Расчет измерительной схемы потенциометра

Измерительная схема автоматического потенциометра представлена на рисунке 3.2.1[3].

Рисунок 3.2.1- Принципиальная схема электронного автоматического

потенциометра

На рисунке 3.2.1 показана схема электронного потенциометра, который состоит из измерительного блока, выполненного в виде моста, образованного резисторами с сопротивлениями R_р, R_ш, R_п, R_вп, R₁, R_м, R_н, R₂, источника стабилизированного питания ИПС, электронного фазочувствительного полупроводникового усилителя переменного тока, реверсивного электродвигателя, синхронного электродвигателя, шкалы с указывающей стрелкой и пером для записи на диаграммной бумаге измеряемой температуры во времени.

Назначения сопротивлений измерительного блока потенциометра следующие:

R_р – сопротивление реохорда. При выполнении из сплава

ПлВ-20 – 270 Ом;

R_ш – сопротивление шунта реохорда;

R_п – сопротивление конца шкалы потенциометра;

R_вп – сопротивление подгонки конца шкалы;

R₁ – сопротивление установки рабочего тока;

R_м – сопротивление автоматической компенсации ЭДС термоэлектрического термометра при изменении температуры его свободных концов от условий градуировки, изготовленное из медной или никелевой проволоки;

R_н - сопротивление начала шкалы потенциометра;

R₂ – сопротивление снижения напряжения питания измерительной схемы потенциометра с 5 до 1 В от источника стабилизированного питания;

R_ф1 , R_ф2 , С_ф1, С_ф2 – элементы фильтров, которые служат для уменьшения влияния паразитных напряжений;

Реверсивный асинхронный двигатель имеет обмотку возбуждения, которая питается напряжением 220 В частотой 50 Гц и управляющую обмотку, на которую напряжение подается от фазочувствительного усилителя;

С_1, С₂ – фазосдвигающий и сглаживающий конденсаторы;

Измерительная схема потенциометра рассчитывается по минимальной и максимальной ЭДС, развиваемыми термоэлектрическим термометром при

заданном нижнем и верхнем пределах измерения температуры.

По градуировочной таблице для термоэлектрического термометра типа ТХА определяем значение ЭДС для начала шкалы Е_min и конца шкалы Е_max (приложение F):

E_min = 0 мВ при t=0°С,

E_max = 8.13 мВ при t=200°С

Значения ЭДС термоэлектрического термометра при заданных температурах измерения свободных концов (приложение F):

E_q1 = 0 мВ при t=0°С,

E_q2 = 2,02 мВ при t=50°С

Сопротивление автоматической компенсации температуры свободных концов термопары рассчитывается по формуле (3.8) :

, (3.8)

где E_Q1 и E_Q2 – ЭДС термоэлектрического термометра при заданных температурах измерения свободных концов, мВ;

I₁ – сила тока, принимаем равной 2 мА;

a - температурный коэффициент сопротивления медной проволоки, равный 4,24^.10^-3 град^-1;

Q₂ и Q₁ – температуры свободных концов термоэлектрического термометра, град. Подставим значения в формулу (3.8) и найдем R_м:

Ом.

Сопротивление начала шкалы R_Н определяется согласно формуле:

,

где I₂ – сила тока, принимаем равной 3 мА.

, Ом

Сопротивление конца шкалы прибора R_П определяется по приведённому сопротивлению реохорда:

,

, Ом

,

где R_Э – эквивалентное сопротивление реохорда, стандартная

величина 90 Ом.

, Ом

Сопротивление шунта реохорда:

,

где R_P – сопротивление реохорда, равное 270 Ом.

, Ом

Сопротивление подгонки верхнего предела измерения:

, Ом

Сопротивление установки рабочего тока:

, кОм.

Сопротивление снижения напряжения источника питания измерительной схемы до 1В:

,

где U_И.П – напряжение источника питания, равно 5 В.

Ом.

Минимальный разбаланс напряжения, поступающего на ЭУ, на выходе измерительной схемы:

,

где d - класс точности прибора, равен 1.

мВ.

Из стандартного ряда номинальных сопротивлений резисторов принимаем (приложение L)

R1 =560 Ом;

R2 = 910 Ом;

Rш = 150 Ом;

Rн = 10 Ом;

Rп = 10 Ом;

Rвп = 330 Ом;

Rпр = 10 Ом;

Rм = 10 Ом;

Rр = 270 Ом.

Мощность, потребляемая резисторами:

, Вт.

Так как полученная мощность – очень мала, то из стандартного ряда чисел мощностей принимаем мощность Р=0,125, так как принимаемая мощность должна быть в 2-3 раза больше полученной (с запасом).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: