Описание и принцип работы стенда.

Стенд для исследования теплового объекта (рис. 11.1) состоит из термокамеры с панелью управления и двухпозиционого регулирующего прибора типа ЭРА-М.

На лицевой панели термокамеры расположен указатель температуры TI, а внутри – терморезисторный датчик температуры ТE и электрические нагреватели EK1 и EK1. На панели управления размещены тумблеры S1 – включения сети 220 В, S2 – переключения режима работы «ручной автомат», S3 и S4 – включения одного или двух нагревательных элементов EK1 и EK2.

Термокамера связана кабельным соединением с типовым двухпозиционным регулирующим прибором ЭРА-М, питание которого осуществляется от трансформатора TV, имеющего сетевую обмотку I, обмотку II с диодами VD1-VD2 для питания анодных цепей ламп VL1 и VL2 постоянным напряжением, обмотку III для питания цепей накала ламп, обмотку IV для обеспечения работы фазочувствительного каскада, обмотку V для питания переменным током мостовой измерительной схемы и обмотку VI для питания сигнальных ламп HL1 и HL2 красного и зеленого цвета, размещенных на лицевой панели регулятора ЭРА-М.

Кроме того, на ней же имеется ручка задатчика R_зд температуры, ручки S10 установки зоны неоднозначности, тумблер S5 включения прибора в сеть и плавкий предохранитель FU1. Измерительный мост включает в себя задатчик температуры – резистор R_зд с шунтом R_ш, а так же резисторы R1, R2, R3, R4. Датчик температуры – терморезистор TE подключен по трехпроводной схеме.

Выходная диагональ моста подключена ко входу трехкаскадного усилителя переменного тока на лампе VL1 и одной половине лампы VL2 (двойные диоды). Резистор R10 служит для задания зоны неоднозначности регулятора. Связь между каскадами усиления осуществляется с помощью конденсаторов C2, C3 и C5. Конденсатор C5 служит для обратной связи в 3-м каскаде усиления.

Второй триод лампы VL2 включен по схеме фазочувствительного каскада. Кроме анодной нагрузки по постоянному току (резистор R12) к анодной цепи лампы VL2 подключены последовательно реле KH1 и обмотка IV переменного тока трансформатора TV. Контакты KH1.1 и KH1.2 реле включены в цепи сигнальных ламп HL1 и HL2, питающихся от обмотки VI трансформатора TV. Контакт KH1.3 подключен параллельно тумблеру S2, обеспечивая в положении «автомат» автоматическое включение или отключение электронагревателей EK1 и EK2.

Рис. 11.1

Регулирующий блок ЭРА-М работает следующим образом. При значении температуры в объекте меньше, чем установлена по шкале задатчика (например, включении стенда в работу), мост разбалансирован.

Напряжение разбаланса подается на вход трехкаскадного усилителя переменного напряжения, где усиливается и поступает на вход фазочувствительного усилителя выполненного на правой половине лампы VL2, анодная цепь которой питается через реле KH1 переменным током от обмотки IV трансформатора TV. Фазочувствительный усилитель настроен таким образом, что лампа VL2 открывается в тот полупериод анодного напряжения, когда его фаза совпадает с фазой напряжения разбаланса измерительного моста, а именно в положительные полупериоды переменного напряжения. При этом срабатывает промежуточное реле KH1, его контакт KH1.1 замыкает цепь сигнальной лампы HL1 зеленого цвета «меньше». Одновременно замыкающий контакт KH1.3 замыкает цепь включения нагревательных элементов EK1 и EK2. При увеличение температуры в объекте до заданной или более, напряжения разбаланса измерительного моста изменяется по фазе на 180^о. Это приводит к тому, что в положительный полупериод анодного напряжения на сетке правой половины лампы VL2 будет отрицательный полупериод усиленного напряжения разбаланса моста, анодный ток лампы уменьшается, реле KH1 – выключается, сигнальная лампа HL1 – гаснет, а HL2 красного цвета («больше») – зажигается. Контакт KH1. 3 также размыкается и нагревательные элементы EK1 и EK2 – обесточиваются. Происходит охлаждение объекта. При снижении температуры в объекте ниже зоны неоднозначности, установленной резистором R10, возникает разбаланс моста, реле KH1 – включается и повторяется цикл нагрева объекта до заданного значения температуры.

Минимальная зона неоднозначности – не более 1,5% от диапазона шкалы задатчика. Регуляторы ЭРА-М выпускаются со шкалами (при использовании термометра сопротивления ТСП с градуировкой 22): 0 – 100^оС, 0 – 150^оС, 50 – 150^оС, 50 – 250^оС.