Устройство и принцип действия автоматических электронных потенциометров

Автоматические электронные потенциометры являются приборами, работающими в комплекте с датчиками ЭДС или напряжения. Наиболее часто их используют в качестве вторичных приборов при работе с термоэлектрическими термометрами (термопарами)и пирометрами излучения.

В основу работы прибора положен компенсационный метод измерения, состоящий в том, что измеряемая термо-ЭДС (ТЭДС) уравновешивается (компенсируется) известной разностью потенциалов.

На рисунке 6 показана принципиальная схема потенциометра с постоянной величиной тока в компенсационной цепи. Источник напряжения с регулируемым сопротивлением создает рабочий ток , величина которого контролируется по величине падения напряжения на сопротивлении :

.

Это падение напряжения должно быть равно напряжению нормального элемента Вестона (НЭ), являющегося вторым источником рассматриваемой цепи. При выполнении данного условия в положении 1 переключателя П гальванометр Г покажет «0». В положении2переключателя П происходит измерение ТЭДС путем ее сравнения с величиной падения напряжения на участке X измерительного сопротивления . При равенстве ТЭДС и гальванометр покажет «0». Таким образом, измерение ТЭДС сводится к определению участка X измерительного сопротивления .

На рисунке 7 показана мостовая компенсационная схема. Все сопротивления схемы, за исключением , выполнены из манганина. Сопротивление – медное, оно предназначено для температурной компенсации.

При нахождении переключателя П в положении К ток в нижней ветки приводится к стандартной величине путем сравнения ЭДС элемента НЭ с падением напряжения на . В положении И измеряемая ТЭДС компенсируется падением напряжения на сопротивлении , зависящим от положения движка последнего. В автоматических электронных потенциометрах уравновешивание (компенсация) ЭДС термоэлектрического термометра осуществляется автоматически. Принципиальная электрическая схема потенциометра приведена на рисунке 8. При измерении ТЭДС величина разбаланса подается на вход электронного усилителя ЭУ, выход которого подключен к реверсному двигателю РД, перемещающему движок реохорда до наступления равновесия компенсационной схемы.

Рис.6 Принципиальная электрическая схема потенциометра

Рис.7. Мостовая компенсационная схема

В момент наступления равновесия выходное напряжение усилителя равно нулю. Отсутствие тока в цепи термоэлетрического термометра исключает падение напряжения на нем и соединительных проводах, что позволяет измерить действительное значение ТЭДС.

Подключение термоэлектрического термометра осуществляется с помощью фильтра , который уменьшает влияние наводок на работу схемы, и, следовательно, на результаты измерений.

В качестве источника питания схемы используется стабилизационный источник питания ИПС.

Резистор предназначен для температурной компенсации свободных концов термоэлектрического термометра.

Автоматические потенциометры по прогрессивному блочно-модульному принципу. Блоки и модули соединяются между собой с помощью штепсельных разъемов.

Отечественная приборостроительная промышленность выпускает системы ГСП: КСП1, КСП2, КСП3, КСП4, КПП1, КВП1.

Приборы типа КСП3 выпускаются одноточечными для измерения и записи на дисковой диаграмме, рассчитанной на 24 часа. Типа КСП4- на 1, 3, 6 или 12 точек измерения с записью на ленточной диаграмме, размещаемой на барабанах лентопротяжного механизма. Типа КСП2 – на 1. 3, 6 или 12 точек измерения (с клавишным переключателем и вращающейся шкалой). Типа КСП1 или КПП1 одноточечными показывающими и самопишущими соответственно. Питание силовой цепи прибора В, Гц. Электронные потенциометры выпускаются с классами точности 0,25 и 0,5.

Рис.8. Принципиальная электрическая схема автоматического потенциометра: - сопротивление шунта; - сопротивления подгонки предела измерений; -сопротивления для установки начала шкалы; -балластное сопротивление; -сопротивления для регулировки рабочего тока

Рис.9. Схема экспериментальной установки для поверки электронного автоматического потенциометра типа КСП