Назначение и основные технические характеристики

Назначение и основные технические характеристики. Автоматический уравновешенный мост типа КСМ 3 представляет собой стационарный одноточечный показывающий и регистрирующий прибор с записью на дисковой диаграмме. Автоматический уравновешенный мост предназначен для измерения и записи температуры или других величин, изменения значений которых могут быть преобразованы в изменения активного сопротивления. Уравновешенные мосты работают в комплекте с термометрами сопротивления.

Термометры сопротивления Для измерения сравнительно невысоких температур (не более 650 0C) часто применяют термометры сопротивления, принцип действия которых основан на свойстве металлов и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры.

Наибольшее распространение получили термометры сопротивления, чувствительный элемент которых изготовлен из платины и меди. Платиновые термометры (ТСП) служат для измерения температур от -260 до +1100 0C. Градуировочные характеристики ТСП (зависимость сопротивления от температур) нелинейны. Они задаются в виде таблиц и имеют три модификации, обозначаемые 20,21,22. Медные термометры сопротивления (ТСМ) служат для измерения температур от -200 до +200 0C. Их градуировочные характеристики имеют две модификации, обозначаемые 23 и 24. Статические характеристики ТСМ отличаются от ТСП более высоким температурным коэффициентом.

Чувствительный элемент термометра выполняют в виде спирали из проволоки, намотанной на каркас из изоляционного материала. Для защиты от внешний среды чувствительный элемент заключен в защитную оболочку, которая уплотнена керамической втулкой. Выводы от чувствительного элемента проходят через изоляционную трубку. Все элементы находятся в защитном чехле, который устанавливают на объекте измерения с помощью штуцера. В верхней части защитного чехла размещается головка, в которой имеются электрические выводы термометра для подключения соединительных проводов.

Соединительные провода выводятся через штуцер. 2.2. Устройство и работа КСМ 3 Приборы предназначены для применения при температуре окружающего воздуха от 5 до 50 0 C и относительной влажности от 30 до 80%. Предел допускаемой основной приведенной погрешности показаний прибора на всех отметках шкалы при температуре окружающего воздуха 20±2 0 C не превышает ± 0,5% от нормирующего значения измеряемой величины.

Предел допускаемой основной приведенной погрешности записи на всех отметках диаграммного диска при температуре окружающего воздуха 20 0C и относительной влажности 60% не превышает ±1,0% от нормирующего значения измеряемой величины. Вариация прибора не превышает половины абсолютного значения предела допускаемой основной приведенной погрешности. Циферблат прибора круглый, белого цвета. Длина шкалы 0,6 м. Диск диаграммный Д1250 ГОСТ 7826-69 с наружным диаметром 250 мм с длинной отсчетной дуги 95 мм. Привод диаграммы от синхронного электродвигателя.

Время одного оборота диаграммы 24 ч ±7 мин. Питание силовой цепи 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность около 60 ВА. Измерительная схема мостов питается от обмотки силового трансформатора усилителя. Прибор имеет устройство длительной многосуточной записи. Контроль исправности позволяет проверять непосредственно прибор, исключая датчик и соединительные линии, и упрощает нахождение и устранение неисправностей.

Габаритные размеры прибора 320×320×395. Вырез в щите 308×308 мм. Масса прибора зависит от его модификации и не превышает 17 кг. Корпус прибора прямоугольный стальной с литой крышкой, приспособленный для утопленного монтажа. Корпус защищает механизм от повреждений и загрязнений. Функциональная схема автоматического моста представляет собой уравновешенный мост, состоящий из резисторов с постоянными сопротивлениями R1, R7, R8, сопротивления реохорда 1, и сопротивления Rt термопреобразователя.

В одну из диагоналей моста подается напряжение 1,5 В, другая диагональ подключена к входу уравновешивающей системы, состоящей из усилителя и электродвигателя. Двигатель через редуктор связан с ползунком реохорда, стрелкой и пером (на схеме не показано) прибора. При измерении температуры меняется сопротивление термометра, что выводит из равновесия мостовую схему.

Появляется напряжение рассогласования, которое через уравновешивающую систему вызывает перемещение ползунка по реохорду к положению, обеспечивающему уравновешивание мостовой схемы. Таким образом, положение ползунка и связанных с ним стрелки и пера прибора однозначно определяют величину сопротивления термометра и, следовательно, величину измеряемой температуры. Измерительная схема моста КСМ 3 Питание измерительной схемы осуществляется напряжением 1,5 В переменного тока от одной из обмоток усилителя.

Сопротивление обмотки реохорда для всех градуировок и пределов шкал одинаково и составляет приблизительно 130 Ом (для намоток из манганина) или 270 Ом (для намоток из сплава ПдВ-20) Токосъемник имеет такое же сопротивление. Обмотка реохорда шунтируется сопротивлением Rt, величина которого подбирается отдельно к каждому реохорду в зависимости от градуировки и пределов измерения. Сопротивления резисторов Ra, Rb, Rc, Rt, мостовой схемы определяется расчетным путем для каждой градуировки и предела шкалы прибора.

Шлейфы служат для точной регулировки размаха шкалы прибора при градуировке, а также для компенсации износа обмотки реохорда. Допускается включение одного шлейфа последовательно с обмоткой реохорда. Резистор Rb служит для снижения напряжения при питании измерительной схемы от обмотки 6,3 В силового трансформатора сопротивление Rb в схеме отсутствует. Так как длина и сечение проводов, соединяющих термометр сопротивления с прибором, могут быть различными в зависимости от места установки, то в измерительную схему моста введены уравновешивающие катушки Rк1 и Rк2, сопротивления которых во время монтажа прибора уменьшают на величину сопротивления соединительных проводов.

Начальное сопротивление уравнительной катушки составляет 2,5 Ома. Третий соединительный провод прибора цепи термометра вводят с целью уменьшения погрешности прибора цепи от изменения сопротивления медных соединительных проводов при значительных отклонениях температуры окружающей среды от нормальной.

В мостах КСМ 3 также введен контроль исправности прибора. При переключении прибора в положение «Контроль» замыкаются клеммы A и C и параллельно резистору Rв включается резистор Rп, последнее вызовет разбаланс схемы. Указатель устанавливается против контрольной отметки с погрешностью +/- 3мм. Если указатель не установится против контрольной отметки на шкале, то следует перемычку перевести в положение «Градуировка» на измерительном блоке, клеммы B и C замкнутся.

Если при этом прибор окажется исправным, значит оборвана соединительная линия к клемме B. 2.3. Возможные неисправности и способы их устранения Неисправность Возможная причина Способы обнаружения и устранения 1, При включении прибор не работает 2. При включении прибора сгорает предохранитель 3. При включении прибора стрелка из любого положения стремится к одному из крайних положений. 4. Электродвигатель самопроизвольно реверсируется в конечных положениях. 5. При включении прибора диаграммный диск не вращается. а) отсутствие напряжения в сети; б) сгорел предохранитель; в) неисправен выключатель Короткое замыкание а) неправильно включен термометр сопротивления б) неправильно подсоединен вход усилителя или перепутаны концы обмоток двигателя а) нет напряжения на управляющей обмотке электродвигателя. б) короткое замыкание между токосъемником и реохордом около припайки к ним выходных проводников.

Неисправен синхронный двигатель привода диаграммы. а) проверить наличие напряжение на клеммах питания прибора.

При отсутствии напряжения или значительном несоответствии его номинальному значению проверить внешний монтаж прибора. б) заменить предохранитель в) при наличии напряжения в разъеме питания прибора проверить напряжение на клеммах колодки на шасси прибора. При отсутствии напряжения проверить неисправность выключателя. Место короткого замыкания в приборе определяется последовательным отсоединением отдельных элементов силовой схемы (усилителя, двигателя и прочее) с последующей проверкой прибора включением в сеть. Дефектный элемент снимается и проверяется отдельно омметром. а) проверить правильность включения термометра сопротивления б) поменять местами входные концы усилителя. а) проверить напряжение на зажимах колодки на шасси прибора; если оно соответствует нормальному, проверить, нет ли обрыва в цепи управляющей обмотки электродвигателя. б) снять реохорд с шасси и проверить, нет ли короткого замыкания между токосъемником и реохордом.

Проверить синхронный двигатель и при не исправности заменить новым. 2.4. Поверка Условия поверки При проведении проверки должны соблюдаться следующие условия: температура окружающего воздуха 20±2 0 C напряжение питания прибора 220±5 В; частота питания 50±1 Гц; относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80% отсутствие внешних магнитных полей отсутствие вибраций, тряски, ударов Подготовка к поверке Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы: - корпус прибора должен быть заземлен; - прибор должен быть прогрет в течение двух часов.

Проведение поверки Интервал между поверками не реже одного раза в год. Внешний осмотр.

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие следующим требованиям: комплектности; маркировки; обозначение на шкалах классов точности и единиц физических величин, отсутствие отдельных дефектов прибора, в том числе и механических. Электрическое сопротивление изоляции проверяют мегаомметром с номинальным напряжением 500 В кл. 1,0. Перед проверкой необходимо: - поставить перемычки на зажимы каждой электрической цепи; - поставить выключатель в положение «включено», затем замерить сопротивление изоляции. Проводится проверка цепей по отношению к корпусу, а также между цепями.

Для проверки захода указателя за крайние отметки шкалы необходимо довести указатель до упора, при этом расстояние от конца указателя до начальной или конечной отметки шкалы должно быть не менее 6 мм. Проверку характера успокоения проводят следующим образом.

От образцового магазина сопротивления подают сигнал и следят за успокоением указателя. Проверку проводят как при больших так и при малых разбалансах (30-40% и 1-2% от длины шкалы). Проверку проводят не менее чем на трех отметках шкалы как в сторону убывающих, так и в сторону возрастающих значений шкалы. При необходимости количество полуколебаний устанавливается регулировкой чувствительности усилителя. Порядок поверки основной приведенной погрешности моста следующий: 1) Отсоединить провода термопреобразователя сопротивления от клеммы прибора A,B,C и соединить эти клеммы с клеммами магазина сопротивления тремя проводами, сопротивления которых должны быть равны сопротивлениям соответствующих соединительных проводов от термопреобразователя; 2) магазином сопротивления установить указатель прибора на числовых отметках шкалы последовательно от начала к концу шкалы, а затем в обратном порядке, записывая при этом в таблицы величины соответствующих сопротивлений магазина; 3) пользуясь таблицей на соответствующую градуировку термопреобразователя сопротивления, вычислить абсолютные значения погрешности на каждой числовой отметки шкалы, а затем определить максимальные значения основной приведенной погрешности.

Основную приведенную погрешность определить по формуле: где Y – основная приведенная погрешность показаний (%) R – градуировочное значение сопротивления, соответствующее поверяемой пометке (Ом); R0 – отсчет по образцовому магазину сопротивления (Ом); Rк, Rн – значения сопротивления соответствующие конечной, начальной отметкам шкалы (Ом). Аналогично проверяется погрешность записи.

До проверки необходимо повернуть диск на 3600 и убедится в том, что перо при этом не выходит за пределы линии соответствующей окружности более чем на толщину пера. Если перо полностью выходит за эту линию, необходимо заменить диаграммный диск, при необходимости скорректировать положение пера корректором и повторить предыдущую операцию до получения удовлетворительного результата.

Вариацию показаний прибора определяют на всех числовых отметках шкалы как разность отсчетов при возрастающих и убывающих значениях измеряемой величины.

Определение вариации проводят одновременно с определением основной приведенной погрешности прибора. Вариацию показаний определяю по формуле: где Y – вариация показаний (%) А1 – значение показаний прибора при возрастающих значениях измеряемой величины; А2 - значение показаний прибора при убывающих значениях измеряемой величины; Ак, Ан – конечное и начальное значение измеряемой величины.

Точность подсчета вариации до двух знаков после запятой. Величину выброса пишущего устройства проверяют изменением путем измерения наибольшего отклонения линии записи при скачкообразном изменении входного сигнала, соответствующего 30, 60 и 90% диапазона измерения как в сторону возрастающих, так и убывающих значений входного сигнала. Для определения времени прохождения указателем прибора всей шкалы на образцовом приборе скачкообразно изменяют входной сигнал от значения, соответствующего начальной отметке шкалы, до значения, соответствующего конечной отметки шкалы.

Секундомером измеряют время, за которое указатель прибора достигает начальной отметки шкалы. Таким же образом измеряют время прохождения указателя всей шкалы в направлении от конца к началу шкалы. Время прохождения указателем всей шкалы определяют как среднее арифметическое из четырех измерений.

Оформление результатов поверки. При положительных результатах поверки прибора поверитель ставит свое клеймо в паспорте. При отрицательных результатах поверки прибора клеймо должно быть погашено, а паспорте делается отметка о непригодности поверенного прибора. Прибор должен быть изъят из эксплуатации. 2.5.