НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Вторичные приборы

Для измерения электрических сигналов применяют электронные компенсаторы (по ГОСТ 7164—71). В комплекс этих приборов входят миллиамперметры КПУ (показывающие) и КСУ (регистрирующие унифицированный токовый сигнал), дифференциально-трансформа - i ирные компенсаторы КПД и КСД (ГОСТ 19610—74) для измерения Ииппмной индуктивности, автоматические потенциометры КПП и КСП п мосты КПМ и КСМ.

Первая буква в наименовании прибора обозначает принцип дейст - | имя — компенсационный; вторая — характер измерения — показы-

и. иощий (П) или регистрирующий (С), третья — назначение прибо­єм — потенциометр (П), мост (М), миллиамперметр (У) дифферен - ■Iнально-трансформаторный (Д).

Приборы комплекса имеют четыре основные серии: КС1 (КП1) —

I мнииатюрные одноточечные с шириной диаграммной ленты 100 мм; КС2 — малогабаритные одно - и многоточечные с шириной диаграмм­ной ленты 160 мм; КСЗ — крупногабаритные одноточечные с диско - иой диаграммой; КС4 — одно - и многоточечные с ленточной диа­граммой и шириной диаграммной ленты 250 мм.

Упрощенная структурная схема приборов типа КС показана на І рис. 96. Приборы отличаются друг от друга измерительной схемой п типом усилителя, присоединительные и габаритные размеры кото­рого унифицированы. В потенциометрах типа КСП применяют усили­тели типа УПД-1, в мостах КСМ — типа УПД2, в дифференциально - 1'грансформаторных приборах КСД — типа УПДЗ. Усилитель УПД1 [предназначен для усиления сигнала постоянного тока, УПД2 и УПДЗ — переменного. Усилители подключают к измерительной схе - Iml* и к выходным устройствам шлангами, имеющими разъемы типа • штепсель — вилка» (штепсельные разъемы). Входные сигналы уси - Ілителей формируются измерительными схемами приборов. Для измерения сопротивления или температуры с помощью тер - мопреобразовауелей сопротивления применяют схему моста (рис. 96, а). В диагональ моста, составленного из резисторов R1—R10, [от усилителя подается переменное напряжение (точки а и с на (схеме). При изменении сопротивления R11 переменное напряжение, К подаваемое на вход усилителя (точки В и а), усиливается до величи­ны, достаточной для вращения двигателя Ml, который перемещает движок переменного резистора (реохорда) R7 до тех пор, пока напря жение на входе усилителя не станет равным нулю. Резисторы #4, R и Кб служат для изменения пределов измерения моста. С помощь) резисторов R12 и R13 сопротивление измерительной линии устана! ливают равным номинальному для данного типа мостов значению,

Если мост предназначен для измерения температуры в нескольких гонках, то в него встраивают переключатель каналов измерения П. При включении двигателя М3 переключатель последовательно под­ключает к входу измерительной схемы измеряемые сопротивления (юрмопреобразователи R14, R15 и т. д.). Скорость переключений уста­навливают требуемой величины путем изменения передаточного числа редуктора двигателя М3. У регистрирующих приборов перемещение диаграммной ленты производится двигателем М2.

В прибор могут быть встроены дополнительные устройства. За­ла гчик (рис. 96, д) позволяет получить напряжение, пропорциональ­ное значению измеряемой величины. Движок переменного резистора U2 связан со стрелкой прибора и при ее перемещении последовательно проходит точки различного потенциала. Сопротивления Rl, R4 и ИЗ служат для установки начального значения потенциала задания, снимаемого с движка резистора R2, и изменения крутизны статической характеристики задатчика. Реостатный датчик (рис. 96, ё) представ­ляет собой переменный резистор, движок которого связан со стрел - ; кой прибора и перемещается от начального до конечного значения при изменении температуры от минимального до максимального зна­чні ия. При этом изменяется сопротивление, измеряемое между движ - I ком и любым полюсом резистора.

В схемах сигнализации и позиционного управления применяют [позиционные сигнальные устройства (рис. 96, ж) Перекидной кон - I такт / устройства связан со стрелкой прибора, а контакты 2 и 3 могут f і. іть установлены в любых точках в пределах шкалы прибора. При ипачении измеряемой величины, соответствующей части шкалы меж - UV контактами 2 и 3, цепь устройства разомкнута. При равенстве [измеряемой величины одному из установленных значений на выходе I устройства появляется электрический сигнал, который зажигает лам- Iпу и включает пусковое устройство насоса, компрессора и т. п.

На рис. 96, б изображена измерительная схема автоматического 1|.'іектронного потенциометра. Мостовая схема, собранная на резисто - I пах RI — R10, получает питание от стабилизированного источника І ІПС, который подключен к точкам а и с моста. Диагональ a R4, соеди­ненная последовательно и встречно с источником измеряемого напря - | жения, подключена к входу усилителя. При равенстве потенциалов,

I снимаемых с реохорда R9 и точки R4 Vx> сигнал на входе усилителя 1 равен нулю. При изменении температуры на входе усилителя появля­ется напряжение и реверсивный двигатель Ml устанавливает движок реохорда в точку, потенциал которой равен по величине и противопо­ложен по знаку измеряемому напряжению. Резисторы R7, R8 и R10 I оіужат для изменения диапазона измерения прибора, резисторы Rllt R/2 и конденсаторы СІ, С2 — для фильтрации напряжения помех, і и резисторы RI3, R14 и R15 — для регулировки схемы.

Сопротивление R4 в потенциометрах, предназначенных для изме - | тчшя температуры, выполняют из меди, оно служит для компенсации і шшенения температуры в месте подключения компенсационных Про - Модов. Если потенциометр предназначен для измерения унифициро - ^ •іншого сигнала постоянного тока, то резистор R4 делают из манга­нина, а вход прибора шунтируют калиброванным сопротивление» 2 Ом. В угол* случае, а также при измерении постоянного напряжения! Сопротивление. R4 выполняют из манганина.

На рис. 96, в изображена измерительная схема дифтрансформаторЯ ного электронного прибора. Если на входе прибора появляется сигЯ нал переменного тока, вызванный перемещением плунжера диффе-1 ренциального трансформатора от нейтрального положения, то на вхо-1 де усилителя появляется переменное напряжение. Двигатель MlI поворачивает лекало и перемещает плунжер дифтрансформатора /71 в такое положение, при котором напряжение на входе прибора будет! скомпенсировано напряжением на клеммах 3 и 4 дифтрансформатораЯ П, имеющим противоположную фазу. Обмотка III служит для коррекЯ тировки нуля прибора, которую производят переменным резистородЯ R1. Диапазон измерения прибора корректируют переменным резистов ром R3. Если прибор поставляют комплектно с измерительным пре-1 образователем, перемычку между клеммами 3 и 4 снимают, а клеммД 1 и 2 закорачивают. В этом случае диапазон измерения вторичного! прибора корректируют переменным резистором R6.

Для контроля исправности прибора предусмотрена кнопка /С1 При нажатии кнопки вход измерительной схемы оказывается зашун - П тированным сопротивлениями R2—R4 и стрелка прибора устанавлиЯ вается на контрольную (обычно нулевую) отметку шкалы.

В потенциометры и дифтрансформаторные приборы встраивают^ ся дополнительные устройства аналогично мостам.

Кроме рассмотренных дополнительных устройств конструкция! компенсационных приборов позволяет устанавливать в них пнев-| матические (ПП), частотные (ПС) и ферродинамические (ПФ) переЯ дающие преобразователи. Например, в приборы КСЗ могут встранЯ ваться пневматические изодромные регуляторы ПР3.27. Значительно расширяются возможности многоточечных приборов при использоваЯ нии блоков реле типа БР и других устройств.

Также унифицированными можно считать сигналы, передающий па вторичные приборы информацию от термопреобразователей сопро-| тивления и термоэлектрических преобразователей, так как ихградуиЯ ровочньге характеристики и диапазоны измерения стандартизированы* В качестве вторичных приборов с этими преобразователями широко применяют логометры и милливольтметры.

Логометр представляет собой магнитоэлектрический прибор с не-1 равномерным магнитным полем и двумя рамками А и Б (рис. 97)Я помещенными в поле магнитов N и 5. Рамки А и Б, батарея и термоЯ преобразователи сопротивления образуют два контура I и II, гк» которым протекают токи 1У и /2, причемток /2 зависит от соп ротивлеЯ ння Rt и, следовательно, от измеряемой температуры. При изменении величины тока /2 в измерительной рамке Б измерительная систем* повернет стрелку (например, при увеличении — влево, так как рам! ка Б будет выталкиваться взаимодействием поля тока и поля магнитщ в область меньшей напряженности магнитного поля). Вращающие момент М2 будет компенсироваться моментом Afj, создаваемым рам! кой А при ее движении в зону большей напряженности. РавновесиЯ моментов Мг и М2 определяется положением рамок А и Б в простран­стве. Увеличение тока /2 соответствует уменьшению Rtt а сле­довательно, и температуры, и наоборот.

В комплекте с термоэлектрическими преобразователями в качестве пторичных приборов используют милливольтметры. Милливольтметр (рис. 98) состоит из постоянного магнита 6 и полюсных наконечников

создающих в воздушном зазоре равномерное магнитное поле. Покруг сердечника 7 в воздушном зазоре вращается алюминиевая рамка 2, на которой намотано несколько витков медного провода. При протекании тока в рамке создается вращающий момент, пропор­циональный силе тока, и она поворачивается до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен усилием, развиваемым двумя спираль­ными пружинами 3.

В момент равновесия стрелка 5 остановится в точке, соответствую­щей силе тока, протекающего через рамку. Чтобы существовала опре­деленная зависимость между током и температурой, для каждой системы измерений должно быть одно и то же значение сопротивления внешней цепи. Это сопротивление, как и тип градуировочной харак­теристики термоэлектрического преобразователя, указаны на шкале прибора. На лицевую сторону прибора выведен корректор указателя, позволяющий механически смещать указатель на небольшую (до 50° С) величину.* Применение милливольтметров ограничено длиной линий связи, сравнительно невысокой точностью и отсутствием регист­рации показаний.

Вторичные приборы в системах пневмоавтоматики имеют одинако­вые чувствительные элементы, но отличаются широтой функииональ ных возможностей. Чувствительный измерительный механизм вторич ного показывающего прибора (рис. 99) получает питание от внешне! сети давлением 0,14 МПа.

рпит подается в силовое устройство 10 и в линию сопла 5. Давле] ние в линии сопла 5 определяется положением заслонки 6 относитель­но сопла. При изменении (например, увеличении) давления на выходе

Рис. 99. Измерительный механизм вторичного показывающего прибора системы «Старт»:

преобразователя изменится давление в соединенном с ним через пнев мотрассу сильфоне 3. Заслонка 6 приблизится к соплу 5, и давление! в линии сопла 5 и в силовом устройстве 10 возрастет. Чашечная мемб! рана силового устройства 10 выгнется и отведет вправо конец рычага 5І Нить 14 натянется, повернет ролик 13 по часовой стрелке и на бач рабан ролика 13 будет наматываться нить с закрепленной на ней стрелкой 12. Пружина 7 при этом растянется и будет воздействовать на рычаг 4, отводя заслонку 6 от сопла 5. Равновесие в приборе насту-1 пит в тот момент, когда усилие, развиваемое измерительным сильфо! ном 3, уравновесится усилием, развиваемым в противоположном на] правлении пружиной 7.

Во вторичных пневматических приборах могут предусматриваться дополнительные устройства для сигнализации, управления и регули­рования.

Прибор с устройством для сигнализации значения измеряемом величины дополнительно снабжен двумя реле «сопло-заслонка», ко-| торые могут перемещаться в вертикальной плоскости вместе со стрелн ками 2 (рис. 100) и 3. Если указатель прибора находится между стрел-1 нами 2 и 3, то сопла / и 4 закрыты заслонками 5 и 6. При этом давле­ние в камерах А реле I и II равно нулю (сопла С2 закрыты, а сопла С/ соединены с атмосферой). Если указатель 7 выходит за пределы, ограниченные сигнальным устройством, то заслонка 6 штифтом ука­зателя 7 отводится от сопла 1 и давление в линии и в камере А реле II

Рис. 100. Вторичный показывающий прибор с сигналь­ным

резко падает. Под действием пружины мембрана перемещается вниз, закрывая сброс воздуха в атмосферу (сопло С1 закрыто) и открывая сопло С2, через которое давление питания поступает на вы^од рх_г.

Показывающие приборы могут иметь два измерительных механиз­ма и предназначаться для измерения двух переменных измеряемых величин по двум независимым каналам связи.

В схемах управления и регулирования применяют приборы со станцией управления. Такой прибор предназначен одновременно для показания индикации и регистрации одной величины, показаний вто­рой величины и выработки измерения пневматического сигнала. Измерение величин производится в диапазоне 0,02—0,1 МПа. Прибор имеет три измерительных механизма и три шкалы. Колод­ка VIII (рис. 101, а) штуцеров служит для подключения пневмоли­ний. К пневматическому разъему IX можно подключать регулятор. При одновременном нажатии кнопок «Откл.» и Р давление в камере А реле через открытый клапан VII стравливается в атмосферу. При этом сопло С1 откроется и давление воздуха, создаваемое задатчиком IV и усилителем ///, поступит на измерительный механизм (шкала «Кла­пан»), клемму I и штуцер 7, откуда оно может быть использовано для управления (например, регулятором). При нажатии кнопки Л кнопка

Р выключится и сопло С/ реле // закроется давлением в камере А. На шкале прибора «Задание» можно наблюдать изменение давления воздуха при вращении рукоятки задатчика IV.

При нажатии кнопки «Вкл.» на клемме 3 разъема IX появится давление питания. При нажатии кнопки АП давление воздуха из ка­меры А реле I гтравливается в атмосферу и через сопло С1 давление из внешних трасс, подключенных к штуцеру 6 колодки VIII, подается на шкалу «Задание» для измерения и на клемму 5 разъема IX. Задат­чик /V в этом положении отключен полностью от измерительной схе­мы и внешних линий.

Для регистрации измеряемой величины ирибор имеет лентопро­тяжный механизм, который приводится в действие электродвигателем или пневмомотором. Пневмолинии выполняют медными, стальными или пластмассовыми трубами с внутренним диаметром 6 и длиной до 300 м. Скорость передачи сигнала, равная скорости распространения звука в воздухе, и ограничения в расстояниях передачи являются исновными причинами, задерживающими внедрение пневмоавто­матики в ряде процессов и производств.