Исследование работы автоматического электронного потенциометра

Исследование работы автоматического электронного потенциометра

Цель работы: ознакомление с принципом действия, схемой и устройством, правилами эксплуатации автоматического электронного потенциометра.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основной частью в установке является автоматический электронный потенциометр ЭПП-09. Автоматические электронные потенциометры с записью на ленточной диаграмме служат для измерения,записи и регулирования температуры в комплекте с термопарами стандартных градуировок. Потенциометры применяются также и как вторичные приборы, работающие с различными датчиками постоянного тока и напряжения. Принципиальная упрощенная схема потенциометра приведена на рис.1.

Неизвестное измеряемое напряжение уравновешивается напряжением   Uаб на участке реохорда R . По реохорду протекает ток от эталонного источника напряжения Uэ . Автоматический электронный потенциометр является простейшей замкнутой системой автоматического регулирования, работающей по ошибке DU=Uаб - Uр . Путем автоматического перемещения движка по реохорду R   поддерживается равенство Uаб = Ux(DU =0). При изменении Ux появляется напряжение разбаланса (DU № 0), которое усиливается усилителем и приводит в движение двигатель D . В эависимости от знака напряжения разбаланса двигатель начинает вращаться в ту или   иную сторону и перемещать движок реохорда до тех пэр, пока снова не наступит равновесие (DU =0). Движок реохорда связан со стрелкой, указывающей на шкале значение измеряемой величины.

Достоинством этой компенсационной схемы является отсутствие тока в проводах, соединяющих Ux с измерительной схемой. При таком методе измерения сопротивление соединительных проводов, переходных контактов не оказывает влияния на результат измерения,так как отсчет производится при полной компенсации (ток, в измерительной цепи равен нулю). Однако   для того, чтобы одно и то же положение движка реохорда в момент полной компенсации всегда точно соответствовало одной и той же величине Ux , необходимо, чтобы напряжение на реохорде R   было постоянным. Это достигается использованием высокостабильного источника напряжения   Uэ. Электронные автоматические потенциометры применяются     для измерения и записи сравнительно малых термо-ЭДС, составляющих 10 - 50 мB. При основной погрешности измерения ± 1% электронные автоматические потенциометры обладает порогом чувствительности порядка 10 мкВ. Непосредственное усиление столь малого напряжения с помощью усилителей постоянного тока (УПТ) не обеспечивает необходимой точности,поскольку дрейф нуля УПТ имеет тот же порядок,что и напряжение разбаланса.Поэтому постоянное напряжение разбаланса преобразуется в переменное (частотой 50 Гц), которое усиливается усилителем переменного тока и приводит в движение двухфазный электродвигатель.

Принципиальная упрощенная измерительная схема электронного автоматического потенциометра изображена на рис.2. Схема, состоящая из двух ветвей, ВАГ и ВБГ, представлена для наглядности в виде четырехплечного "мостика". Она питается от стабилизированного источника питания ИПС-06, последовательно с которым в диагональ Ж включено сопротивление Rp для установки рабочего тока в реохорде. По сопротивлению R  (реохорд), находящемуся  в ветви ВАГ, перемещается движок А.

При неизменной величине рабочего тока и сопротивлений обеих ветвей напряжение между точками А и Б зависит только от положения движка реохорда А. Одновременно с перемещением движка вдоль по реохорду перемещается вдоль шкалы прибора и каретка с указателем, так что каждому положению движка реохорда соответствует определенное положение указателя на шкале. Термопара включается последовательно с электронным усилителем УЭ в диагональ АБ. Напряжение Ех направлено навстречу напряжению измерительной схемы в точках А и Б. Для каждого значения измеряемой ЭДС можно найти такое    положение движка реохорда, когда значение ЭДС и уравновешивающего ее напряжения между точками А и Б станут равными и ток в диагонали АБ будет равен нулю.

Медное сопротивление rm помещается в непосредственной близости со свободными концами термопары, и поэтому его температура близка к температуре свободных концов. При изменении температуры свободных концов изменяется температура и ее проявление катушки Rм, а следовательно, и напряжение между точками А л Б измерительной схемы. Сопротивление rm    подобрано таким образом, что напряжение между точками А и Б изменяется на ту же величину, на которую изменяется ЭДС термопары вследствие изменения температуры ее свободных концов. В результате этого показания прибора остаются без изменения. Шунт реохорда rш  служит для ограничения протекающего по реохорду тока.