Нормирующие преобразователи термоЭДС
Для введения информации от ТЭП в ЭВМ или в систему автоматического регулирования широко применяются нормирующие измерительные токовые преобразователи. Они предназначены для преобразования сигнала ТЭП в унифицированный сигнал постоянного тока 0 - 5 мА.
В основу работы нормирующего преобразователя положен компенсационный метод измерения термоЭДС с использованием схемы потенциометра с переменной силой рабочего тока. Схема преобразователя приведена на рисунке 14.142 Здесь / — контур измерения; // — контур компенсации. Контур / содержит корректирующий мост К.М, усилитель У1 с токовым выходом IВЫХ и резистор RКН. К контуру / с помощью удлинительных проводов F и D подсоединен ТЭП AВ. Корректирующий мост предназначен для введения автоматической поправки на изменение температуры свободного конца ТЭП, а также компенсации начальной термоЭДС в преобразователях, нижний предел измерения которых не равен 0 °С. К диагонали аb питания моста подведено стабилизированное напряжение постоянного тока. Резисторы R1, R2 и R3 —манганиновые, резистор RM — из медного провода. Усилитель У1 состоит из двух каскадов: магнитного УМ, выполненного по двухтактной двухполупериодной схеме, и полупроводникового усилителя УП, работающего в режиме усиления постоянного тока. Усилитель У1 выполняет функции нуль-индикатора.
Контур компенсации II включает в себя резистор RKH и усилитель обратной связи У2. Этот усилитель аналогичен усилителю У1, но включен с глубокой отрицательной связью по выходному току усилителя. Выходной ток IOC усилителя У2 является рабочим током контура // и при прохождении этого тока по сопротивлению RKH на нем со стороны контура // создается компенсирующее напряжение . Со стороны контура / к резистору Rab подводится сигнал термоэлектропреобразователя , сложенный с напряжением Ucd, создаваемым в измерительной диагонали сd корректирующего моста КМ. Это напряжение, как указывалось, равно поправке на температуру свободных концов ТЭП, т. е. Таким образом, этот суммарный сигнал, равный сравнивается с напряжением UKH. Небаланс, равный подается на усилитель У1, где этот сигнал постоянного тока преобразуется сперва в магнитном усилителе УМ в сигнал переменного тока, затем усиливается и опять преобразуется в сигнал постоянного тока, который дополнительно усиливается в полупроводниковом усилителе УП постоянного тока. Выходной сигнал усилителя У1 создает ток IВЫХ, который поступает во внешнюю цепь RВН и далее через делитель — в усилитель обратной связи У2. Выходной ток IOC усилителя У2 изменяется и изменяет падение напряжения UKH на резисторе RKH до тех пор, пока небаланс не достигнет некоторой малой величины , называемой статической ошибкой компенсации.
Рисунок 14.142 - Схема нормирующего токового преобразователя, работающего в комплекте с термоэлектрическим преобразователем
Наличие статической ошибки компенсации приводит к тому, что в контуре измерения / проходит недокомпенсированный ток. При этом чем больше измеряемая термоЭДС, тем больше этот ток.
Исключить эту ошибку в устройствах, выполненных по статической автокомпенсационной схеме, принципиально невозможно, так как выходной ток преобразователя IВЫХ и ток контура компенсации IOC определяются наличием этой ошибки и пропорциональны ей. В то же время статическая ошибка автоксмпенсационной схемы может быть значительно уменьшена, если использовать усилитель с большим коэффициентом усиления.
Рассмотрим теперь математическую связь между измеряемой термоЭДС и выходным током преобразователя IВЫХ. В соответствии со сказанным выше, связь показывается равенством (14.89) /8/
(14.89)
На выходах усилителей У1 и У2 формируются сигналы, для которых справедливы равенства (14.90), (14.91) /8/
(14.90)
(14.91)
где k1 и k2 — коэффициенты усиления усилителей У1 и У2; —ток, создаваемый во входной цепи усилителя сигналом ;
RBX — сопротивление входной цепи усилителя У1.
Падение напряжения (14.92) на резисторе RKH с учетом (14.91) составит /8/
(14.92)
Подставляя в выражение (14.89) из (14.90) и UKH из (14.92), находим Iвых по формуле (14.93) /8/
(14.93)
где - коэффициент преобразования нормирующего преобразователя (при ).
Таким образом, выходной токовый сигнал нормирующего преобразователя пропорционален откорректированному по температуре свободного спая сигналу ТЭП.
В зависимости от диапазона входного сигнала нормирующие преобразователи, работающие в комплекте с ТЭП, имеют классы точности 0,6—1,5.
Дата добавления: 2016-10-07; просмотров: 2420;