляющая погрешности а будет равна

инструментальной погрешности. Если элементы системы имеют нормированные характеристики, то случай­ные составляющие погрешностей каждого элемента можно с довери­

Перед опробованием пирометрических милливольтметров подго­няют линии до значения Rm, указанного на шкале прибора. Мето­дика подгонки линий аналогична подгонке линий к мостам и логомет­рам; существенным отличием является то, что В jRBH входит и внут­реннее сопротивление термоэлектропреобразователя. Поэтому при замере сопротивления измерительного шлейфа для исключения по­грешности преобразователь вынимают из защитной арматуры и рас­полагают так, чтобы и горячий и холодный концы находились при одной и той же температуре.

Во время предпусковой проверки приборы включают на прогрев, а регистрирующие и многоточечные приборы — на регистрацию из­меряемых параметров. Проверяют’системы измерения подключением вместо преобразователей лабораторных потенциометров.

Перед включением в работу пирометрического милливольтметра входные клеммы его закорачивают и стрелку показывающей части устанавливают корректором на значение температуры в помещении, где установлен прибор. Наладка на действующем технологическом оборудовании сводится к обеспечению требуемой точности и надеж­ности работы. Точность работы системы можно проверить по даньым непосредственных измерений температуры в месте установки преоб­разователя. В случае обнаружения расхождений между расчетной или измеренной температурой и ее действительными значениями сле­дует проверить исправность прибора и соблюдение полярности при подключении преобразователя к соединительной линии. Если поляр­ность при подключении обратная, то в систему измерений будет вне­сена погрешность, равная температуре холодных концов термопары.

При проверке работы милливольтметров корректируют их пока­зания с учетом температуры окружающей среды в месте установки приборов. Снижение чувствительности прибора может быть вызвано плохой экранировкой цепи преобразователя или плохой экраниров­кой входа прибора. Уменьшают влияние помех установкой конденса­торов емкостью 0,25—1,0 мкф, которые шунтируют переменную со­ставляющую, наводимую на преобразователь и линию, на землю. При­боры сдают в эксплуатацию по результатам надежной и безаварийной работы в течение срока, оговоренного условиями на сдачу приборов.