/
Автор: Крамарухин Ю.Е.
Теги: теплоэнергетика теплотехника физика измерительные приборы издательство машиностроение температура
ISBN: 5-217-00574-2
Год: 1990
Текст
Ю. Е. Крамарухин
ПРИБОРЫ
для
ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ
Москва
• Машиностроение •
1990
Рецензент инж. В.С. Симкин
Крамарухин Ю.Е.
К78 Приборы для измерения температуры. — М.: Машиностроение,
1990. _ 208 с.: ил.
ISBN 5-217-00574-2
Приведены описания контрольно-измерительных приборов для измере-
ния температуры. Рассмотрены их устройства и принципы действия. Даны
технические характеристики приборов и указаны области их применения.
Изложены вопросы монтажа, ремонта и наладки приборов. Описаны основ-
ные неисправности и способы их устранения.
Для подготовки и повышения квалификации молодых рабочих и масте-
ров, служб КИП и А предприятий различных отраслей промышленности.
2706030000- 621
038(01)—90
286- 89
ББК 31.32-5
ISBN 5-217-00574-2
© Ю. Е. Крамарухин, 1990
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...................................................... 5
ГЛАВА 1. Термометры стеклянные жидкостные..........................6
1. Назначение и устройство.................................. 6
2. Лабораторные термометры.................. . ............7
3. Технические термометры.................................... 8
4. Технические электроконтактные термометры ..................9
5. Поправки к показаниям и особенности применения стеклянных жид-
костных термометров ....................................... .11
ГЛАВА 2. Манометрические термометры...............................12
1. Назначение, устройство и принцип действия................. 12
2. Типы и основные параметры.................................14
3. Манометрические газовые термометры........................15
4. Манометрические жидкостные термометры ....................15
5. Манометрические конденсационные термометры................16
ГЛАВА 3. Термоэлектрические преобразователи.......................17
1. Назначение, устройство и принцип действия..................17
2. Типы и основные параметры.................................20
3. Термоэлектрические преобразователи из благородных металлов .... 21
4. Термоэлектрические преобразователи из неблагородных металлов . . 22
5. Термоэлектрические преобразователи из тугоплавких металлов и их
сплавов...............................................4.......23
6. Термоэлектродные удлинительные провода....................23
ГЛАВА 4. Термопреобразователи сопротивлений ................. 26
1. Назначение, устройство и принцип действия................ 26
2. Типы и основные параметры.................................28
3. Платиновые термопреобразователи сопротивлений.............29
4. Медные термопреобразователи сопротивлений.................29
ГЛАВА 5. Милливольтметры и логометры..............................30
1. Назначение, устройство и принцип действия милливольтметров ... .30
2. Назначение, устройство и принцип действия логометров......33
3. Назначение, устройство и принцип действия милливольтметров узко-
профильных со световым указателем.............................34
4. Типы и основные параметры................................ 40
ГЛАВА 6. Автоматические электронные потенциометры и мосты.........42
1. Назначение и принцип действия.............................42
2. Типы и основные параметры................................ 45
3. Приборы серии КВ1.........................................49
4. Приборы серии КС1 (КП1)...................................51
5. Приборы серии КС2.........................................57
6. Приборы серии КСЗ.........................................59
7. Приборы серии КС4.........................................65
ГЛАВА 7. Общие узлы автоматических потенциометров и уравновешенных
мостов.........................................................68
1. Общие сведения..............................................68
2. Электронные усилители.......................................69
3. Вибрационный преобразователь................................80
4. Источники стабилизированного питания...................... 81
5. Асинхронные электродвигатели................................81
6. Синхронные электродвигатели.................................84
7. Выходные устройства автоматических потенциометров и мостов ... 85
ГЛАВА 8. Ремонт приборов для измерения температуры.................97
1. Общие сведения.............................................97
2. Ремонт термоэлектрических преобразователей и термопреобразова-
телей сопротивления............................................99
3. Ремонт манометрических термометров.........................101
4. Ремонт пирометрических милливольтметров и логометров.......104
5. Ремонт общих узлов электронных потенциометров и уравновешенных
мостов ........................................................125
ГЛАВА 9. Наладка и поверка приборов для измерения температуры......143
1. Общие сведения.............................................143
2. Поверка жидкостных термометров расширения..................146
3. Поверка и наладка термоэлектрических преобразователей......147
4. Поверка и наладка термопреобразователей сопротивления .....149
5. Поверка и наладка манометрических термометров..............151
6. Поверка и наладка пирометрических милливольтметров.........156
7. Поверка и наладка логометров...............................160
8. Наладка элементов автоматической компенсации температуры (КТ)
свободных концов термоэлектрического преобразователя...........164
9. Наладка преобразователя термопреобразователя сопротивления .... 166
10. Поверка и наладка автоматических электронных потенциометров и
уравновешенных мостов..........................................166
11. Наладка и поверка вспомогательных устройств приборов .....173
ГЛАВА 10. Монтаж приборов для измерения температуры................185
1Г Общие сведения..............................................185
2. Установка жидкостных стеклянных термометров................190
3. Монтаж манометрических термометров ........................192
4. Монтаж термоэлектрических преобразователей.................194
5. Монтаж термопреобразователей сопротивления .............•• . . 196
6. Монтаж пирометрических милливольтмеров ....................198
7. Монтаж магнитоэлектрических логометров.....................199
8. Монтаж электронных мостов и потенциометров.................200
Список литературы
ПРЕДИСЛОВИЕ
Комплексная автоматизация производственных процессов является
одним из главных направлений технического прогресса и способствует
дальнейшему повышению производительности труда и улучшению усло-
вий производства. С каждым годом средства автоматизации все шире
внедряются во все отрасли народного хозяйства.
Основой любой системы автоматизации являются контрольно-из-
мерительные приборы, В предлагаемой читателю книге рассмотрены
контрольно-измерительные приборы для измерения температуры. Широ-
кое внедрение этих приборов требует правильной их эксплуатации, а
также проведения своевременного и качественного планово-предупре-
дительного ремонта, в результате которого восстанавливаются техни-
ческие характеристики измерительных приборов. Исходя из этого в йни-
ге описаны различные методики ремонта и наладки отдельных узлов и
элементов приборов и вспомогательных устройств. Приведены данные
об основных неисправностях приборов и методы их устранения.
Приборы и устройства ГСП после ремонта, перед монтажом, должны
пройти комплекс проверок отдельных характеристик и элементов с
целью выявления возможных повреждений и определения класса точ-
ности прибора. Эти вопросы также нашли свое отражение в кйиге.
От качественного и правильного выполнения монтажных работ
зависит дальнейшая надежная эксплуатация средств автоматизации.
Высокие требования к качеству монтажа, все возрастающий объем
работ приводят к необходимости поиска новых форм организации труда
и технологических методов, а также применения унифицированных
конструкций и новых материалов.
В настоящее время широкое распространение получил индустриаль-
ный метод полносборного монтажа систем автоматизации, при котором
большая часть монтажных изделий изготовляется специализированными
заводами и производственными базами и поставляется на монтажную
площадку в виде укрупненных узлов и блоков.
При написании книги автором предпринята попытка обобщить за-
тронутые вопросы в форме, доступной для рабочих и мастеров, занятых
эксплуатацией и монтажом контрольно-измерительных приборов в раз-
личных отраслях промышленности.
ГЛАВА 1
ТЕРМОМЕТРЫ СТЕКЛЯННЫЕ ЖИДКОСТНЫЕ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Термометры стеклянные жидкостные применяют для измерения
температуры в пределах от —200 до +750 °C. Термометры используют
исключительно при контактных измерениях. Благодаря простоте в об-
ращении и высокой точности измерения жидкостные термометры нахо-
дят широкое применение во всех областях народного хозяйства.
Термометры состоят из резервуара с припаянной к нему капилляр-
ной трубкой. Капилляр снабжен шкалой с делениями в градусах Цельсия
по Международной практической температурной шкале. Термометри-
ческая жидкость заполняет резервуар и часть капиллярной трубки.
Действие жидкостных термометров основано на тепловом расши-
рении термометрической жидкости, заключенной в резервуаре. При
изменении температуры объем жидкости изменяется, вследствие чего
мениск жидкостного столбика в капилляре поднимается или опускает-
ся на величину, пропорциональную изменению температуры.
В зависимости от предела измерения температур для заполнения тер-
мометров, применяют жидкости, приведенные в табл. 1.
Наибольшее распространение получили ртутные термометры, так
как ртуть не смачивает стекло, ее сравнительно легко получить в хими-
чески чистом виде (она остается жидкой в широком интервале темпера-
тур) , Недостаток ртути — малый коэффициент объемного расширения,
что определяет необходимость изготовления термометров с тонкими ка-
пиллярами. Нижний предел измерения ограничивается температурой
затвердевания ртути и равен —35 °C. Верхний предел измерения ртутны-
ми термометрами определяется допустимыми температурами для стек-
ла: 600 °C для образцовых термометров и 500 °C для технических. При
замене стекла кварцем верхний предел измерения несколько увеличи-
вается.
Предел измерения для ртутных термометров, в которых над ртутью
удален воздух, составляет 300 °C, так как при 357 °C ртуть кипит. Для
того, чтобы повысить температуру кипения ртути, пространство в ка-
пилляре над ртутью заполняют инертным газом под давлением, в резуль-
тате чего верхний предел измерения увеличивается.
Таблица 1
Жидкость Предел измерения температуры, °C
От До
Ртуть -35 750
Толуол -90 200
Этиловый спирт -80 70
Керосин -60 300
Петролейный эфир -120 25
Пентан -200 20
Термометры с органическими жидкостями предназначаются в основ-
ном для измерения низких температур в пределах от -200 до +200 °C.
Основным достоинством их является высокий коэффициент объемного
расширения жидкости, в среднем почти в 6 раз больший, чем у ртути.
Недостаток этих термометров — смачивание органическими жидкостями
стекла, в результате чего точность измерения понижается. Поэтому необ-
ходимо применение капилляров с относительно большим диаметром.
Достоинства стеклянных жидкостных термометров — простота
употребления и достаточно высокая точность измерения.
Недостатки — малая механическая прочность (хрупкие); плохая
видимость шкалы и трудность отсчета, невозможность автоматической
записи показаний и передачи их на расстояние; невозможность ремонта;
большая инерционность; плохая видимость ртути в капилляре. Поэтому
стеклянные жидкостные термометры применяют в основном для мест-
ного контроля и лабораторных измерений. В зависимости от назначения
и области применения стеклянные жидкостные термометры подразде-
ляют на лабораторные и технические.
2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
„Лабораторные термометры предназначены для измерения темпера-
туры в лабораторных условиях. Ртутные стеклянные лабораторные
термометры по конструкции делятся на два типа: палочный, состоящий
из массивной капиллярной трубки, на внешней поверхности которой
нанесена шкала (рис. 1, с); с вложенной шкальной пластиной, заклю-
ченной внутри оболочки термометра (рис. 1,6).
В зависимости от цены деления и размера термометры делятся на
группы 1, 2, 3, 4. Каждому термометру, входящему в одну группу, в
зависимости от пределов его измерения, присваивают порядковый
номер. Лабораторные термометры в зависимости от типа и диапазона
измерения обозначают: ТЛ-2 (с 1-го по 5-й номер группы 1); ТЛ-3
(с 6-го по 8-й номер группы 1); ТЛ-4 (с 1-го по 10-й номер группы
4); ТЛ-5 (с 1-го по 4-й номер группы 2); ТЛ-6 (с 1-го по 8-й номер
группы 3). При измерении температуры лабораторные термометры по-
гружают на глубину, обозначенную на термометре, если глубина по-
гружения на термометре не указана, то термометр погружают в изме-
ряемую среду до отсчитываемого деления.
Рис. 2. Технические термометры:
а - прямой; б — угловые
Большинство лабораторных термометров изготовляют с безнуле-
вой шкалой, т. е. начинающиеся не с отметки О °C, которую наносят
внизу на небольшой дополнительной шкале, предназначенной только
для проверки щрибора, а с более высокой температуры. В промежутке
между нулевым делением и началом шкалы капиллярная трубка (ка-
пилляр) имеет расширение, в которое входит объем ртути, соответ-
ствующий изменению температуры от нулю до начального значения шка-
лы. Иногда расширение капилляра выполняют и выше основной шкалы,
что предохраняет капилляр от разрыва в случае нагрева выше верхнего
предела температуры.
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Технические термометры (рис. 2) предназначены для измерения
температуры в промышленных установках и могут быть заполнены
ртутью или органическими жидкостями.
Ртутные технические термометры применяют для измерения темпе-
ратуры от -30 до + 600 °C, а термометры с органическими жидкостя-
ми — от -200 до + 200 °C. В зависимости от формы нижней части техни-
ческие термометры подразделяют на прямые (П) и угловые (У).
С учетом условий эксплуатации ртутные технические термометры
изготовляют для полного погружения, а термометры с органическими
жидкостями — для полного и частичного погружения.
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ЭПЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Технические злектроконтакгные термометры применяют для сигна-
лизации и регулирования температуры в интервале от -30 до +300 °C.
Эти термометры изготовляют с заданной температурой контактирования
(ТЗК) или с подвижным контактом (ТПК), Они могут иметь вложен-
ную шкалу и прямую или угловую форму. Технические злектроконтакт-
ные термометры могут работать в цепях переменного и постоянного
тока- Определение действительного значения температуры контактиро-
вания и контроль за правильностью сигнализации и регулирования тем-
пературы осуществляют по контрольному термометру.
Замыкание (размыкание) электрической цепи между контактами
в контактных термометрах происходит вследствие расширения (сжа-
тия) ртути при нагревании (охлаждении) нижней части термометра.
При применении электроконтактного термометра нижняя часть его
должна полностью погружаться в измеряемую среду. Допускаемая по-
грешность показаний термометра не должна превышать цены наимень-
шего деления.
Термометры типа ТЗК (рис, 3) выпускают с постоянными впаян-
ными в капилляр 1 металлическими контактами 2, к которым припаяны
медные провода, присоединенные к зажимам 3. Термометры могут
иметь одну, две или три точки контактирования. Контакты впаивают
в капилляр термометра в местах, соответствующих определенным зна-
чениям температуры контактирования. Минимальные интервалы между
двумя соседними контактами обычно составляют не менее 5, 10, 20 и
30 С для температуры контактирования соответственно до 50, 100,
200 и 300 °C.
Термометр типа ТПК показан на рис. 4. Он имеет один неподвиж-
ный контакт 11, соединенный с термометрической жидкостью и один
подвижный контакт 10, выполненный из тонкой вольфрамовой про-
волоки, верхний конец которой соединен с гайкой 9, Нижний конец
вольфрамовой проволоки, находящейся в измерительном капилляре,
является подвижным контактом термометра. Вверху термометра рас-
положена вспомогательная шкала 4, указателем которой при настрой-
ке термометра является гайка 9. Последняя может перемещаться по
винту 5 вверх и вниз. Вращение винта 5, а следовательно, и перемеще-
ние гайки 9, осуществляют с помощью подковообразного магнита 5
с ручкой 2. Внизу термометра расположена основная шкала 6. При
перемещении гайки 9 по винту 5 на определенную отметку верхней
Рис. 3. Термометры типа ТЗК:
1 — капилляр; 2 — металлические кон-
такты; 3 - зажимы
Рис. 4. Термометры типа ТПК:
1 - зажимы для подключения; 2 - ручка
для вращения магнита; 3 - подковооб-
разный магнит; 4 — вспомогательная
шкала; 5 — подвижный винт; б - основ-
ная шкала; 7 — капилляр; 8 — баллон с
ртутью; 9 — гайка; 10 — подвижный кон-
такт; 11 — неподвижный контакт
шкалы нижний конец подвижного контакта установится против соот-
ветствующей отметки основной шкалы. Неподвижный контакт 11 и
подвижный контакт 10 соединены с зажимами 1. При нагревании (ох-
лаждении) нижней части термемётра до заданной температуры ртуть
в капилляре 7 соединит (разомкнет) неподвижный контакт с подвиж-
ным, в результате чего происходит переключение внешней электричес-
кой цепи, соединенной с зажимами 1.
10
5. ПОПРАВКИ К ПОКАЗАНИЯМ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
СТЕКЛЯННЫХ ЖИДКОСТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ f
При точных измерениях температуры с помощью жидкостных
стеклянных термометров к их показаниям вводятся следующие по-
правки: основная (инструментальная), на температуру выступающего
столбика ртути и на смещение нулевой точки. Основная поправка при-
водится в свидетельстве термометра. Условия, при которых выполняет-
ся измерение температуры, часто не совпадают с условиями градуировки
термометра: либо изменяется глубина погружения, либо температуры
воздуха, окружающая выступающую часть столбика термометрической
жидкости, не соответствует + 20 °C, либо не совпадают оба параметра.
В этих случаях вводят поправку на температуру выступающего столби-
ка ртути, которая может быть подсчитана по формуле
Д = nK(t- tB),
где п — число градусов в выступающем столбике, °C; к — температур-
ный коэффициент видимого расширения, выбираемый по специальной
таблице; t — температура, показываемая термометром, °C; tB — средняя
температура выступающего столбика, измеренная вспомогательным
термометром, °C,
Поправка на смещение положения нулевой точки появляется в ре-
зультате старения термометра за счет структурного изменения в стеклян-
ной оболочке резервуара. Объем резервуара уменьшается, в результате
чего показания завышаются. В случае отклонения положения нуля от ука-
занного в свидетельстве эту поправку вычисляют по формуле
Д = to ~ to ,
где t0 и t'o — температуры, соответствующие положению нулевой точки
термометра по свидетельству (после нагрева в термостате) и после оче-
редной поверки нуля в эксплуатации, °C. При отсчете показаний термо-
метра невооруженным глазом для исключения явления параллакса необ-
ходимо следить за тем, чтобы глаз наблюдателя находился строго на
уровне мениска столбика, а термометр имел вертикальное положение.
При малом диаметре канала капилляра за счет поверхностных сил
натяжения при измерении температуры термометрическая жидкость
реагирует не плавно, а скачком. Величина последнего определяется упру-
гими свойствами резервуара и диаметром канала капилляра. Для умень-
шения этого влияния и связанной с ним ошибки измерения необходимо
перед отсчетом показания слегка постучать по термометру.
При эксплуатации термометров допускаются кратковременные
перегревы их выше температуры верхнего предела шкалы на + 20 С.
При этом температура перегрева не должна превышать верхний темпе-
ратурный предел применения стекла, из которого изготовлен термометр,
а также температуру кипения термометрической жидкости. Переохлаж-
дение термометров недопустимо ниже температуры затвердевания тер-
мометрической жидкости, которой заполнен термометр.
11
ГЛАВА 2
МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ
1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Манометрические термометры предназначаются для измерения тем-
пературы жидких и газообразных сред в стационарных условиях в интер-
вале от —150 до 600 °C.
Принцип действия манометрических термометров основан на изме-
нении давления заполнителя термосистемы от температуры измеряемой
среды. В зависимости от применяемого заполнителя термосистемы ма-
нометрические термометры делятся на газовые, жидкостные и конден-
сационные. Замкнутая система манометрического термометра, показан-
ная на рис. 5, состоит из термобаллона 2, соединительного капилляра 1
и манометрической пружины 6.
Изменение температуры контролируемой среды воспринимается
заполнителем термосистемы через термобаллон 2 и преобразуется в из-
менение давления, под действием которого манометрическая трубчатая
пружина 6 с помощью тяги 8, сектора 3 и трибки 7 перемещает стрелку 4
относительно шкалы 5. Это перемещение через соответствующие устрой-
ства передается на сигнальное устройство; у термометров с пневматичес-
ким выходным сигналом — на пневматический преобразователь; у тер-
мометров с электрическим выходным сигналом — на механоэлектричес-
кий преобразователь.
В термометрах с сигнальным устройством (рис. 6) изменение изме-
ряемой температуры воспринимается термобаллоном 1 и передается
на манометрическую пружину 2, которая несколько распрямляясь, через
сектор 3 и трибку 4 приводит в движение стрелку 5 относительно шка-
лы 7. Вместе с показывающей стрелкой перемещается ведущий поводок
11 с двумя подвижными поводками 9 и 10.
В качестве датчиков электрического сигнала используют два непод-
вижных предельных контакта. Один из них 6 выдает сигнал минималь-
ного, а другой 13 — максимального значения температуры контролируе-
мой среды. Связь показывающей стрелки и подвижных контактов осу-
ществляется через спиральные волоски. Установка пределов сигнализа-
ции осуществляется с помощью указателей пределов сигнализации 8,
12. Когда температура достигает значения, заданного с помощью сигналь-
ных стрелок, соответствующая контактная пара замыкается и выдается
электрический сигнал. Внешнюю электрическую цепь подключают к тер-
мометру с помощью клеммной колодки 14.
В термометрах с пневматически выходным сигналом (рис. 7) изме-
нение измеряемой температуры воспринимается манометрической пру-
жиной 10, которая, несколько распрямляясь, приводит в движение
стрелку 9 через трибо-секторный механизм 14. Одновременно это изме-
нение с помощью рычажного механизма 3 передается на свободный
конец пружины механизма обратной связи 7, на котором укреплена
заслонка 6.
12
Рис. 5. Схема манометрического термометра
Рис. 6. Схема термометра с сигнальным устройством
Рис. 7. Схема термометра с пневматическим выходным сигналом:
1 — термобаллон; 2 - капилляр; 3 - рычажный механизм; 4, 18 — манометры;
5 — сопло; 6 — заслонка; 7 — пружина обратной связи; 8 - циферблат; 9 — стрел-
ка; 10 — пружина манометрическая; 11 — пружина; 12 — пневмореле; 13 - тер-
мобиметалл; 14 — трибо-секторный механизм; 15, 16 - тяги; 17, 19 - поводки
Рис. 8. Схема термометров с электрическим выходным сигналом:
1 — термобаллон; 2 — капилляр; 3 — стрелка; 4 — шкала; 5 — манометрическая
пружина; 6 — тяга; 7 - трибка; 8 - сектор; 9 — рычаг; 10 — флажок; 11 - меха-
ноэлектрический преобразователь; 12 - контроль 0—100 мВ; 13 — выход 0,5 мА;
14 — пружина корректора нуля; 15 - пружина
Изменение зазора между соплом 5 и заслонкой 6 вызывает измене-
ние давления питания воздуха в линии сопла, которое с помощью уси-
лительного пневмореле 12 изменяет давление выходного сигнала при-
бора и в механизме обратной связи. Под действием изменения давления
манометрическая пружина 7 механизма обратной связи осуществляет
13
соответствующий поворот, воздействие которого на заслонку 6 обеспе-
чивает пропорциональность выходного давления ходу заслонки.
Таким образом, величина зазора между соплом и заслонкой и, сле-
довательно, выходное давление прибора, являются мерой измеряемой
температуры. Питание пневмодатчика осуществляется воздухом, очи-
щенным воздушным фильтром под давлением, сниженным редуктором
до (140 ± 14) кПа. Входное давление питания контролируется маномет-
ром 4, а выходное давление — манометром 18.
В термометрах с электрическим выходным сигналом (рис. 8) изме-
нение измеряемой температуры воспринимается манометрической пру-
жиной 5, которая, несколько выпрямляясь, приводит в движение пока-
зывающую стрелку 3 через сектор 8 и трибку 7 и механоэлектрический
преобразователь 11. На оси сектора закреплен рычаг 9, к которому кре-
пят измерительную пружину 15. Второй конец пружины впаян в рычаг
флажка 10 преобразователя 11, Измерительная пружина 75, растяги-
ваясь, передает усилие к свободному концу флажка 10 преобразователя.
Перемещение флажка изменяет параметры преобразователя, в резуль-
тате чего на его выходе появляется сигнал постоянного тока.
Достоинством манометрических термометров являются: возмож-
ность дистанционного измерения температуры без использования допол-
нительной энергии, сравнительная простота конструкции, возможность
автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствитель-
ность к внешним магнитным полям.
К недостаткам относятся: относительно невысокая точность изме-
рения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы,
низкая механическая прочность капилляра, небольшое расстояние дис-
танционной передачи показаний, значительная инерционность.
2. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
По способу выдачи измерительной информации термометры подраз-
деляют на показывающие, самопишущие, и комбинированные (пока-
зывающие и самопишущие). Показывающие приборы могут иметь до-
полнительные устройства для сигнализации и для передачи аналогового
пневматического или электрического сигнала.
Самопишущие термометры могут изотовляться с пневматическим
пропорционально-интегральным регулирующим1 устройством.
Термобаллоны манометрических термометров выполняют с хвосто-
виком и без него. В зависимости от способа соединения термобаллона
с корпусом термометры могут быть местные и дистанционные. В зави-
симости от формы диаграммы и поля записи самопишущие термометры
подразделяют на дисковые, ленточные (с одним полем для записи; с
двумя или несколькими обособленными полями для записи), карто-
граммные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаг-
раммных лент или дисков самопишущие термометры изготовляют с ча-
совым (механическим) или электрическим приводом.
14
Таблица 2
Заполнитель термо системы Диапазон измерения, °C Измеряемые значения, °C
Газ -200 - + 600 100; 150; 200; 250 ; 300; 400; 600
Жидкость -150 - + 300 25; 50; 100; 150; 200; 250
Конденсат - 50 - + 300 50; 100; 120; 150
В зависимости от вида заполнителя термосистемы область и диапа-
зон измерений термометров приведены в табл. 2.
Класс точности термометров с газовым и жидкостным заполнителя-
ми термосистемы может быть 1; 1,5; 2,5.
Класс точности термометров с конденсационным заполнителем тер-
мосистемы может быть 1,5; 2,5; 4 и установлен для последних 2/3 тем-
пературной шкалы, для первой трети шкалы класс точности не должен
быть ниже последующего низшего класса точности.
3. МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ГАЗОВЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Термометры манометрические газовые применяют для измерения
температуры от - 150 до + 600 °C. В качестве рабочего вещества в газо-
вых термометрах используют обычно азот или гелий. Длина соединитель-
ного капилляра этих термометров может быть от 0,6 до 60 м. Точность
показаний газовых манометрических термометров в основном зависит
от изменения температуры окружающей среды. Для уменьшения по-
грешности, обусловленной изменением температуры, устанавливают
термобиметаллический компенсатор в тягу передаточного механизма
(биметаллическая пластина компенсатора рассчитана так, чтобы ее изгиб
компенсировал смещение конца пружины, вызванное изменением темпе-
ратуры окружающей среды). Кроме этого, стремятся увеличить размеры
термобаллона и уменьшить сечение капилляра. Чем больше длина ка-
пилляра, тем значительней должны быть размеры термобаллона.
Поэтому газовые термометры имеют ограниченное применение.
Допускаемая дополнительная погрешность газовых термометров
при отклонении температуры окружающей среды на 10 °C не должна
превышать 0,5 %. Для увеличения рабочего давления термосистему га-
зового термометра заполняют инертным газом под давлением в зави-
симости от диапазона измерения температуры, поэтому колебания ат-
мосферного давления на показания газового термометра не влияют.
Преимущество газовых термометров — незначительная температур-
ная погрешность и наибольшая для манометрических термометров длина
капилляра.
4. МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТНЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Термометры манометрические жидкостные могут быть показываю-
щими и самопишущими с унифицированными электрическими и пне-
15
вматическими преобразователями. Их применяют для измерения темпе-
ратуры от -150 до +600 °C, Термосистемы этих термометров заполняют
обычно кремнийорганическими жидкостями. При постоянном объеме
термосистемы давление жидкости пропорционально изменению ее тем-
пературы, поэтому жидкостные манометрические термометры имеют
равномерную шкалу.
На показания жидкостных манометрических термометров оказы-
вают влияние изменения температуры, гидростатического и атмосфер-
ного давлений. Температурная погрешность у жидкостных термометров
несколько больше, чем у газовых, поэтому длина капилляра у них не
превышает 10 м. Для уменьшения температурной погрешности жид-
костных термометров стремятся увеличить относительное количество
термометрического вещества в термобаллоне по сравнению с находя-
щимся в капилляре манометра, т. е. рабочий объем термо баллона увели-
чивают, а внутренние размеры рабочего элемента сводят к минимуму.
С этой же целью применяют манометрические пружины с новым про-
филем сечения и термобиметаллический компенсатор.
Гидростатическая погрешность жидкостных манометрических тер-
мометров возникает в том случае, когда термобаллон расположен выше
или ниже пружины. Последняя в этом случае будет испытывать большее
или меньшее давление в зависимости от того, выше или ниже расположен
термобаллон относительно пружины, Гидростатическая погрешность
в этом случае может быть устранена путем коррекции нуля начального
положения конца трубчатой пружины (указательной стрелки). Допус-
тимые расстояния по высоте между термобаллоном и манометром ука-
зывают в инструкциях.
Для уменьшения влияния изменения атмосферного давления мано-
метрические жидкостные термометры заполняют рабочей жидкостью
при начальном давлении 1,5 —2,0 МПа. Преимуществом жидкостных
термометров являются небольшая инерционность и небольшие размеры
термобаллона.
5. МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Манометрические конденсационные термометры изготовляют пока-
зывающими без встроенных устройств и со встроенными сигнальными
устройствами, с пределами измерения от -50 до +300 °C. Их работа
основана на зависимости давления насыщенного пара низкокипящей
жидкости от температуры. В качестве рабочих жидкостей применяют:
фреон, хлористый метил и ацетон, В конденсационных термометрах
жидкостью заполняют только часть термобаллона (примерно 2/3); а
остальную его часть, капилляры и манометрическую пружину — насы-
щенными парами этой жидкости. Для обеспечения постоянного запол-
нения капилляра жидкостью, конец его опускают до дна термобаллона.
Характерной особенностью конденсационных термометров является
значительная неравномерность шкалы (сжатой в первой трети шкалы),
Показания конденсационных термометров зависят от высоты рас-
16
положения термобаллона по отношению к корпусу прибора, а также
от изменения атмосферного давления. Погрешность изменения темпе-
ратуры окружающей среды теоретически отсутствует, так как давление
в системе зависит от давления пара в термобаллоне, т. е. от изменяемой
температуры. Атмосферное давление в случае его изменения дополни-
тельно нагружает или разгружает манометрическую пружину, вызывая
скручивание или ее выпрямление, что и обусловливает изменение по-
казаний прибора.
Преимущество конденсационных манометрических термометров —
небольшая температурная погрешность, сравнительно малые размеры
термобаллона.
ГЛАВА 3
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛИ
1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Термоэлектрические преобразователи применяют для измерения
температуры от —200 до +250 °C. Рабочим органом термопреобразова-
теля (рис. 9) является чувствительный элемент, состоящий из двух
разнородных термоэлектродов 9, сваренных между собой на конце 11,
который составляет горячий спай. Термоэлектроды изолированы по
всей длине с помощью изоляторов 1 и помещены в защитную армату-
ру 10, Свободные концы элемента подключены к контактам термопре-
образователя 7, расположенным в головке 4, которая закрывается
крышкой 6, имеющей прокладку 5. Положительный термоэлектрод
подключают к контакту со знаком ” + Герметизация вводов термо-
электродов 9 осуществляется с помощью эпоксидного компаунда 8,
Рабочий конец термопреобразователя изолируют от защитной ар-
матуры керамическим наконечником, который в некоторых конструк-
циях для уменьшения тепловой инерционности, может отсутствовать.
Термопреобразователи могут иметь штуцер 2 для крепления по
месту и штуцер 3 для ввода соединительных проводов измерительных
приборов.
17
Принцип действия термопреобразователя основан на преобразовании
тепловой энергии в термоЭДС элемента при наличии разности температур
между его свободными концами и горячим спаем.
Возникновение термоЭДС в термопреобразователе объясняется тем,
что при его нагревании возникает поток электронов от горячего спая к
холодному. На холодном спае создается отрицательный потенциал, а на
горячем — положительный. Разность этих потенциалов будет опреде-
лять величину термоЭДС термопреобразователя.
Если температуру холодного спая поддерживать постоянной, то
термоЭДС будет зависеть только от степени нагрева рабочего конца
термопреобразователя, что позволяет отградуировать измерительный
прибор в соответствующих единицах температуры. В случае откло-
нения температуры свободных концов от градуировочного значения,
равного О °C, к показаниям вторичного прибора вводится соответствую-
щая поправка.
Температуру свободных концов учитывают для того, чтобы знать
величину поправки. Величина вводимой поправки будет небольшой,
и определенной, если температура свободных концов будет невысокой
и постоянной.
Поправку на температуру свободных концов в зависимости от ус-
ловий вводят тремя способами: по градуировочной таблице; переста-
новкой стрелки выключенного прибора с нулевого положения до от-
метки, которая соответствует температуре свободных концов; автома-
тическими устройствами — при помощи компенсационных коробок или
схем измерительных приборов.
Величина термоЭДС в термопреобразователе зависит не только от
разности температур горячего и холодных спаев, но и от материала тер-
моэлектродов. Поэтому стремятся применять в качестве термоэлектро-
дов те металлы и сплавы, у которых возникают сравнительно большие
ЭДС.
Для вывода свободных концов термопреобразователя в зону с по-
стоянной температурой служат удлинительные термоэлектродные про-
вода.
Таким образом, чтобы определить измеряемую температуру среды
с помощью термоэлектрического преобразователя, необходимо выпол-
нить следующие операции: измерить термоЭДС в цепи преобразователя;
определить температуру свободных концов; в измеряемую величину
термоЭДС ввести поправку на температуру свободных концов; по из-
вестной зависимости термоЭДС от температуры определить измеряе-
мую температуру среды. В зависимости от материала термо электродов
термопреобразователи различают: с металлическими термопарами из
благородных и неблагородных металлов и сплавов; с термопарами из
тугоплавких металлов и сплавов.
Термопары из благородных металлов, обладая устойчивостью к вы-
соким температурам и агрессивным средам, а также постоянной термо-
ЭДС, широко используют для замера высоких температур в промыш-
ленных и лабораторных условиях.
18
Термопары из неблагородных металлов и сплавов применяют для
измерения температур до 1000 °C. Достоинством этих термопар являет-
ся сравнительно небольшая стоимость и способность их развивать боль-
шие термоЭДС.
Градуировка термопары — определение термоЭДС термопары от
температуры рабочего конца при постоянном значении температуры
свободных концов (обычно равной 0 °C).
Термоэлектроды из благородных металлов изготовляют из прово-
локи диаметром 0,3 —0,5 мм, а из неблагородных — диаметром 1,2 —
3,2 мм. Диаметр термоэлектродов выбирают, исходя из назначения тер-
мопары, диапазона измерения температуры и необходимой прочности.
Защитная арматура. Для защиты термоэлектродов от механичес-
ких повреждений и агрессивного действия среды, а также удобства
установки на технологическом оборудовании применяют защитную
арматуру. Материал и исполнение арматуры могут быть различными
в зависимости от назначения и области применения. Наиболее широко
в качестве материалов металлической защитной арматуры используют
высоколегированные стали и коррозионно-стойкие, жаропрочные и
жаростойкие сплавы на основе железа, никеля, хрома и добавок алю-
миния, кремния, марганца. В настоящее время наибольшее распростра-
нение в качестве защитной арматуры высокотемпературных термопреоб-
разователей получил молибден.
Медьсодержащие материалы применяют при измерении температур
до 300 °C. При измерении температур до 600 °C для арматуры исполь-
зуют цельнотянутые трубы, для температур до 800 °C — легированную
сталь, для температур до 1000 °C — окалиностойкую сталь. Для защиты
термоэлектродов платиновой группы и тугоплавких металлов и сплавов
применяют чехлы из огнеупорных материалов или кварца.
Трубки из кварцевого стекла (SiO2) имеют очень высокую терми-
ческую устойчивость. Длительная эксплуатация платинородиевых тер-
мопар в защитной арматуре из кварцевого стекла нежелательна вслед-
ствие значительных изменений термоЭДС, хрупкости и разрушения из-за
загрязнения кремнием. Поэтому кварцевые защитные оболочки приме-
няют в высокотемпературных термопреобразователях кратковремен-
ного действия.
Основным материалом защитных чехлов термопар для измерения
температуры различных сред в черной металлургии является корунд
(окись алюминия А12 О3), из которого можно получить плотные, стой-
кие в расплавах и достаточно термопрочные изделия.
До 1300 °C работоспособны фарфоровые чехлы, содержащие до
40 % А12 О3. Их применяют для длительного измерения температур до
1100 — 1200 °C в доменных воздухонагревателях.
В качестве защитной арматуры термопреобразователей для измере-
ния температуры жидкого чугуна, а также медных и алюминиевых рас-
плавов наибольшее распространение получила графитооксидная компо-
зиция. Для изготовления наконечников используют следующий состав:
19
графит природный 20 — 40 %; шамот 20 — 30 %, огнеупорная глина
40 — 50 %; смола термореактивная 5 —12 %.
Электроизоляционные материалы. Важнейшей частью термоэлект-
рических преобразователей является огнеупорная электроизоляция,
оказывающая существенное влияние на точность измерения темпера-
туры.
Электроизоляторы кроме своей основной функции (электрической
изоляции термоэлектродов друг от друга и от защитного чехла) выпол-
няют роль элемента конструкции и несут значительные механические
нагрузки, защищают термоэлектроды от воздействия окружающей сре-
ды, препятствуют проникновению вредных химических веществ, оказы-
вающих разрушающее влияние.
Термоэлектроды термопар изолируют друг от друга и защитной
арматуры с помощью одно- и двухканадьных фарфоровых бус при из-
мерении температуры до 1300 °C. При более высоких температурах
электроизоляционные свойства фарфора ухудшаются и поэтому исполь-
зуют бусы или трубки из окисей алюминия, магния, иттрия и бериллия.
2. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Преобразователи термоэлектрические изготовляют следующих ти-
пов:
ТВР — термопреобразователь вольфрамрениевый;
ТПР — термопреобразователь платинородиевый;
ТПП — термопреобразователь платинородий-платиновый;
ТХА — термопреобразователь хромель-алюмелевый;
ТХК — термопреобразователь хромель-копелевый;
ТМК — термопреобразователь медь-копелевый.
Термопреобразователи различают:
по способу контакта о измеряемой средой (погружаемые, поверх-
ностные) ;
по условиям эксплуатации (стационарные, переносные, разового
применения, многократного применения, кратковременного примене-
ния) ;
по защищенности от воздействия окружающей среды (обыкновен-
ные, водозащищенные, защищенные от арессивных сред, взрывозащи-
щенные, защищенные от других механических воздействий);
по герметичности к измеряемой среде (негерметичные, герметич-
ные) ;
по инерционности [малой инерционности (МИ), средней инерцион-
ности (СИ), большой инерционности (БИ), ненормированной инерцион-
ности (НИ)];
по устойчивости к механическим воздействиям (обыкновенные,
виброустойчивые);
по числу термопар, для измерения температуры в одной зоне (оди-
нарные, двойные, тройные);
по числу зон (однозонные, многозонные);
20
Таблица 3
Тип термо- преоб- разо- вате- ля Условное обозна- чение номиналь- ной статической характеристики Наименование материалов термоэлектро- дов Диапазон измеряемых температур при длитель- ном примене- нии, °C Допустимый предел при кратковре- менном при- менении, °C
ТВР ВР5-1 ВР5 -2 ВР5-3 Вольфрамрений (5 % рения) — вольфрамрений (20 % рения) 0 -+ 2200 2500
ТПР ПР Платинородий (30 % родия) - платинородий (6 % родия) 300 -+ 1600 1800
ТПП ПП Платинородий (10 % родия) - платина 0- + 1300 1600
ТХА ХА Хромель- алюмель - 200 - + 1000 1300
тхк ХК Хромель- копель - 200 - + 600 800
тмк мк Медь-копель - 200 - + 100 100
по наличию контакта термопары с металлической частью защитной
арматуры (с открытой термопарой, с закрытой изолированной термо-
парой, с закрытой неизолированной термопарой).
Основные параметры термоэлектрических преобразователей приве-
дены в табл. 3. В обозначении на первом месте указано наименование
положительного термоэлектрода, на втором — отрицательного.
3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ИЗ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Термопреобразователи платинородий-платиновые (ТПП) применяют
при температурах до 1400 °C для непрерывных измерений в окислитель-
ных и инертных средах и до 1750 °C для кратковременных измерений.
Преобразователи данного типа имеют следующие преимущества: высо-
кую термоустойчивость, значительную устойчивость к агрессивным сре-
дам; высокое постоянство термоЭДС, большой диапазон измерения,
высокую точность измерения.
Недостаток — относительно малые термоЭДС. Положительным тер-
моэлектродом у этих преобразователей является платинородий (сплав
90 % Pt и 10 % Rt), отрицательным — чистая платина.
В зависимости от назначения различают эталонные, образцовые,
рабочие повышенной точности и технические ТПП.
21
Эталонные ТПП служат для воспроизведения международной прак-
тической температурной шкалы 630,74 — 1064,43 С.
Образцовые ТПП служат для поверки рабочих термометров в лабо-
ратории и на рабочем месте.
Рабочие ТПП повышенной точности служат для точных технических
измерений.
Технические ТПП применяют в промышленности для измерений
температур.
Термопреобразователи платинородий-платинородиевые. Их приме-
няют при температурах до 1600 °C для непрерывных измерений и до
1800 °C при кратковременных измерениях. Преимущества преобразо-
вателей этого типа: возможность применения при высоких температу-
рах; отсутствие необходимости поддержания постоянной температуры
свободных концов; большая устойчивость к агрессивным средам; вы-
сокая точность измерения; значительный диапазон измерений.
Зависимость термоЭДС термопреобразователя от температуры
выше 1000 °C близка к линейной, что очень удобно для создания вто-
ричных приборов.
Недостаток преобразователей — относительно малые значения раз-
виваемой термоЭДС.
Наибольшее распространение получили термоэлектрические преоб-
разователи градуировки ПР30/668- По назначению эти преобразователи
подразделяют на образцовые 2-го и 3-го разрядов, рабочие повышенной
точности и рабочие. Положительным термоэлектродом является плати-
нородий, содержащий 30 % родия, отрицательным — платинородий, со-
держащий 6 % родия.
4. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ИЗ НЕБЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Термопреобразователи хромель-алюмелевые ТХА применяют для
измерения температур до 1000 °C. Они устойчивы к окислительной сре-
де, но подвержены влиянию восстановительной среды (водород, окись
углерода). Положительным термоэлектродом является хромелевая
проволока, а отрицательным — алюмелевая проволока.
Верхний предел измерения температуры с помощью термопреобра-
зователя хромель-алюмелевого (ТХА) зависит от диаметра проволоки
термо электродов.
Достоинство термометров данного типа — большая величина разви-
ваемой термоЭДС.
Термопреобразователи хромель-копелевые (ТХК) применяют для
измерения температур до 600 °C. Они надежно работают в окислитель-
ной среде. Положительным электродом является хромель, а отрица-
тельным — копель.
Верхний предел измерения температуры с помощью ТХК зависит
от диаметра проволоки термоэлектродов. Невысокий температурный
предел измерения объясняется наличием меди в копелевой проволоке,
12
которая окисляется при высоких температурах, что приводит к изме-
нению термоЭДС термоэлектрода.
Достоинство преобразователей данного типа — большая величина
развиваемой термоЭДС.
5. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ
Термопары из тугоплавких металлов и их сплавов могут работать
только в вакууме, нейтральных и восстановительных средах. Для них
необходима тщательная защита от окисления и агрессивных сред.
Наиболее распространенными среди термопар из тугоплавких не-
благородных металлов являются термопары на основе вольфрамрение-
вых сплавов, применяемые для измерения температуры до 2500 —
3000 °C. Вольфрамрениевые термопары имеют следующие преиму-
щества: высокая температура плавления (выше 3000 °C), значительная
термоЭДС, химическая устойчивость при высоких температурах в за-
щитной атмосфере, хорошая обрабатываемость, технологичность сплавов
вольфрама с рением. Они считаются лучшими серийными термопарами
для измерения температур выше 1800 °C.
Термопары данного типа требуют индивидуальную градуировку, что
является их существенным недостатком.
Большое распространение среди вольфрамрениевых термопар полу-
чили термопары типа ВР5/20. В СССР стандартизованы три номинальные
статические характеристики термопары типа ВР:ВР1 — до 2500 °C;
ВР2 и ВРЗ — до 1800 °C. Наличие трех номинальных статических харак-
теристик для термопары ВР5/20 обусловлено разбросом по содержа-
нию рения.
Вольфрамрениевые термопары перспективны в ракетной технике.
Их широко используют в металлургии, электротермическом оборудо-
вании, при автоматизации высокотемпературных процессов.
6. ТЕРМОЭЛЕКТРОДНЫЕ УДЛИНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВОДА
Как отмечалось выше, номинальные статические характеристики
преобразователей приводятся при температуре свободных концов, рав-
ной 0 °C. Однако в практике измерений это требование неудобно для
исполнения или трудновыполнимо. В большинстве случаев во время
установления номинальных статических характеристик лучше выдер-
живать температуру свободных концов термопреобразователя при 0 °C,
а во время эксплуатации при другой температуре. В связи с этим необ-
ходимо вносить поправки на отличие температуры свободных концов
от 0 °C (к измеренному значению термоЭДС преобразователя добав-
ляют значение термоЭДС, соответствующее температуре свободных кон-
цов) . Точное определение температуры свободных концов термопреоб-
разователя в условиях эксплуатации и обеспечение ее постоянства в те-
чение всего периода измерений в производственных условиях весьма
затруднительно.
23
Свободные концы могут нагреваться в процессе работы до значи-
тельных температур, достигающих иногда 200 °C. Для того, чтобы ис-
ключить влияние температуры окружающей среды на показания термо-
преобразователя и подключить его к вторичному прибору, свободные
концы необходимо удалить на значительное расстояние. При этом совсем
необязательно применять длинные термопреобразователи, а достаточно
удлинить их гибкими изолированными проводами или кабелями. Они
должны быть термоэлектрически идентичны термоэлектродам термо-
преобразователя, поэтому их называют термоэлектродными удлинитель-
ными проводами, или компенсационными.
Существует два способа подбора удлинительных проводов. Первый
способ — подбирают провода, которые в парес соответствующим термо-
электродом имеют нулевую термоЭДС (такой метод часто называют
поэлектродной компенсацией). Он наиболее универсальный. Его при-
меняют в тех случаях, когда необходимо производить измерения с по-
вышенной точностью. Равенство температур мест присоединения удли-
нительных проводов и свободных концов термопреобразователя не-
обязательно.
В случае недефицитных материалов и удовлетворительных эксплуа-
тационных свойств провода изготовляют из тех же материалов, что и
подключаемая термопара. Для термопар из благородных' металлов и
сплавов используют специальные сплавы. При втором способе номи-
нальная статическая характеристика пары удлинительных проводов в
заданном интервале температур должна отвечать номинальной стати-
ческой характеристике термопреобразователя. Такой метод часто назы-
вают методом суммарной компенсации. При этом должно соблюдаться
требование равенства температур мест присоединения удлинительных
проводов и свободных концов преобразователя.
Основные характеристики термоэлектродных удлинительных про-
водов приведены в табл. 4. Марки и область их применения — в табл. 5.
Таблица 4
Термопара» Материал и цвет по ложител ьного провода Материал и цвет отрицательного провода ТермоЭДС при 100 °C (номинальное и допустимое отклонение), мВ
Платино- родиевая ПР, тп Медь. Красный (или розовый) Сплав ТП (99,4 % Си, 0,6 %Ni). Зе- леный 0,64 + 0,03
Хромел ь-алю- мелевая ХА Медь. Красный (или розовый) Константан. Кори- чневый 4,1 ± 0,15
Хромел ь-ко- пель ХК Хромель. Фиоле- товый (черный) Копель. Желтый (оранжевый) 6,88 ± 0,20
Вольфрам-мо либденовая Медь. Красный (или розовый) Медно-никелев ый сплав 0,40 ± 0,03
Вольф рам ре- невая ВР5/2О, ВР То же Медно-никелевый сплав МН2,4 (синий) 1,4 ± 0,03
24
Таблица 5
Марка провода (мате- риал жил) Наименование про- вода Область применения (к какому типу ТП) Темпера- турный диапазон, °C
птвт (медь - констан- тан) Термоэлектродный с поливинилхлори- дной изоляцией, теплостойкий Для прокладки в помеще- ниях, трубах, а также внутри приборов (ТХА) -40-+105
птгвт (медь - констан- тан) Термоэлектродный гибкий с поливи- нилхлоридной изо- ляцией, тепло- стойкий То же, где требуется повышенная гибкость (ТХА) 40 - + 105
ПТВ ХЛ (медь — сплав ТП) Термо электродный с поливинилхлори- дной изоляцией повышенной холо- доу стойчивости Для прокладки в поме- щениях, трубах, а также внутри приборов в рай- онах с холодным клима- том (ТПП) -60 -+70
птгв хл (медь - сплав ТП) Термоэлектродный гибкий с поливи- нилхлоридной изо- ляцией повышенной холодоустойчивости То же, где требуется повышенная гибкость - 60 - + 70
птвэв (сплав НП — сплав КПР) Термо эл ектродный с поливинилхлори- дной изоляцией, экранированный, в поливинилхлорид- ной оболочке Для прокладки в поме- щениях, трубах, а также внутри приборов, где требуется защита от внешних электромагнит- ных полей и механичес- ких воздействий (ТПП) - 40 - + 70
ПТГВЭВ (медь — сплав МН2.4) Термо эл ектродный гибкий с поли- винилхлоридной изоляцией, экрани- рованный, в поли- винил хло ридной оболочке Для прокладки в помеще- ниях, трубах, а также внутри приборов, где требуются повышенная ги- бкость, защита от внеш- них электромагнитных по- лей и механических воз- - 40 - + 70
действий (ТВР)
Стандартные удлинительные провода маркируют. При включении
этих проводов в цепь преобразователя необходимо соблюдать поляр-
ность, иначе при измерениях возникает погрешность, равная удвоенной
величине той погрешности, от которой хотели бы избавиться, применяя
удлинительные провода. Во избежание ошибок при определении поляр-
ности и марок удлинительных проводов промышленность выпускает
их в виде скомплектованного (двужильного) провода с различными
цветами оболочек каждой жилы или с пометками положительного тер-
моэлектрода.
25
ГЛАВА 4
ТЕРМОПРЕОБРАЗОВА ТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЙ
1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Термопреобразователи сопротивлений применяют для измерения
температур в пределах от -260 до +750 °C. Рабочим органом термо-
преобразователя является чувствительный элемент, выполненный из
платиновой или медной проволоки.
Чувствительность термопреобразователей сопротивления опреде-
ляется температурным коэффициентом сопротивления материала, из
которого сделан термопреобразователь, т. е. относительным изменением
сопротивления чувствительного элемента термопреобразователя при
нагревании его на 1 °C.
Чувствительный элемент платиновых термопреобразователей со-
противления (рис.^40) представляет собой платиновую спираль 5 из
тонкой проволоки, помещенную в капиллярную керамическую труб-
ку 3, заполненную керамическим порошком 4, который одновремен-
но изолирует и поддерживает спираль. С торцов трубка плотно закрыта
пробками 2 и 6. Такая конструкция обеспечивает большую надежность
в условиях вибрации и высокой температуры. К концам спирали при-
паяны выводные провода 1. Чувствительный элемент медных термо-
преобразователей сопротивления представляет собой бескаркасную
безындуктивную катушку из изолированной медной проволоки, по-
крытой фторопластовой пленкой. С целью обеспечения механической
и виброударной прочности чувствительный элемент помещают в тонко-
стенный металлический чехол, в который насыпают керамический поро-
шок, а его затем герметизируют. В остальном конструктивное испол-
нение медных термопреобразователей сопротивлений аналогично плати-
новым термопреобразователям сопротивлений.
Конструкция термопреобразователя сопротивления показана на
рис. 11. Собранный чувствительный элемент 11 помещают в защитный
чехол 9, который предохраняет его от механических повреждений и
агрессивных воздействий измеряемой среды. Выводные провода чувст-
вительного элемента изолируют фарфоровыми изоляторами 1 и при-
соединяют к контактным клеммам 7, расположенным в головке 4
преобразователя, которую закрывают крышкой 6 с прокладкой 5. Гер-
метизацию выходных проводов чувствительного элемента осуществляют
с помощью эпоксидного компаунда 8. Свободное пространство защит-
ного чехла заполняют окисью алюминия 10.
Рис. 10. Чувствительный элемент платинового термопреобразователя сопротив-
ления
26
Термопреобразователь сопротивления может иметь штуцеры 2 и
3 для крепления по месту и для ввода соединительных проводов из-
мерительных приборов.
Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан
на пропорциональном изменении его электрического сопротивления в
зависимости от температуры.
При измерении температуры термопреобразователь погружают в
среду, температуру которой необходимо измерить. Зная зависимость
сопротивления термопреобразователя от температуры, можно по из-
менению сопротивления судить о температуре среды, в которую он
помещен.
Отечественная промышленность выпускает широкую номенклату-
ру термопреобразователей сопротивлений, рассчитанных на различные
пределы измерений, в разнообразных конструктивных исполнениях,
соответствующих условиям их эксплуатации.
Достоинством проволочных термопреобразователей сопротивлений
является их взаимозаменяемость, т. е. возможность работы с одним
и тем же измерительным прибором, без подгонки шкалы, с разными
термопреобразователями одной градуировки.
Основным условием взаимозаменяемости термопреобразователей
сопротивлений при их эксплуатации является равенство сопротивлений
термопреобразователей при каждой заданной температуре в пределах
установленных допусков.
Взаимозаменяемость термопреобразователей сопротивлений дости-
гается тем, что их изготовляют из металла одинаковой чистоты, что про-
веряется измерением соотношения До uRlm — сопротивлений при тем-
пературе 0 и 100 °C.
К достоинствам термопреобразователя сопротивлений можно отнес-
ти: высокую точность измерения температуры; возможность осущест-
вления автоматической записи и дистанционной передачи показаний;
возможность централизации контроля температуры путем присоедине-
ния взаимозаменяемых термопреобразователей через переключатель
к одному измерительному прибору; возможность использования тер-
27
мопреобразователей сопротивления с информационно-вычислительными
машинами.
Недостатками термопреобразователя сопротивлений являются: необ-
ходимость индивидуального источника питания; относительно большие
размеры чувствительного элемента; значительная инерционность; слож-
ность устройства вторичных приборов.
2. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Термопреобразователи сопротивлений изготовляют двух типов:
с чувствительным элементом из платины (ТСП); с чувствительным эле-
ментом из меди (ТСМ). Термопреобразователи сопротивлений подраз-
деляют:
по способу контакта с измеряемой средой (погружаемые, поверх-
ностные) ;
по условиям эксплуатации (стационарные, переносные);
по защищенности от воздействия окружающей среды (обыкновен-
ные, пылезащищенные, водозащищенные, защищенные от агрессивной
среды; взрывобезопасные, защищенные от других внешних воздейст-
вий) ;
по герметичности к измеряемой среде (негерметичные, герметич-
ные) ;
по инерционности (малоинерционные, средней инерционности и
большой инерционности);
по устойчивости к механическим воздействиям (обыкновенные,
виброустойчивые);
по классам - I (К-1); П(К-П); III (К-Ш); IV(K-IV); V(K-V);
по числу чувствительных элементов для измерения температуры в
одной зоне (одинарные, двойные);
по числу зон (однозонные, многозонные);
по количеству выводных проводников (с двумя, тремя й четырьмя
выводами).
Основные параметры преобразователей приведены в табл. 6.
Таблица б
Тип термо- преобразо- вателя Номиналь- ное сопро- тивление при 0 °C, Ом Условное обозна- чение номинальной статической харак- теристики преобра- зователя Диапазон измеряе- мых температур, °C
1 Ш -50- + 1100
5 5П - 100-+ 1100
ТСП 10 10П - 200- + 1000
50 дрп - 260-+ 1000
100 100П - 260 - + 1000
500 500П . - 260 - + 300
10 ЮМ - 50 - + 200
ТСМ 50 5 ОМ - 50 - + 200
100 100М - 200 - + 200
28
3. ПЛАТИНОВЫЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Платиновые термопреобразователи сопротивления применяют для
измерения температуры в диапазоне —260-+ 750 °C.
Преимуществами платиновых термопреобразователей сопротивле-
ний являются: большой температурный коэффициент электрического
сопротивления и высокое удельное сопротивление; устойчивость к окис-
лительной (воздушной) среде; способность продолжительное время
сохранять свои характеристики. К недостаткам можно отнести: зави-
симость сопротивления платиновой проволоки от температуры, рас-
пыление платины при температуре близкой к 1000 °C. Поэтому, ис-
ходя из экономических соображений и механической прочности чувст-
вительного элемента, выполненного из тонкой платиновой проволоки,
верхний предел измерения температуры платиновыми термопреобразо-
вателями ограничивают 750 °C.
В зависимости от назначения и применения платиновые термопре-
образователи сопротивлений делят на три группы: эталонные; образ-
цовые (1-го и 2-го разрядов); рабочие (повышенной точности и тех-
нические) .
Эталонные термопреобразователи сопротивлений служат для вос-
произведения Международной практической температурной шкалы в
интервале температур от - 259,34 до + 630,74 °C.
Образцовые платиновые термопреобразователи 1-го разряда при-
меняют для поверки образцовых платиновых термопреобразователей
2-го разряда, образцовых ртутных термометров, рабочих жидкостных
термометров повышенной точности и для контроля температуры кипе-
ния и затвердевания веществ, применяемых для поверки термопреоб-
разователей. Образцовые платиновые термопреобразователи 2-го разряда
служат для поверки рабочих средств измерения температуры.
Платиновые термопреобразователи сопротивлений повышенной
точности применяют для точных измерений температуры.
Технические платиновые термопреобразователи используют для
технических измерений температуры в интервале от —200 до +650 °C.
Их выпускают 1-го и 2-го классов точности.
Установление зависимости сопротивления чувствительного элемента
термопреобразователя сопротивлений от температуры называется гра-
дуировкой термопреобразователя сопротивления. Платиновые термо-
преобразователи сопротивлений в пределах одной градуировки и одного
класса точности взаимозаменяемые.
4. МЕДНЫЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Медные термопреобразователи сопротивлений применяют для из-
мерения температуры в пределах от -50 до +180 °C. Медь — относитель-
но недорогой металл. Из него достаточно просто получить тонкую прово-
локу высокой чистоты со значительным температурным коэффициентом
электрического сопротивления.
Недостаток меди — небольшое удельное сопротивление и интенсив-
ное окисление при невысоких температурах.
29
Термопреобразователи с чувствительными элементами, изготовлен-
ными из медной проволоки диаметром 0,1 мм, изолированной эмалью,
могут быть использованы для длительного измерения температуры не
выше 100 °C, а из медной проволоки с кремнийорганической или вини-
флексовой изоляцией — до 180 °C.
В зависимости от чистоты меди и тщательности изготовления медные
термопреобразователи сопротивлений подразделяют на два класса
(2-й и 3-й) и выпускаю?»трех градуировок ( ЮМ; 50М; 100М) с номи-
нальными значениями сопротивлений при 0 °C (7?0), равными соответ-
ственно 10,50,100 Ом.
Отклонение сопротивления чувствительного элемента термопреоб-
разователя при 0 °C от его номинального значения не должно превышать
±0,1 % для обоих классов. Отношение сопротивлений чувствительного
элемента Rioo/Ro установлено равным 1,426 ± 0,001 для термопреобра-
зователей класса точности 2 и 1,426 ± 0,002 для термопреобразователей
класса точности 3.
ГЛАВА 5
МИЛЛИВОЛЬ ТМЕТРЫ И ЛОГОМЕТРЫ
1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ
Милливольтметры, применяемые для измерения температуры в ком-
плекте с термоэлектрическими преобразователями называют пирометри-
ческими милливольтметрами. Пирометрический милливольтметр сос-
тоит из измерительного механизма и измерительной схемы.
Измерительный механизм милливольтметра может быть как с внеш-
ним, так и с внутрирамочным магнитом. Измерительный механизм мил-
ливольтметра с внешним магнитом (рис. 12) состоит из постоянного
магнита 2 с полюсными наконечниками 1, неподвижного железного сер-
дечника 9 и подвижной рамки 8.
Постоянный магнит создает равномерный магнитный поток в коль-
цевом зазоре между полюсными наконечниками и сердечником. В этом
зазоре помещена рамка, состоящая из большого числа витков тонкой
медной проволоки.
Рамку укрепляют по центру сердечника на кернах 6, опирающихся
на агатовые или корундовые подпятники, завальцованные в опорных
винтах 5. К подвижной рамке прикрепляют стрелку 3, конец которой
перемещается вдоль шкалы прибора.
Нерабочий конец стрелки имеет два усика с резьбой, по которой
перемещаются грузики-противовесы 10. С помощью этих грузиков под-
вижная система прибора уравновешивается так, чтобы ее центр совпадал
с геометрической осью вращения.
Концы обмотки рамки прикрепляют к двум спиральным пружи-
нам 7, через которые подводится ток от термопреобразователя.
30
Рис. 12. Измерительный механизм милливольтметра с внешним постоянным маг-
нитом
Спиральные пружины, изготовленные из фосфористой бронзы или из
других бронзовых сплавов, припаяны концом внутреннего витка к оси
рамки, внешний же конец нижней пружины припаян к неподвижному
штифту, а верхней пружины — к поводку корректора нуля 4.
Крепление сердечника, подвижной системы, винтов с подпятниками
и вилки корректора нуля осуществляют в обойме с мостиком 12.
Для изменения магнитной индукции в небольших пределах в воз-
душном зазоре служит магнитный шунт 11. Перемещая шунт, осущест-
вляют подгонку верхнего предела измерения при заданном значении
внутреннего сопротивления милливольтметра. Ток термопреобразова-
теля, протекая по обмотке рамки, взаимодействует с магнитным полем
в кольцевом зазоре, вследствие чего создается магнитоэлектрический
момент, который стремится повернуть рамку. Этому вращению проти-
водействует упругий момент, создаваемый спиральными пружинами.
Поворачивание рамки прекратится, когда магнитоэлектрический момент
уравновесится упругим моментом. Угол поворота рамки прямо пропор-
ционален термоЭДС термопреобразователя и обратно пропорционален
сумме сопротивлений в цепи милливольтметра. Измерительная схема
милливольтметра показана на рис. 13.
Общее сопротивление измерительной цепи складывается из сопро-
тивления милливольтметра и внешнего сопротивления цепи:
R = R^n+Rw
Мп Bit
31
Рис. 13. Измерительная схема милливольт-
метра:
йд - сопротивление датчика; йкп — сопро-
тивление компенсационных проводов; йсп —
сопротивление соединительных проводов;
йпк ~ сопротивление подгоночной катушки;
йр — сопротивление рамки; Rpp6 ~ сопро-
тивление добавочное
Сопротивление милливольтметра складывается из сопротивления
рамки и добавочного сопротивления, включенного последовательно с
рамкой
^мв +^доб-
Необходимость добавочного сопротивления объясняется следующи-
ми причинами.
Рамка милливольтметра, изготовленная из медной проволоки, об-
ладает большим температурным коэффициентом электрического сопро-
тивления, вследствие этого сопротивление милливольтметра значительно
изменяется от изменения температуры окружающей среды.
Добавочное сопротивление изготовляют из манганиновой проволо-
ки, обладающей практически нулевым температурным коэффициентом
электрического сопротивления, величина его составляет 2/3 и более
внутреннего сопротивления милливольтметра. Таким образом, измене-
ние сопротивления только рамки от температуры среды, окружающей
милливольтметр, незначительно влияет на его показания. Добавочное
сопротивление служит также для подгонки заданного диапазона пока-
заний.
В зависимости от класса точности внутреннее сопротивление мил-
ливольтметра должно быть следующим:
Класс точности . . . 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Сопротивление мил-
ливольтметра не
менее, Ом......... 500 500 300 200 150 100
Сопротивление внешней цепи Двн складывается из сопротивления
датчика R сопротивления компенсационных 7?кп и соединительных
проводов Асп, сопротивления подгоночной катушки Апк;
^ВН ^Д + ^КП + ^СП + ^ПК
Пирометрические милливольтметры градуируют обычно при внеш-
нем сопротивлении, равном 5 или 15 Ом. Это позволяет выбрать соот-
ветствующий прибор при различных длинах соединительных линий.
Для подгонки общего значения внешнего сопротивления до значения,
при котором был отградуирован прибор, служит подгоночная катушка
(Л„к), которую включают в один из подводящих проводов перед при-
бором.
32
2. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО
И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛОГОМЕТРОВ
Логометры применяют для измерения температуры в комплекте
с термопреобразователями сопротивлений. При наличии дополнительных
устройств они могут осуществлять измерение, запись, регулирование
и сигнализацию температуры. Применение логометров наиболее целе-
сообразно при измерении низких минусовых (от —200 °C) и невысоких
плюсовых температур (до +500 °C), так как в данном случае они об-
ладают большой надежностью по сравнению с милливольтметрами.
Принципиальная схема пирометрического логометра показана на рис. 14.
Пирометрические логометры являются магнитоэлектрическими при-
борами и состоят из измерительного механизма и измерительной схемы.
Измерительный механизм логометра состоит из двух жесткосвязанных
между собой скрещенных рамок 1, вращающихся на одной оси в магнит-
ном поле постоянного магнита 2. Воздушный зазор между полюсами
магнита и сердечником 4 сделан неравномерным, в результате чего маг-
нитная индукция в воздушном зазоре между ними будет непостоянная.
Наибольшее значение магнитная индукция будет иметь у середины по-
люсных наконечников, наименьшее — в зазоре у краев.
Рамки логометров изготовляют из тонкой медной проволоки и сое-
диняют таким образом, чтобы их вращающиеся моменты иМ2 были
направлены навстречу друг другу. Подвод тока к рамкам осуществляет-
ся по трем спиральным пружинам с очень малым противодействующим
моментом.
Измерительная схема логометра состоит из двух параллельных це-
пей (плеч) , питаемых от источника постоянного тока 3.
Действие прибора основано на измерении отношения токов, прохо-
дящих в двух параллельных цепях, питаемых от постороннего источника
тока, в каждую из которых включено по одной рамке. Таким образом,
ток от источника питания, разветв-
ляясь, проходит по двум цепям: че-
рез сопротивление R и обмотку од-
ной рамки, через термопреобразова-
тель сопротивления Rt и обмотку
другой рамки. Значение этих токов
обратно пропорционально сопротив-
лениям плеч логометра. Токи Д и /2,
проходящие по соответствующим
рамкам, создают вращающие момен-
ты Мг и М2, действующие на рамки в
противоположных направлениях.
При равенстве сопротивлений в пле-
чах, токи в них будут равны, а сле-
Рис. 14. Принципиальная схема логометра
2 — Ю. Е. Крамарухин
33
довательно, вращающие моменты Мг и Л/2 тоже равны и подвижная
система находится в равновесии.
При увеличении сопротивления датчика (за счет его нагревания)
величина тока в рамке R2 уменьшится, а вместе с этим уменьшится и мо-
мент, создаваемый этой рамкой М2.
Равенство моментов М2 и М2 нарушится и подвижная система по-
тометра начнет поворачиваться в сторону действия большого момента.
Таким образом, рамка R1, по которой протекает теперь больший ток,
попадает в область более слабого магнитного поля, что ведет к уменьше-
нию моментаМх, а рамка R2, наоборот, начинает входить в область более
сильного магнитного поля, что ведет к увеличению момента М2. Новое
равновесие подвижной системы прибора наступит, когда вращаюшие мо-
менты рамок сравняются. Следовательно, различным температурам со-
противления датчика будут соответствовать различные углы поворота
рамок, зависящие от отношения величины токов, проходящих в рамках.
Так как цепи обеих рамок питаются от одного источника тока, то
значительные колебания его напряжения не оказывают существенного
влияния на показания логометра. Однако при большом понижении на-
пряжения возрастает влияние упругости спиральных пружин, подводя-
щих ток к рамкам и сил трения при перемещении подвижной системы,
а при увеличении.напряжения происходит нагрев током обмотки термо-
метра и рамок прибора, вызывающий изменение соотношения токов
в цепях логометра. Исходя из этого отклонение напряжения источника
питания логометров не должно превышать ± 20 % номинального значе-
ния. Для компенсации изменения сопротивления соединительных прово-
дов при колебании температуры окружающей среды предусмотрен тре-
тий провод cd.
При трехпроводной схеме сопротивления проводов а и б оказы-
ваются включенными в различные цепи измерительной схемы и изме-
нение сопротивления этих проводов, вызванные внешними условиями,
взаимно компенсируются.
Для проверки исправности логометров и правильности подгонки
сопротивлений соединительных проводов, приборы снабжают контроль-
ным сопротивлением. При включении в измерительную схему прибора
контрольного сопротивления вместо датчика, стрелка логометра при
правильно подогнанном сопротивлении соединительных проводов долж-
на установиться против контрольной красной отметки на шкале при-
бора.
3. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ УЗКОПРОФИЛЬНЫХ СО СВЕТОВЫМ УКАЗАТЕЛЕМ
Узкопрофильные приборы входят в комплекс аналоговых сигнали-
зирующих контактных приборов (АСК), позволяющих существенно
усовершенствовать контроль и управление технологическими процес-
сами.
Пирометрические узкопрофильные приборы, состоящие из милли-
вольтметра магнитоэлектрической системы со световым указателем и
34
Рис. 15. Внешний вид узкопрофильного прибора системы АСК
добавочного блока, работают в комплекте с преобразователями термо-
электрическими и термопреобразователями сопротивлений и предназ-
начаются для измерения, сигнализации и регулирования температуры.
Приборы могут быть с односторонней, двусторонней и безнулевой
шкалами и выпускаются в пяти модификациях: показывающие — А;
сигнализирующие — С; трехпозиционные контактные — К; двухпози-
ционные с правым контактом — КП; двухпозиционные с левым кон-
тактом — КЛ.
Милливольтметр (рис. 15) имеет плоский литой корпус 1 из алю-
миниевого сплава, закрытый крышкой 2. С лицевой стороны корпуса
расположена шкала 7, закрытая наличником, состоящим из стекла и
рамки 8. Шкала прибора имеет прорезь, закрытую матовым экраном 10,
на который проектируется световой указатель. На шкалу наносится
только измеряемое значение, все остальные обозначения и надписи вы-
несены на табличку, закрепленную на крышке прибора. С задней сторо-
ны корпуса расположен патрон 3 осветительной лампы, закрытой крыш-
кой 4, и штепсельный разъем 5 для подключения цепей внешних комму-
никаций.
Сигнализирующие приборы модификации С снабжены двумя цвет-
ными светофильтрами-шторками 9 и 13, которые видны сквозь прозрач-
ную щель 11 в матовом экране. Светофильтры расположены за шкалой
таким образом, что при выходе измеряемой величины из области уста-
новленных значений световой указатель изменяет цвет.
При горизонтальном исполнении прибора в правой части шкалы
находится красный светофильтр, а в левой — зеленый, у приборов верти-
кального исполнения в верхней части шкалы — красный, в нижней —
зеленый.
Светофильтры устанавливаются в необходимое положение регуля-
торами 6 и 14, выведенными на крышку прибора; там же расположен и
35
2'
Рис. 16. Внешний вид узкопрофильного прибора со снятой крышкой
Рис. 18. Принципиальная схема показывающего (самопишущего) узкопрофиль-
ного милливольтметра:
ИМ - измерительный механизм; HL - лампа накаливания ОП6-3; R1,R2 - магнит-
ные резисторы; R3 — терморезистор ММТ-8
36
регулятор корректора 12. Положение светофильтров и корректора регу-
лируют отверткой.
Милливольтметр со снятой крышкой показан на рис. 16. Внутри
корпуса прибора размещены измерительный механизм 6, элементы из-
мерительной схемы и оптическая система. В сигнализирующих модифи-
кациях приборов внутри корпуса, кроме того, расположены светофильт-
ры, убирающиеся при регулировке в карманы 1 и 7; в контактных мо-
дификациях приборов на светофильтрах укреплены фоторезисторы,
фоторезисторы каждого светофильтра соединены между собой парал-
лельно.
Оптическая схема приборов работает следующим образом: луч света
от лампы накаливания направляется через конденсор 5 с диафрагмой 4
на неподвижное зеркало 2, отражаясь от него, проходит сквозь объек-
тив 3 и фиксируется на зеркале измерительного механизма 6. Затем луч
от зеркала попадает на шкалу 8, где фокусируется в виде яркого свето-
вого пятна с отчетливо очерченной риской. Форма светового пятна опре-
деляется формой диафрагмы. Кроме основного светового указателя,
видимого снаружи, в контактных модификациях приборов имеются
дополнительные световые указатели, предназначенные для засвечивания
фо то резисто ров.
Расстояние между фоторезисторами, расположенными на свето-
фильтре, определяется длиной дополнительного светового пятна таким
образом, чтобы при выходе измеряемой величины из области установ-
ленных значений хотя бы один из фоторезисторов был освещен.
При выходе контролируемого параметра из области установленных
значений световой луч попадает на один из светофильтров и цвет указа-
теля соответственно меняется. Одновременно освещается на светофильт-
ре фоторезистор, сопротивление которого при этом резко уменьшается.
На выходе фотоконтактной системы появляется сигнал. При дальней-
шем перемещении указателя по шкале (вне заданной зоны регулирова-
ния измеряемой величины) фоторезисторы остаются освещенными и сиг-
нал не прерывается. Фоторезисгоры Ф/р-1 и Ф/р-2, закрепленные на све-
тофильтрах, соединены через встроенный в прибор однокаскадный уси-
литель — ограничитель (рис. 17) с контактами штепсельного разъема
и с внешним релейным устройством.
Усилители-ограничители на транзисторах VT1 и VT2 позволяют по-
лучить на выходе при освещенных фоторезисторах ток до 1 мА при на-
пряжении на осветительной лампе 5 В и нагрузке до 1 кОм. При затем-
ненных фоторезисторах выходной ток составляет доли микроампера.
Принципиальная схема милливольтметра для приборов модифика-
ций А и С показана на рис. 18, а для приборов модификации К, КП, КЛ —
на рис. 19.
Узкопрофильные приборы градуируют в комплекте с блоками, и
они могут работать только с теми из них, с которыми приборы выпуще-
ны заводом. Приборы модификаций А и С работают в комплекте с бло-
ками БУ-11 или БУ-21. Приборы модификаций К, КП, КЛ могут иметь
37
Модификация К
Вых.2 кр.
Изм. цепь -
Изм. цепь 1-
W
11
И
13
74
Zf
Адрес
Накал лампы
Накал лампы
Земля
Цепь сигн*
Вых.1 зел
-10в
Модификация КП
Модификация КЛ
( Рис. 19. Принципиальная схема узкопрофильных милливольтметров:
а — трехпозиционные контактные (К); б — двухпозиционные с правым контактом (ПК); в - двухпозиционные с левым контак-
том (ЛК); ИМ — измерительный механизм: HL - лампа ОП6-3; VT1, VT2 - транзисторы; Rl, R2, R4 - R9 - резисторы схемы;
R3 — терморезисторы; Ф/р-1 и Ф/р-2 - фоторезисгоры
Рис. 20. Принципиальная схема блока, используемого в комплекте с компенсато-
ром свободных концов термоэлектрического преобразователя:
а — для приборов с нулевой шкалой; б - для приборов с безнулевой шкалой
добавочные блоки как с контактным выходом (БУ1-12; БУ1-13;
БУ1-22; БУ1-23), так и с бесконтактным выходом (БУ2-12; БУ2-13;
БУ2-22; БУ2-23) . Добавочные блоки выполнены по блочно-модульному
принципу. Конструктивно блок состоит из основания и крышки. На ос-
новании укреплены печатная плата с монтажом и питающий трансфор-
матор.
Блоки БУ-11 предназначены для компенсации температуры свобод-
ных концов термопары, а также для подавления нуля в приборах с без-
нулевой шкалой. Для приборов с нулевой шкалой в блоке применяют
элемент КТ-3, для приборов с безнулевой шкалой — элемент КТ-4. Прин-
ципиальная схема блока типа БУ-11 приведена на рис. 20.
Блоки БУ-21 предназначены для преобразования сигнала термопре-
образователя сопротивления в напряжение постоянного тока. Все блоки
имеют катушки для подгонки сопротивления внешней цепи и питаются
от сети переменного тока 220 В, 50 Гц. Принципиальная схема блока
типа БУ-21 приведена на рис. 21.
Блоки БУ-1 и БУ-2 (БУ1-12; БУ1-13; БУ2-12; БУ2-13; БУ1-22;
БУ1-23; БУ2-22; БУ2-23) помимо тех функций, которые выполняют
блоки БУ-11 и БУ-21, предназначаются для двух-или трехпозиционной
сигнализации и регулирования. Кроме того, блоки БУ1-12, БУ1-13,
39
Рис. 21. Принципиальная схема блока для преобразования активного сопротивле-
ния термопреобразователя сопротивления в электрический сигнал
БУ2-12 и БУ2-13 содержат устройство сигнализации обрыва цепи термо-
электрического преобразователя, имеющее на выходе реле, при сраба-
тывании которого выдается аварийный сигнал. В блоках БУ с контакт-
ным выходом нагрузкой служат реле типа ПЭ-23, в бесконтактных же'
блоках усиленное напряжение поступает на выходные клеммы.
4. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Пирометрические милливольтметры и логометры различают: пока-
зывающие, показывающие и самопишущие, показывающие и регулирую-
щие (при наличии дополнительных устройств для регулирования и сигна-
лизации) .
Класс точности выпускаемых щитовых приборов может быть 0,2;
0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5.
По устойчивости к механическим воздействиям милливольтметры и
логометры подразделяют на обыкновенные и виброустойчивые. По чис-
лу каналов измерения и записи приборы делят на одноканальные и мно-
гоканальные.
Основная допустимая погрешность пирометрических милливольт-
метров и логометров на всех отметках шкалы не должна превышать
значений, приведенных ниже.
Класс точности.........0,2 0,5 1,0 1,5
Основная допустимая
погрешность, %.........±0,2 ±0,5 ±1,0 ±1,5
2,0 2,5
± 2,0 ± 2,5
40
Вариация показаний приборов не должна превышать абсолютного
значения допустимой основной погрешности.
При выпуске милливольтметров (из ремонта) вариация не должна
превышать половины абсолютного значения допустимой основной по-
грешности.
Изменение показаний логометра, вызванное наклоном его в любую
сторону от рабочего положения на угол, установленный для данного типа
прибора, не должно превышать допустимой основной погрешности.
Изменение показаний щитовых милливольтметров при отклонении
их в любую сторону от рабочего положения на ± 5° не должно превы-
шать 0,5 предела допустимой основной погрешности. Время успокоения
подвижной части милливольтметров и логометров не должно превышать
значений, приведенных в табл. 7.
Конец указательной стрелки должен перекрывать самую короткую
отметку шкалы на 1/4 — 3/4 ее длины. Погрешность записи у самопишу-
щих приборов не должна превышать полуторакратного значения основ-
ной погрешности показаний. Погрешность срабатывания регулирующего
устройства не должна превышать 1,5 предела абсолютного значения до-
пустимой основной погрешности измерения.
Несовпадение начала шкалы прибора с начальной линией диаграмм-
ной сетки не должно превышать ± 0,3 мм; несовпадение конечной от-
метки шкалы прибора с крайней линией диаграммной сетки не должно
превышать ± 1 мм. Отдельные точки записи не должны давать разброс
более чем на 1 мм. Погрешность перемещения диаграммы (в мм) для
приборов с ленточной диаграммой с приводом от синхронного электро-
двигателя не должна превышать:
Дм = ±0,01км^1.
где км — класс точности механизма, перемещающего диаграмму; I —
длина протянутой диаграммы, мм.
Невозвращение стрелки милливольтметра к начальной отметке
шкалы при плавном подводе указателя от наиболее удаленной от нее
отметки шкалы, не должно превышать половины абсолютного значения
допустимой основной погрешности. Корректор милливольтметров дол-
жен перемещать стрелку от начальной отметки вправо и влево не менее
чем на ± 3 % длины шкалы. Предел допустимой' дополнительной по-
грешности приборов, вызванной изменением температуры свободных
Таблица 7
Длина шкалы прибора, ММ Время успокоения, с
одноканальных мнр го канальных
До 90 8 4
От 90 до 150 14 7
Более 150 18 10
41
концов преобразователя термоэлектрического во всем диапазоне рабо-
чих температур не должен превышать предела допустимой, основной
погрешности. Номинальное сопротивление каждого провода линии связи
(Лл) логометров, работающих в комплекте с термопреобразователями,
должно быть равным 2,5; 7,5; 15 Ом.
Логометры снабжают резисторами для подгонки сопротивления
линии до значения, указанного на приборе. Каждый логометр, работаю-
щий в комплекте с термопреобразователями сопротивления, должен
быть снабжен резистором для контроля за работой прибора. На шкале
логометров наносят красную черту, на которую устанавливается стрел-
ка прибора при включении контрольной катушки сопротивления. Крас-
ная черта должна быть расположена на геометрической середине шкалы
и должна совпадать с одной из числовых отметок шкалы.
ГЛАВА 6
АВТОМА ТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ
ПОТЕНЦИОМЕТРЫ И МОСТЫ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Электронные автоматические потенциометры и уравновешенные
мосты применяют для измерения, записи и регулирования температуры
и других величин, изменение значений которых может быть преобразо-
вано в напряжение постоянного тока или в изменение активного сопро-
тивления.
Приборы состоят из трех основных узлов; измерительной схемы,
электронного усилителя и отсчетного устройства. В основу работы авто-
матических потенциометров положен компенсационный метод измере-
ния, основанный на уравновешивании измеряемой величины другой
известной величиной. Компенсационный метод характеризуется высо-
кой точностью измерения.
Типовая измерительная схема автоматического потенциометра
приведена на рис. 22. В одну диагональ мостовой схемы включен ста-
билизированный источник питания У2; в другую через нуль-индикатор
У1 подается ЭДС датчика УЗ. Если измеряемая ЭДС равна падению на-
пряжения на реохорде то к усилителю У1, выполняющему функцию
нуль-индикатора, будет подведен нулевой сигнал и вся система будет
находиться в равновесии. При изменении ЭДС датчика на величину, рав-
ную или большую чувствительности усилителя, на вход последнего по-
дается напряжение расбаланса, которое после преобразования и усиле-
ния воздействует на уравновешивающий электродвигатель. Ротор по-
следнего, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновесного сос-
тояния схемы. Вращение выходного вала реверсивного электродвига-
теля с помощью механической передачи преобразуется в перемещение
указателя.
42
Рис. 22. Измерительная схема автоматического потенциометра:
7?р — сопротивление реохорда; Кш — сопротивление подгонки реохорда к экви-
валентному сопротивлению; Лн — сопротивление подгонки начальной точки шкалы
потенциометра; Rn — сопротивление подгонки конечной точки шкалы потенцио-
метра; Гц и Гц ~ подгоночные сопротивления; R& — сопротивление для ограни-
чения тока в измерительной схеме; Rc — сопротивление для проверки наличия ра-
бочего тока в измерительной цепи; — сопротивление для ограничений тока
в цепи источника питания; RpT — сопротивление для установки величины рабочего
тока в измерительной схеме; Rx, Ry, ROy, Rjy — сопротивления подводящих про-
водов между элементами измерительной схемы; RM — сопротивление из медной
проволоки для автоматического введения поправки на изменение термоЭДС
термопреобразователя при изменении температуры его свободных концов
Так как каждому значению ЭДС датчика соответствует определенное
положение движка реохорда и указателя, то в момент равновесия схемы
положение указателя определяет значение измеряемого параметра.
Измерительная схема потенциометра состоит из резисторов, каждый
из которых имеет свое назначение: Rp — сопротивление реохорда, урав-
новешивающего измерительную схему; — сопротивление подгонки
реохорда к эквивалентному сопротивлению; RH — сопротивление под-
гонки начальной точки шкалы потенциометра; Rn — сопротивление
подгонки конечной точки шкалы потенциометра; гн и гп — подгоночные
сопротивления, выполненные в виде спиралей и представляющие собой
части сопротивлений RH и Rn.
Сопротивления служат: Ra — для ограничения тока в измерительной
схеме; Rc — для проверки наличия рабочего тока в измерительной цепи;
RpT — для ограничения тока в цепи источника питания; R~T — для уста-
новки величины рабочего тока в измерительной схеме; Кх, Ry, Roy и
RTy — для соединения элементов измерительной схемы. Все резисторы
43
Рис. 23. Измерительная схема автоматического уравновешен-
ного моста:
Г1 Г1 R-P— сопротивление спирали реохорда; - сопротивле-
I I «л I I *л ние для подгонки сопротивления реохорда к эквивалентному
| у сопротивлению; Лп и гп — сопротивления для регулировки
нижнего предела измерения; Rl, R2, R3 — резисторы плеч
1—4 1 моста; Rn — сопротивление для подгонки сопротивления
Г|^ соединительных проводов; — термопреобразователь сопро-
U т тивления; R§ - сопротивление для ограничения тока; RK и
1--- гн - сопротивления для ограничения нижнего предела из-
мерения
измерительной схемы, кроме 7?м, изготовляют из стабилизированной
манганиновой проволоки. Резистор Дм выполнен из медной проволоки,
имеющей большой температурный коэффициент сопротивления, и рас-
положен в месте подключения компенсационных проводов к прибору.
В результате этого резистор 7?м и свободные концы термопары находят-
ся при одинаковой температуре и изменение ЭДС термопары за счет
изменения температуры свободных концов компенсируется изменением
падения напряжения на 7?м вследствие изменения величины этого сопро-
тивления. Таким образом, компенсация температуры свободных концов
термопары осуществляется автоматически.
Уравновешивающим устройством в измерительных схемах потенци-
ометров является реохорд, состоящий обычно из рабочей и токосъем-
ной спиралей, выполненных из устойчивой к износу и коррозии воль-
фрамопалладиевой проволоки, намотанной на две изолированные мед-
ные шинки. Для повышения надежности работы схемы движок реохорда
снабжают контактами, выполненными из сплава золото — серебро — медь.
В основу работы электронных автоматических мостов положен нулевой
метод измерения сопротивления. Типовая измерительная схема автома-
тического уравновешенного моста показана на рис. 23. Она построена
по схеме уравновешенного моста, в одну диагональ которого включают
источник постоянного или переменного тока, а в противоположную диа-
гональ — электронный усилитель, управляющий работой асинхронного
электродвигателя следящей системы.
44
Измерительная мостовая схема состоит из резисторов, каждый из
которых имеет свое назначение: Rp — сопротивление спирали реохорда;
— сопротивление, служащее для подгонки сопротивления реохорда
к эквивалентному сопротивлению. Сопротивления Rn и гп определяют
пределы измерения прибора,, причем Rn намотано на катушку, а гп —
подгоночное сопротивление имеет вид спирали.
Сопротивления RH и гн служат для регулировки нижнего предела
измерения. При этом гн — подгоночное сопротивление в виде спирали,
являющееся частью сопротивления RH. Резисторы Rl, R2 тл R3 — плечи
моста.
Сопротивление 7?б служит для ограничения тока измерительной
цепи. Сопротивления Rn предназначены для подгонки сопротивления
соединительных проводов линии к определенному значению. 7?т — термо-
преобразователь сопротивления, изменение сопротивления которого
пропорционально измеряемой температуре.
Для исключения температурной погрешности от изменения сопро-
тивления внешней линии Rn подключение термопреобразователя сопро-
тивления выполняют по трехпроводной схеме, т. е. точка питания моста
переносится непосредственно к термопреобразователю сопротивления,
в результате чего сопротивление линии распределяется на разные плечи
моста.
Схема работает следующим образом. При изменении температуры
контролируемого объекта изменяется сопротивление термопреобразо-
вателя сопротивления 7?т, в результате чего нарушается равновесие мос-
товой схемы. В измерительной диагонали моста появляется напряжение
разбаланса, поступающее на усилитель У1, выполняющий роль нуль-инди-
катора. Напряжение разбаланса в усилителе усиливается до величины,
достаточной для приведения в действие реверсивного электродвигателя,
ротор которого, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновес-
ного состояния схемы.
Вращение выходного вала реверсивного электродвигателя с по-
мощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя.
Так как каждому значению термопреобразователя сопротивления соот-
ветствует определенное положение движка реохорда и указателя, то в
момент равновесия схемы положение указателя определяет значение
измеряемого параметра. Полярность сигнала зависит от величины сопро-
тивления датчика по отношению к значению сопротивления реохорда в
момент равновесия.
Уравновешивающим устройством в измерительных схемах мостов
является калиброванный реохорд, аналогичный по своему устройству
с реохордом, применяемым в автоматических потенциометрах.
2. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Различают следующие типы автоматических электронных потенцио-,
метров и мостов: показывающие, регистрирующие (самопишущие);
показывающие и регистрирующие (самопишущие). В зависимости от
45
назначения любая группа приборов может иметь следующие исполне-
ния: с регулирующим устройством; с задатчиками дня регулирующих
устройств; с дополнительными устройствами, служащими для сигна-
лизации, передачи информации об измеряемой величине, выдаче электри-
ческих или пневматических сигналов. В зависимости от условий эксплуа-
тации приборы имеют следующие исполнения: обыкновенное; обыкно-
венное с искробезопасной измерительной цепью; тропическое; тропи-
ческое с искробезопасной измерительной цепью. По числу измеритель-
ных систем регистрирующих устройств приборы подразделяют на одно-
канальные, многоканальные, а по числу контролируемых точек — на
одноточечные, многоточечные.
Устанавливают следующие классы точности приборов; 0,25; 0,5;
1,0; 1,5.
По виду регистрации приборы разделяют на следующие группы:
с регистрацией в прямоугольных координатах; с регистрацией в поляр-
ных координатах.
Предел допустимой основной погрешности приборов, выраженный
в процентах от нормирующего значения измеряемой величины, на всех
отметках шкалы или диаграммы не должен превышать ± 0,25 — для
класса 0,25; ± 1,0 — для класса 1,0; ± 0,5 — для класса 0,5; ± 1,5 — для
класса 1,5.
Для мостов за нормирующее значение принимают разность конечных
значений диапазона измерения. Для потенциометров за нормирующее
значение принимают: верхнее конечное значение диапазона измерения,
если нулевое значение находится вне диапазона измерения; сумму аб-
солютных конечных значений диапазона измерения, если нулевое значе-
ние находится внутри диапазона измерения. Нормирующее значение и
диапазон измерения выражаются в единицах входного сигнала.
Разброс точек записй в многоточечных приборах не должен выхо-
дить за пределы допустимой основной погрешности записи.
Вариация показаний приборов не должна превышать 0,2 % для при-
боров класса 0,25 и половины абсолютного значения предела основной
допустимой погрешности — для приборов остальных классов точности.
Вариация показаний выражается так же, как основная погрешность.
Характер успокоения приборов должен быть таким, чтобы указатель
устанавливался не более чем после трех полуколебаний для показываю-
щих приборов и двух полуколебаний — для регистрирующих приборов.
Электрическое сопротивление изоляции измерительных цепей приборов
относительно корпуса и относительно других цепей при температуре
окружающего воздуха (20 ± 5) °C и относительной влажности не более
80 % должно быть не менее 100 МОм. Электрическое сопротивление изо-
ляции остальных цепей прибора относительно корпуса и цепей между
собой должно быть не менее 40 МОм.
При изменении напряжения питания силовой электрической цепи
приборов на +10 % и -15 % от номинального значения изменение показа-
ний приборов не должно превышать 0,2 % для приборов класса точнос-
ти 0,25 и половины абсолютного значения предела допустимой основной
46
Таблица 8
Наименование и тип датчика Обозначение градуировки Диапазоны измерений, °C
Термопара ТХК ХК68 -50 - + 50 -50 - + 100 -50 -+ 150 -50 - + 200 0- 100 0 - 150 0-200 0-300 0-400 0-600
Термопара ТХА ХА68 200 - 600 200 - 800 0-400 0-600 0-800 0- 900 0- 1100 0-1300 200 - 600 200 - 1200 400. - 900 600 - 1100 700 - 1300
Термопара ТПП пп68 0 - 1300 0 - 1600 500 - 1300
Термопара ТПР ПР30/668 300 - 1000 300 - 1600 1000 - 1600 1000 - 1800
погрешности — для приборов остальных классов точности.
Потенциометры должны выдерживать в течение 2 ч перегрузку по
измеряемой величине, на 20 % превышающую максимальное значение
измеряемого параметра, выраженного в единицах напряжения или тока.
Мосты должны выдерживать в течение 2 ч короткое замыкание и
обрыв любого провода линии связи с датчиком.
Конец указателя должен перекрывать не менее 1/4 и не более 3/4
наименьшей отметки шкалы. В приборах должен быть обеспечен заход
указателя за крайние отметки шкалы. Запись должна производиться
непрерывной линией; ширина линии записи не должна превышать для
приборов с шириной поля регистрации диаграммной ленты или дис-
ка, мм: до 100 — 0,8 мм, свыше 100 до 250 — 1 мм; свыше 250 — 1,2 мм.
Многоточечные регистрирующие приборы должны выпускаться
с многоцветной записью.
47
Таблица 9
Тип термо- метра со- противле- ния Номинальное сопротивле- ние термо- метра А, Ом Обозначение градуировки Диапазоны измерений, °C
тсп 10 П10 0-300 0-400 0-500 0 - 650 300 - 650
тсп 46 Гр. 21 -200 - -70 -120 -+ 30 -70 -+ 180 0-100 0-150 0-200 0-300 0 - 400 0-500 200 - 500
тсп 100 ШОО -200 - -70 -200 - + 50 -120-+ 30 —90 - + 50 -70 -+ 180 -25 - + 25 0-50 0-100 0-150 0-200 0-300 0-400 0-500 200 - 500
тем 53 Гр. 23 -50-0 -50 - + 50 -50 - + 100 0-50 0-100 0-150 0-180 50 - 100
тем 100 М100 -50-0 -50 - + 50 -50-+ 100 - 25 - + 25 0-25 0-50 0-100 0- 150 50 - 100
48
Номинальную скорость продвижения диаграммной ленты регистри-
рующих приборов выбирают из ряда: 10; 20; 40; 60; 120; 180; 240;
300; 600; 720; 1200; 1800; 2400; 3600; 5400; 7200; 12 800; 14400;
18000; 36000; 54000; 90000 мм/ч.
Номинальную скорость вращения диаграммных дисков регистри-
рующих приборов выбирают из ряда: один оборот за 0,1; 0,5; 1,0; 2,0;
4,0; 6,0; 8,0; 12,0; 16,0; 24,0; 48,0; 72,0; 120,0; 168 ч. Погрешность
скорости перемещения диаграммных лент и дисков не должна превы-
шать ± 0,5 % заданной скорости при напряжении сети 220^В и частоте
50 Гц.
Пределы измерений и градуировки автоматических потенциометров,
предназначенных дня работы в комплекте с термоэлектрическими преоб-
разователями, выбирают по табл. 8.
Пределы измерения и градуировки уравновешенных мостов, пред-
назначенных для работы в комплекте с термопреобразователями сопро-
тивления, выбирают по табл. 9.
3. ПРИБОРЫ СЕРИИ КВ1
Малогабаритные приборы с вращающимся циферблатом серии КВ1,
применяемые для измерения и регулирования (при наличии дополни-
тельных устройств) температуры, выпускают только показывающими;
они могут быть одноканальными и многоканальными.
Приборы работают в комплекте: КВП1 — с термоэлектрическими
преобразователями; КВМ1 — с термопреобразователями сопротивлений.
Приборы серии КВ1 выпускают классом точности 0,5, с временем
прохождения циферблатом от начального до конечного значения шкалы
относительно неподвижного указателя 2,5 и 10 св зависимости от моди-
фикации прибора.
Основная погрешность приборов не превышает ± 0,5 %. Вариа-
ция показаний приборов не превышает абсолютного значения предела
допустимой основной погрешности. Длина шкалы прибора составляет
494,55 мм. Габаритные размеры прибора 470X240X160 мм. Масса при-
бора не более 11,5 кг. Многоканальные приборы имеют 6-и 12-точечный
переключатель с клавишами для выбора датчика.
Одноканальные приборы могут иметь регулирующее (сигнализи-
рующее) устройство для регулирования (сигнализации) измеряемой
величины, реостатное устройство, предназначенное для работы в комп-
лекте с программным регулирующим устройством, реостатное устройст-
во на выходе для дистанционной передачи показаний, реостатный задат-
чик со 100 %-й зоной пропорциональности для работы с пропорциональ-
ным (П), пропорционально-интегральным (ПИ), пропорционально-инте-
грально-дифференциальным (ПИД) регулирующим устройством. Харак-
терной особенностью этих приборов является наличие вращающегося
Цилиндрического циферблата, что при небольших габаритных размерах
Прибора обеспечивает удлиненную шкалу (500 мм) и высокую точность
отсчета измеряемой величины. Конструктивно прибор состоит из трех
49
Рис. 24. Внешний вид прибора серии КВ
Рис. 25. Прибор серии КВ с выдвинутым шасси
основных частей: корпуса с крышкой, панели внешних подключений и
выдвижного шасси.
Приборы имеют блочно-модульный принцип построения,!, е. они
состоят из ряда унифицированных блоков и модулей, настраиваемых
отдельно от прибора.
Корпус защищает все элементы прибора от внешних механических
повреждений, действия влаги, попадания пыли, а также выполняет роль
магнитного экрана, защищающего измерительную схему от внешних
магнитных полей.
Внутри корпуса на боковых стенках находятся направляющие, по
которым выдвигают шасси.
С лицевой стороны корпуса прибора серии КВ (рис. 24) крепится
крышка 1 с застекленным окном, в которое видны циферблат 2 и не-
подвижный указатель 3. В многоканальном приборе на крышке с лице-
вой стороны расположены оцифрованные клавиши переключателя
каналов 4.
На задней стенке корпуса размещается панель внешних подключе-
ний, на которой расположены штепсельный разъем и колодки для внеш-
них подключений. Все основные узлы и блоки прибора расположены на
выдвижном шасси.
В передней верхней части шасси прибора серии КВ (рис. 25) разме-
щены: циферблат 4, с нанесенной на нем шкалой и неподвижный указа-
тель, а также измерительный реохорд и реохорды реостатных устройств
(в приборах с реостатным выходом и реостатным задатчиком), которые
не видны на рисунке. На левой боковой части шасси размещается плата
2 с конденсаторами асинхронного электродвигателя 3. В задней части
шасси расположены полупроводниковый усилитель 1 и штепсельные
разъемы, через которые все цепи шасси соединены с цепями панели
внешних подключений.
В нижней части шасси у прибора, имеющего сигнальное устройство,
смонтировано регулирующее устройство с циферблатами задачи (’’ма-
ло”) и (’’много”).
Принципиальная схема приборов типа КВП1 и КВМ1 показана на
рис. 26.
Схема многоточечного прибора отличается от одноканального лишь
введением 6- или 12-кнопочного переключателя, при помощи которого
осуществляется поочередное подключение датчиков к измерительной
схеме прибора.
4. ПРИБОРЫ СЕРИИ КС 1 (КП1)
Миниатюрные приборы серии КС1 (КП1) делятся на показывающие,
применяемые для измерения и регулирования (при наличии дополни-
тельных устройств) температуры, и самопишущие, применяемые для
измерения, регулирования (при наличии дополнительных устройств)
и регистрации температуры.
Приборы работают в комплекте: КПП1 и КСП1 — с термоэлектри-
51
Рис. 26. Схема электрическая принципиальная приборов серии КВ:
А - модуль измерительной схемы моста; Б — модуль измерительной схемы потенциометра; М - измерительный реохорд; П -
плата с конденсаторами; УПД ~ полупроводниковый усилитель; ТС - термопреобразователь сопротивления; ТП — термоэлектри-
ческий преобразователь; ИПС - источник питания стабилизированный; 3, И - трехпозиционное регулирующее сигнальное устрой-
ство (3 — ’’мало”; И — ’’много”), К, Л - реостатный задатчик (К - контакт 100 %-го задатчика, Л - регулирующее устройство)
ческими преобразователями; КПМ1 и КСМ1 — с термопреобразователя-
рли сопротивлений.
Выпускаемые приборы имеют класс точности: показывающие — 0,5,
самопишущие — 1. Предел допустимой основной приведенной погреш-
ности показаний не должен превышать ± 0,5 % для показывающих при-
боров, ± 1,0 % для самопишущих. Предел допустимой погрешности за-
писи приборов на всех отметках диаграммной ленты не должен превы-
шать ± 1,0 %.
Время прохождения указателем всей шкалы прибора не превышает
2^ и 5 с в зависимости от его модификации. Скорость продвижения
диаграммной ленты выбирают из ряда 10,20,40,60 или 120 мм/ч. Пока-
зания приборов измеряют по шкале длиной 100 мм. Запись осущест-
вляется пишущим устройством на диаграммной ленте с шириной поля
записи 100 мм. В многоканальных приборах серии КС1 запись выпол-
няется точками с отпечатанными рядом цифрами, показывающими но-
мер подключенного для измерения датчика.
В зависимости от выполняемых функций, быстродействия, наличия
разнообразных регулирующих и дополнительных усторойств выпускает-
ся широкая номенклатура приборов различных моделей и модификаций.
Габаритные размеры прибора 160X200X500 мм; масса не превы-
шает 12,5 кг.
Для сигнализации (регулирования) и дистанционной передачи пока-
заний измеряемого параметра в приборах могут быть встроены допол-
нительные устройства: позиционное сигнализирующее (регулирующее)
устройство с двумя или тремя указателями; задатчик со 100 %-й зоной
пропорциональности для П, ПИ, ПИД регуляторов; реостатное устройст-
во для дублирования показаний прибора; реостатное устройство для
работы с программными РУ.
Принципиальная схема прибора КСП1 показана на рис. 27.
Принципиальная схема прибора КСМ1 показана на рис. 28. Для при-
ведения измерительной схемы в равновесное состояние во всех моди-
фикациях приборов применен уравновешивающий реверсивный электро-
двигатель с редукцией 1/39,06 или 1/76,56. Привод диаграммной ленты
осуществляется от синхронного электродвигателя ДСМ-0,2. Для отклю-
чения редуктора и синхронного электродвигателя при перемещении
ленточной диаграммы вручную на выходе редуктора установлен фрик-
цион в виде храпового механизма.
Конструкция прибора имеет блочно-модульный принцип построения.
Все блоки и модули прибора расположены на выдвижном шасси в общем
корпусе. С лицевой стороны корпуса крепят крышку с застекленным
окном, а на задней стенке — панель внешних коммутаций. Внутри корпу-
са на боковых стенках приварены неподвижные направляющие, с по-
мощью которых, а также подвижных направляющих шасси выдвигают
из корпуса. Вид прибора КС1 с выдринутым шасси показан на рис. 29.
В выдвинутом положении шасси 5 удерживается за подвижные направ-
ляющие 7 двумя защелками-6, установленными на боковых стенках
Корпуса.
Рис. 27. Принципиальная схема прибора КСП1:
У1 — схема измерительного блока; У2 — стабилизированный источник питания; УЗ — полупроводниковый усилитель; У4 — из-
мерительный реохорд; Ml — реверсивный электродвигатель следящей системы; М2 — синхронный электродвигатель привода ди-
аграммной ленты
Рис. 28. Принципиальная схема прибора КСМ1:
У1 - блок измерительной схемы; У2 — плата с перемычками; УЗ — полупроводниковый усилитель; У4 — измерительный реохорд;
Ml — реверсивный электродвигатель следящей системы; М2 — синхронный электродвигатель для привода диаграммной ленты
Рис. 29. Вид прибора КС1 с выдвинутым шасси
В передней части шасси закреплен литой каркас 4, с одной стороны
которого устанавливают лентопротяжный механизм 3, а с другой — изме-
рительный реохорд 2. В верхней части литого каркаса размещают регули-
рующее устройство. В задней части шасси расположены: полупроводни-
ковый усилитель 1, а также штепсельные разъемы подключения электри-
ческих цепей и устройство крепления жгута проводов. На левой боковой
стенке каркаса закреплен блок конденсаторов управляющего электро-
двигателя РД.
Блок с пишущим устройством выполнен в виде отдельного узла,
закрепленного на шасси. В верхней части блока установлена шкала.
По двум направляющим перемещается каретка, на которой размещены
указатель, перо, механизм его подъема, палец переключения кулачков
позиционного сигнализирующего (регулирующего) устройства. В задней
части блока на двух подшипниках установлен шкив с зубчатым колесом.
На правой боковой стенке блока закреплен узел синхронного электро-
двигателя, состоящий из электродвигателя и редуктора лентопротяж-
ного механизма.
Лентопротяжный механизм пишущих приборов установлен на уголь-
никах, закрепленных в нижней части пишущего устройства и фиксирует-
ся в нем шариковыми фиксаторами.
В верхней части корпуса лентопротяжного механизма имеется вал,
на котором неподвижно закреплены ведущие втулки с пуклевками.
зубчатое колесо, передающее вращение от синхронного электродвига-
теля, и ручка перемещения диаграммы вручную.
В средней части вала шарнирно закреплен пружинный прижим, пре-
56
дохраняющий рулон диаграммы от разматывания. Рулон с диаграммой
помещается между двумя подпружинными втулками, что обеспечивает
его быстрый съем. Ленточная диаграмма наматывается на приемную
гильзу, которая имеет специальное устройство в виде заводной цилинд-
рической пружины, позволяющее просмотреть запись на отработанной
диаграмме путем оттягивания последней. После просмотра ленточная
диаграмма наматывается автоматически. Движение на приемную гильзу
от ведущих втулок передается фрикционом, имеющим вид замкнутой
винтовой пружины.
5. ПРИБОРЫ СЕРИИ КС2
Малогабаритные приборы серии КС2, применяемые для измерения,
регистрации и регулирования (при наличии регулирующих устройств)
температуры могут быть показывающими и самопишущими. По числу
точек измерения приборы изготовляют одноточечными и многоточеч-
ными.
Потенциометры типа КСП2 предназначены для работы в комплекте
с термоэлектрическими преобразователями.
Уравновешенные мосты типа КСМ2 предназначены для работы в
комплекте с термопреобразователями сопротивлений.
Выпускаемые приборы имеют класс точности по показаниям 0,5,
по записи 1. Предел допустимой основной приведенной погрешности
показаний не должен превышать ± 0,5 % на всех отметках шкалы для
показывающих приборов и ± 1,0 % для самопишущих. Предел допус-
тимой погрешности записи приборов на всех отметках диаграммной
ленты не должен превышать ± 1 %. Время прохождения указателем
всей шкалы прибора не превышает 2,5 и 10 с в зависимости от моди-
фикации прибора.
Многоточечные приборы по числу контролируемых каналов раз-
деляют на 3-, 6- и 12-канальные. Скорость продвижения диаграммной
ленты выбирают из следующих рядов: I ряд — 20,40., 60,120,240 мм/ч;
П ряд — 600, 1200, 2400 мм/ч. Погрешность срабатывания контактов
регулирующего устройства не должна превышать ± 1,0 % нормирую-
щего значения измеряемой величины для одноточечных приборов и
±1,5 % — для многоточечных. Длина шкалы и ширина диаграммной
ленты 160 мм. Масса одноточечных приборов — не более 17 кг, много-
точечных — не более 21 кг. Многоточечные регулирующие приборы ра-
ботают в комплексе с блоками регулирующих реле БР-01 и БР-02.
Для сигнализации (регулирования) и дистанционной передачи по-
казаний измеряемого параметра в приборах могут быть встроены до-
полнительные устройства: позиционное регулирующее устройство; рео-
статный задатчик со 100 % зоной пропорциональности для П, ПИ, ПИД
регуляторов; реостатное устройство для дублирования показаний при-
бора. Регистрация показаний осуществляется в прямоугольных коор-
динатах.
Показания приборов отсчитываются по шкале при помощи указате-
57
Рис. 30. Принципиальная схема потенциометров КСП2
А — позиционное регулирующее устройство; Б - реостатное устройство на выхо-
де; В — реостатное устройство на выходе и электрическое позиционное регулирую-
щее устройство; Г - элемент схемы для приборов с временем прохождения ука-
зателем шкалы прибора 10 с; Д — элемент схемы для приборов с временем про-
хождения указателем шкалы прибора 2,5 с; Е — реостатный задатчик для П, ПИ,
ПИД регулирования; Ж — реостатное устройство для программного РУ
1 2
Кор. Экр. -6,3В
ипс-з
ля и записываются на диаграммной ленте. Запись в одноточечных прибо-
рах осуществляется непрерывно чернилами. Регистрация показаний в
многоточечных приборах циклическая, при которой печать на диаграм-
мной ленте осуществляется отдельными точками различного цвета с ин-
дексацией датчиков.
Принципиальная схема потенциометров КСП2 показана на рис.30, а
уравновешенных мостов КСМ2 — на рис. 31. Вид прибора КС2 с выдви-
нутым шасси представлен на рис. 32. На выдвинутом шасси 7 из корпу-
са б одноточечных приборов расположены: лентопротяжный механизм 1,
приводимый в действие синхронным электродвигателем, имеющим ре-
дуктор и регулирующее устройство (для приборов с регулирующим
устройством); реохорд 2, плата с измерительной схемой 3; реверсив-
ный электродвигатель 4; электронный усилитель 5.
58
6. ПРИБОРЫ СЕРИИ КСЗ
Малогабаритные приборы серии КСЗ выпускаются, как стационар-
ные одноточечные показывающие и регистрирующие приборы с записью
на диаграмме в полярных координатах. Приборы этого типа находят
широкое применение для промышленных измерений температуры, так
как имеют более простое устройство и меньшую стоимость, чем прибо-
ры с линейной шкалой и диаграммной лентой.
Потенциометры типа КСПЗ предназначаются для работы в комплек-
те с термоэлектрическими преобразователями.
Уравновешенные мосты типа КСМЗ используют для работы в ком-
плекте с термопреобразователями сопротивлений. Выпускаемые прибо-
ры имеют класс точности по показаниям 0,5 по записи 1. Предел допусти-
мой основной погрешности по показаниям на всех отметках шкалы не
Должен превышать ± 0,5 %. Предел допустимой погрешности записи при-
боров на всех отметках диаграммного диска не должен превышать ± 1 %.
59
Г\Д
Рис. 31. Принципиальная схема мостов КСМ2:
А — позиционное регулирующее устройство: Б — реостатное устройство на выхо-
де; В — реостатное устройство на выходе и электрическое позиционное регулирую-
щее устройство; Г — элемент схемы для приборов с временем прохождения указа-
телем шкалы прибора 10 с; Д — элемент схемы для приборов с временем про-
хождения указателем шкалы прибора 2,5 с; Е - реостатный задатчик для П, ПИ,
ПИД регулирования; Ж — реостатное устройство для программного РУ
Приборы имеют контроль исправности. При переключении прибора
в положение ’’Контроль” указатель устанавливается против контрольной
отметки. Время перемещения указателя между крайними отметками
шкалы не должно превышать 5 или 16 с, в зависимости от модификации
прибора.
В приборах должен быть обеспечен заход указателя за крайние от-
метки шкалы не менее чем на 6 мм с каждой стороны. Длина шкалы при-
бора 600 мм. Привод диаграммного диска осуществляется от синхрон-
ного электродвигателя.
Регистрация показаний на диаграммном диске производится непре-
рывной линией, ширина которой не должна превышать 0,8 мм. Габарит-
ные размеры приборов 320X332X395 мм;'масса приборов зависит от
модификации и не превышает 19 кг.
Для регулирования и сигнализации о состоянии измеряемой темпе-
60
1 РШЗ Цепь Конт.
РШ2 Корпус S
4 Лит. азы. Выход Т
2 Экран Выход 3
3 Экран Обр сдязь 4
~г Пит. изм. 2 6
Сеть220В 1
1 Вход Сеть 0 5
4 Экран РШ1
2 Ср точка
Конт. Цепь Цепь Конт.
ST Корпус Корпус пг —1
7 Выход Выход 7 —±—
3 Выход Выход 3 г a
4 ддредязь Обр. с бязь 4
? ? К12
h 6
1 Сеть220В Сеть220В 1 к
5 СетьО Сеть д ~Т ж
Ш1 МТ1 Ш2
Рис. 32. Вид прибора КС2 с выдвинутым шасси
61
Рис. 33. Принципиальная схема потенциометра КСПЗ:
1 - реохорд; 2 — измерительный блок; 3 — усилитель; 4 — регулирующий блок;
5 — стабилизированный источник питания
ратуры приборы могут быть снабжены следующими выходными устрой-
ствами:
задающими (задатчиками) — 10 и 100 % реостатным, позиционным
регулирующим;
сигнализирующими — однопозиционным или трехпозиционным;
пневматическим изодромным регулирующим устройством.
Принципиальная схе’ма потенциометра типа КСПЗ приведена на
рис. 33. Принципиальная схема моста КСМЗ показана на рис. 34.
Приборы типа КСЗ (рис. 35) конструктивно выполнены в прямо-
угольном стальном корпусе 3, приспособленном для утопленного щито-
вого монтажа. Корпус прибора закрыт крышкой 1 с застекленным ок-
ном, через которое видны шкала, диаграммный диск 4, указатель 5 и
перо с держателем 8. В верхнем углу лицевой стороны кронштейна ус-
тановлен тумблер 6 и предохранитель 7. Кронштейн прибора фикси-
руется в рабочем положении защелкой 2.
На внутренней стороне кронштейна (рис. 36) установлены: рео-
хорд 1, реверсивный электродвигатель 2, привод диаграммного диска 3,
переходная колодка 4.
На задней стенке корпуса расположены: измерительный блок, ста-
билизатор (в мостах не устанавливается), усилитель, блок конденсато-
ров, разъем внешних соединений, переходная колодка. Намотки рео-
хорда и токосъемника размещены на пластмассовом каркасе, имеющем
две кольцевые проточки, р качестве основания для намотки реохорда
62
Рис. 34. Принципиальная схема моста КСМЗ:
1 — реохорд; 2 — измерительный блок; 3 - усилитель; П - перемычка; М —
магазин сопротивления
Рис. 35. Прибор КСЗ с открытой крышкой
63
Рис. 36. Прибор КСЗ с открытым кронштейнов
применяют изолированную медную проволоку. Внутри каркаса распо-
ложены шунтирующий резистор и шлейфы. Ползунок реохорда укреп-
лен на металлическом рычаге, закрепленном на втулке, которая приво-
дится во вращение реверсивным электродвигателем. Реохорд закрыт
съемной крышкой. Привод диаграммного диска состоит из синхрон-
ного микроэлектродвигателя ДСД2-П1-220, редуктора и фрикционной
планшайбы. Последняя позволяет вручную правильно устанавливать
диаграммный диск по отношению к указателю времени, укрепленному
на плате прибора. Привод диаграммного диска включается общим пере-
ключателем. При установке привода на шасси прибора следует отцент-
рировать выходную ось привода по отношению к центральной шестерне
прибора. При правильной установке привода диаграммного диска не
должно происходить затирание блока центральных шестерен о полый
вал привода.
В приборах установлена система длительной регистрации. Перо свя-
зано с указателем через шестерню реохорда и зубчатый сектор. Правиль-
ное положение пера на диаграммном диске устанавливают регулировоч-
ным винтом, смещающим держатель пера по отношению к рычагу. Пе-
ро можно снимать с держателя. При перемещении пера по всему полю
регистрации необходимо, чтобы уровень чернил совпадал с положением
пера в средней части поля регистрации.
64
7. ПРИБОРЫ СЕРИИ КС4
Приборы серии КС4 относятся к приборам нормальных габаритных
размеров. Они обладают высоким классом точности. Их выпускают как
одноканальными, так и многоканальными с записью измерений в пря-
моугольной системе координат на складывающейся диаграммной ленте.
Потенциометры КСП4 предназначаются для работы в комплекте
с термоэлектрическими преобразователями.
Мосты КСМ4 используются для работы в комплекте с термопреоб-
разователями сопротивлений.
Многоканальные приборы рассчитаны на работу с преобразователя-
ми одной градуировки с одинаковыми пределами измерений. Показания
приборов отсчитываются при помощи указателя по шкале и записывают-
ся на диаграммной ленте.
В одноканальных приборах запись измеряемой величины осущест-
вляется непрерывно на диаграммной ленте при движении каретки вдоль
шкалы. Записывающее устройство одноканальных приборов состоит из
пишущего узла, закрепленного на каретке.
В многоканальных приборах запись измеряемой величины осущест-
вляется циклично нанесением на диаграммную ленту точек с порядко-
вым номером каналов в момент остановки каретки. Цифра, появляю-
щаяся в окошке каретки, указывает на номер канала, сигнал которого
будет отрабатываться в следующий цикл печати.
Записывающее устройство многоканального прибора состоит из пе-
чатающего барабана с нанесенными на его поверхности точками с цифра-
ми и обоймы со смазывающими секторами, закрепленными на каретке.
Запись в приборах многоцветная: в 3-канальных — трехцветная;
в 6-, 12-канальных — шестицветная.
Класс точности приборов КС4 — 0,25 или 0,5. Основная приведенная
погрешность показаний для приборов класса точности 0,25 не должна
превышать ± 0,25 %; для приборов класса точности 0,5 — ± 0,5 %. Основ-
ная погрешность регистрации не должна превышать + 0,5 %, а вариация
показаний — 0,25 %. Длина шкалы приборов и ширина диаграммной лен-
ты 250 мм. Скорость перемещения диаграммной ленты выбирается из
следующих рядов:
для одноканальных приборов — 20; 60; 240; 720; 1800; 5400 мм/ч;
для многоканальных приборов — 60; 180; 600; 1800; 2400;
7200 мм/ч.
Масса приборов не превышает: для многоканальных приборов —
25 кг, для одноканальных приборов — 24 кг. Габаритные размеры
400X400X367 мм. Приборы могут снабжаться различными дополнитель-
ными устройствами: реостатным для дистанционной передачи информа-
ции; реостатным задатчиком; аварийной сигнализации; двух-трехпози-
ционным регулирующим устройством одноканальных приборов; двух-
трехпозиционным регулирующим устройством многоканальных при-
боров.
Принципиальная схема потенциометров КСП4 аналогична схеме,
3 — Ю. Е. Крамарухин
65
Рис. 37. Вид прибора КС4 с выдвинутым кронштейном
приведенной на рис. 22, а уравновешенных мостов КСМ4 — схеме, пока-
занной на рис. 23.
Многоканальные приборы с регулирующим устройством с раздель-
ной или дистанционной раздельной задачей на каждый канал работают
в комплекте с блоками реле типа БР-01, БР-101; один блок при трех-
позиционном регулировании для трех-, шестиканальных приборов; два
блока при трехпозиционном регулировании для 12-канальных при-
боров.
Многоканальные приборы с регулирующим устройством с раздель-
ной дистанционной задачей на каждый канал имеют вынесенный блок
задачи БЗ-02: шестиканальные приборы с одним блоком задачи; 12-ка-
нальные приборы с двумя блоками задачи. Многоканальные приборы
с общей задачей на все каналы могут работать в комплекте с блоками
типа БР-01, БР-101: шестиканальные приборы с одним блоком реле;
12-канальные приборы с двумя блоками реле. Прибор построен по блоч-
ному принципу. Все блоки и элементы прибора размещены внутри кор-
пуса на выдвижном кронштейне (рис. 37).
В передней части кронштейна находятся: рычаг переключения цик-
лов печати 1, рычаг переключения скоростей 2, показывающее и регис-
трирующее устройство 3, барабан 4, откидной щиток 5, конденсаторы 6
двигателей, направляющие 7, прижимающие диаграммную ленту; источ-
ник стабилизированного питания. На задней стенке кронштейна (рис. 38)
€6
Рис. 38. Кронштейн многоканального прибора КС4:
I - реверсивный электродвигатель; 2 - переключатель мостов задачи; 3 — пере-
ключатель каналов регулирования; 4 - переключатель измерительных цепей;
5 — механизм управления; б — усилитель измерительной цепи
находятся: реверсивный электродвигатель 1, переключатель мостов
задачи 2, переключатель каналов регулирования 3 (для многоканаль-
ных приборов с регулирующим устройством); переключатель измери-
тельных цепей 4 (для многоканальных приборов); механизм управ-
ления 5, усилитель 6 измерительной цепи, фазочувствительный усилитель
(для многоканальных приборов с регулирующим устройством с раздель-
ной и дистанционной задачей на каждый канал).
В верхней части кронштейна расположены: элементы измерительной
схемы, реохорды, позиционные регулирующие устройства; устройство
аварийной сигнализации, реостатный задатчик, реостатное устройство
Идя дистанционной передачи показаний (только для модификаций при-
боров с этими устройствами).
Корпус прибора закрывается крышкой с застекленным окном, через
Которое видны шкала и складывающаяся диаграммная лента. На задней
стенке корпуса прибора размещена панель внешних подключений.
ГЛАВА 7
ОБЩИЕ УЗЛЫ АВТОМА ТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ
И УРАВНОВЕШЕННЫХ МОСТОВ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В зависимости от конструкции, технических характеристик и моди-
фикаций в автоматических потенциометрах и уравновешенных мостах
применяют различные усилители, асинхронные и синхронные электро-
двигатели и источники стабилизированного питания (табл. 10).
Таблица 10
Прибор Усилитель Электродвигатель Тип источника стабилизи рован- но го питания
асинхронный синхронный
КВП1 КВМ1 УПД1-03 (УПД1-04) УПД2-03 (УПД2-04) РД-09П2 ИПСЗ-01
КПП1 КПМ1 КСП1 КСМ1 УПД1-03 (УПД1-04) УПД2-04 УПД1-03 (УПД1-04) УПД2-04 РД-09П ДСМ-02П-220 ипс (5В, 5МА) ИПС
КСП2 КСМ2 У1-01 У2-01 РД-09П2 ДСМ-0,2П-220* ДСМ-2П-220** ДСМ-2П-220*** ипс-з
кспз-п кспз-пи КСПЗ-У кспз-с КСПЗ-УИ ксмз-п ксмз-пи У1М-01 У1М-01-01 УЭД1-02 УЭД1-02И У2М-01 У2М-01-01 Д32 Д-32П1 ДСД-2П1-220 ИПСЗ-01
КСП4 КСМ4 КСПП4 КСММ4 КСПМ4 У1М-01 У2М-01 У1-02 У2-02 РД-09А СД-54 ИПСЗ ИПСЗ ИПСЗ
* Для продвижения диаграммной ленты со скоростью 20; 40; 60; 120 и
240 мм/ч.
Для продвижения диаграммной ленты со скоростью 600; 1200 и
2400 мм/ч.
*** Для переключения датчиков в многоточечных приборах.
68
2. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Электронные усилители предназначены для усиления сигнала рас-
согласования, поступающего с измерительной схемы прибора. Усиление
сигнала обычно производится в два этапа: сначала усиливается напря-
жение сигнала, а затем усиливается его мощность до величины, доста-
точной для приведения в действие исполнительного электродвигателя.
Электронный усилитель состоит из следующих основных каскадов:
входного, усилителя напряжения, усилителя мощности и силового тран-
сформатора. Технические характеристики наиболее распространенных
электронных усилителей приведены в табл. 11.
Входной каскад усилителя состоит из вибропреобразователя и вход-
ного трансформатора.Вибрационный преобразователь предназначен для
преобразования постоянного напряжения разбаланса измерительной схе-
мы в переменное напряжение частотой 50 Гц, так как усиление сигнала
в электронных усилителях ведется на переменном токе. Якорь вибро-
преобразователя, колеблясь с частотой тока питания обмотки возбуж-
дения, замыкает с помощью подвижного контакта то одну, то другую
Таблица 11
Тип усили- теля Род вход- ного нап- ря- же- ния Смеще- ние нуля, мкВ, не бо- лее Входное сопро- тивле- ние, Ом, не менее Выходная мощность, ВА выходное напряжение, В Мощность потреб- ляемая от сети, в Нагрузка усилителя
УПД1-03 УПД1-04 УПД2-03 УПД2-04 10 100 10 100 500 1,5/- 12 РД-09П2
У1-01 У1-02 У 2-01 У2-02 У1М-01 У1М-01-01 и и г г и и 5 750 -/9-14 15 РД-09А Д32, Д32П1 РД-09А Д32, Д32П1
УЭД1-02 = 2 500 1,5/- 25 Д32, Д32П1 РД-09
УЭД1-02И 2 500 1,5/- 25 Д32, Д32П1, РД-09
У2М-01 5 750 -/9-14 15 Д32, Д32П, РД-09А
У2М-01-01 5 750 -19 - 14 15 РД-09А, Д32,
Д32П
П римечание. Питание усилителей осуществляется переменным током
напряжением 220 В, 50 Гц.
69
половину первичной обмотки входного трансформатора. При этом во
вторичной обмотке трансформатора индуктируется переменный ток
частотой 50 Гц.
Для отфильтрования высших гармоник, возникающих из-за неси-
нусоидальности кривой напряжения на выходе вибратора и влияния
внешних магнитных полей, параллельно вторичной обмотке входного
трансформатора включен конденсатор. Для устранения наводок со сто-
роны внешних магнитных полей обмотки трансформатора секциони-
ровании и соединены по специальной схеме. Благодаря наличию вход-
ного трансформатора преобразовательный каскад не только преобразо-
вывает, но и усиливает поступающий сигнал примерно в 10 — 17 раз.
Между каскадами усиления напряжения имеются регуляторы чувстви-
тельности, выполненные по потенциометрической схеме. Для снижения
сеточных токов при больших перегрузках усилителя по входному на-
пряжению в сеточных цепях ламп предпоследних каскадов введено огра-
ничительное сопротивление.
Усилитель мощности представляет собой однотактный выходной
каскад. Поскольку выходной каскад питается пульсирующим током
частотой 100 Гц, то в выходном сигнале и в обмотке управления ревер-
сивного электродвигателя появляется небольшая постоянная состав-
ляющая напряжения. Усилитель мощности и последний каскад усиления
напряжения охвачены отрицательной обратной связью, величина кото-
рой зависит от частоты вращения электродвигателя, подключенного на
выход усилителя. Значение напряжения обратной связи можно изменять
с помощью потенциометра, регулируя тем самым процесс успокоения
всей следящей системы прибора. Для получения напряжения, пропорцио-
нального частоте вращения электродвигателя, в усилитель введен тахо-
метрический мост, настроенный на частоту 50 Гц. Мост рассчитан так,
что его балансировка не нарушается и на остальных частотах в пределах
всей полосы пропускания усилителя. Благодаря тахометрическому мос-
ту в цепь обратной связи поступает в основном напряжение с управляю-
щей обмотки электродвигателя, а напряжение, имеющееся на выходе
усилителя в значительной степени подавляется. Дня гальванической
развязки по постоянному току применен переходной трансформатор
с соотношением витков в обмотках 2:1. Переходной трансформатор
выполнен на пермаллоевом сердечнике, благодаря чему увеличивается
его сопротивление и снижается нагрузка тахометрического моста.
Электронные ламповые усилители УЭД. В зависимости от входного
сигнала выпускаются следующие типы усилителей: УЭД1 с входным на-
пряжением постоянного тока, преобразуемым в напряжение перемен-
ного тока; УЭД2 с входным напряжением переменного тока. Эти уси-
лители состоят из следующих узлов: входного блока, усилителя напря-
жения, выходного блока, силового трансформатора и переходного транс-
форматора. Принципиальная схема усилителей приведена на рис. 39.
Питание усилителей осуществляется от сети переменного тока
частотой 50 Гц, напряжением 220 В.
70
Рис. 39. Принципиальная схема усилителей УЭД
Входной блок усилителей предназначен для согласования с по-
мощью входного трансформатора Т1 сопротивления измерительной
схемы прибора с сопротивлением усилителя напряжения. Такие важные
характеристики усилителя, как помехоустойчивость и уровень внутрен-
них шумов, в основном определяются входным блоком. В усилителях,
на вход которых поступает напряжение постоянного тока, во входном
блоке с помощью вибропреобразователя осуществляется преобразо-
вание этого напряжения в напряжение переменного тока частотой 50 Гц.
Входной трансформатор выполнен на пермаллоевом сердечнике;
для защиты от внешних магнитных полей имеется двойной пермаллое-
вый экран. Обмотки трансформатора разделяют два электростатичес-
ких экрана, один из которых соединен с наконечником входного жгута,
второй — заземлен. Назначение этих кранов состоит в том, чтобы увели-
чить помехоустойчивость усилителя.
При включении источника переменной ЭДС между первичной обмот-
кой трансформатора и корпусом усилителя емкостные токи пойдут не
через обмотки трансформатора, а между экранами, т. е. на вторичной
обмотке трансформатора не будет наводиться паразитная ЭДС. Для
снижения полосы пропускания и повышения помехоустойчивости вход-
ной трансформатор с помощью конденсатора С1 настраивается на час-
тоту 50 Гц.
Усилитель напряжения в зависимости от порога чувствительности
имеет от двух до четырех унифицированных каскадов усиления напря-
жения, выполненных на двойных триодах 6Н2П-ЕВ с большим коэффи-
циентом усиления. Последние каскады усиления напряжения усилителей
(кроме УЭД1-04 и УЭД2-04) охвачены отрицательной обратной связью,
осуществляемой с помощью катодного сопротивления, не шунтируемого
емкостью. Для повышения помехоустойчивости в усилителях УЭД1-04
и УЭД2-04 между вторым и третьим каскадами усиления введен двойной
Т-образный мост, образованный конденсаторами С5 — С7 и резисторами
R5 — R7, настроенный на частоту 100 Гц. Мост подавляет вторую гармо-
нику напряжения основной частоты, возникающую при работе с вибро-
преобразователем в случае, если на вход усилителя напряжения попадает
основная частота. В указанных усилителях нить накала первой лампы
усилителя напряжения питается постоянным током от специального
выпрямителя, собранного на диодах VD6 и VD7. Для уменьшения пуль-
сации выпрямленного тока на входе выпрямителя установлен конден-
сатор С12.
Полупроводниковые усилители типов УПД1 и УПД2. В зависимости
от входного сигнала выпускаются следующие типы усилителей: УПД1-03,
УПД1-04, УПД1-05 с входным сигналом переменного тока. Принципиаль-
ные схемы усилителей приведены на рис. 40.
Усилители УПД1 и УПД2 состоят из следующих узлов: входного
устройства, усилителя напряжения, усилителя мощности и источника
питания. Входное устройство усилителя состоит из вибропреобразова-
теля БП и входного трансформатора 77. В усилителях переменного тока
72
вход для Вариантов 1-3
Пл2
82
VT2
Экран
РШ1
Вход
Чувствительность
Обратная
связь
Вход для вариантов 4-6
VD2
R8
V1B-
R6
R13
С6
рш-г
822 R23
VU5 ?
в 16
814
815
" 1L, н "к? «Г
Ф 'W
5?
-6,3В
Экран
Экран
6,3В
РШ-3
/ —220В
2
3 Выход
4
Ч —220В
6
7 Выход
8 Корпус
Рис. 40. Принципиальные схемы усилителей типа УПД1 и УПД2
вибропреобразователь отсутствует. Для обеспечения помехоустойчивос-
ти в усилителях введена специальная экранировка, вывод которой рас-
положен на входном разъеме усилителя РШ1. Со вторичной обмотки
входного трансформатора сигнал поступает на вход усилителя напря-
жения, состоящего из пяти каскадов. Первые четыре каскада собраны
на транзисторах VT1 — VT4 по схеме с общим эмиттером и разбиты на
две группы, связанные между собой через конденсатор связи СЗ. Пятый
каскад VT5 - VT6 выполнен по схеме составного эмиттерного повто-
рителя с применением транзисторов различного типа проводимости.
Регулирование чувствительности усилителя осуществляют с по-
мощью резистора R10 переменного сопротивления, а резистором R11
регулируют величину обратной связи, которая может осуществляться
либо непосредственно с выхода (через ограничительное сопротивление
75 кОм), либо с выхода тахометрического моста, включаемого в выход-
ную цепь усилителя. Усилитель мощности собран на транзисторах VT7,
VT8 по схеме с общим эмиттером. Связь усилителя напряжения с усили-
телем мощности осуществляется через переходной трансформатор Т2.
Питание усилителя осуществляется от силового трансформатора ТЗ,
питающего выпрямители. Выпрямитель на диодах VD4 - VD5 питает
усилитель напряжения, и на диодах VD6 — VD9 — усилитель мощности.
Усилители У1, У2, У1М, У2М. Конструкция усилителей выполнена
по блочно-модульному принципу и представляет собой набор функцио-
нальных блоков (предварительный усилитель УП, оконечный усили-
тель УО, трансформатор Т). Блок УПвыполнен на печатной плате. Элект-
рические соединения УП осуществляются с помощью штепсельного
разъема, через который соединяются выходы измерительной схемы.
Оконечный усилитель УО выполнен на двух печатных платах или
на одной (одноплатный вариант УО). Электрические соединения с внеш-
ними цепями осуществляются с помощью штепсельного разъема, укреп-
ленного на блоке, а межблочные — с помощью контактов, расположен-
ных на печатной плате.
Трансформатор Т выполнен на магнито проводе ШЛМ20Х25 и снаб-
жен штепсельным разъемом для подключения питания и контактами
для межблочных соединений.
Схемы соединений блоков в усилителе приведены на рис. 41. Прин-
ципиальная схема основной модели усилителя предварительного усили-
теля (УП) показана на рис. 42.
Сигнал рассогласования постоянного тока с измерительной схемы
прибора поступает через штепсельный разъем на вход модулятора Э1,
преобразуется в переменное напряжение и поступает на первичную об-
мотку входного трансформатора 77. Сигнал рассогласования перемен-
ного тока поступает на первичную обмотку трансформатора 72. Вход-
ной трансформатор гальванически разделяет цепь датчика прибора и
общую точку схемы усилителя. Со вторичной обмотки трансформато-
ра 72 сигнал поступает на вход первого каскада усилителя Э2, выпол-
ненного по интегральной микросхеме.
74
Рис. 41. Схемы соединения блоков в усилителе:
I; а - для У1-01; У1М-01; У2-02; У2М-02; У2-01; У2М-01; У1-02; У1М-02; б -
для УЗ-01; УЗМ-01.
II; усилитель оконечный и трансформатор для У2-ОЗ; У2М-03: А — цепь; Б —
контакт; В — вход; Г - экран; Д - управление; Е - выход; Ж - общий; И - ус-
покоение; К - средняя точка; ~ 6,3 В, ~ 24 В - питание измерительной цепи
Сигнал на выходе Э2 находится в фазе с входным сигналом. Инвер-
тирующий вход Э2 используется для введения с выхода сигнала отри-
цательной обратной связи. Глубина отрицательной обратной связи уста-
навливается соотношением величин резисторов R2 — R4. Усиление кас-
када меняется за счет изменения глубины обратной связи с помощью
75
RS
Рис. 42. Принципиальная схема предварительного усилителя для У1-01
ЦО
переменного резистора R4. Для предотвращения возбуждения каскада
на высоких частотах используются конденсатор С1 и цепь Rl, С2. Для
подавления второй гармоники, возникающей на входной цепи блока,
или квадратурной составляющей усиливаемого сигнала служит прерыва-
тель избирательной отрицательной обратной связи Э5, включенный в
цепь отрицательной обратной связи Э2.
Принцип действия прерывателя основан на том, что отрицательная
обратная связь каскада, осуществляемая по цепи прерывателя, не влия-
ет на степень усиления сигнала, имеющего такой же фазовый сдвиг, что
и напряжение, управляющее цепью коммутации прерывателя.
Питание модулятора Э1 и прерывателя ЭЗ осуществляется от моду-
лирующего трансформатора 77. Для качественной работы модулятора
и прерывателя управляющее напряжение должно иметь прямоугольную
форму, что достигается с помощью цепи, состоящей из диодов VD1 и
VD2 и ограничительного резистора R5.
С выхода первого каскада усиливаемый сигнал поступает через
разделительный конденсатор СЗ на вход второго каскада усиления Э5.
Во втором каскаде к цепи отрицательной обратной связи может быть
подключен внешний резистор для дистанционного изменения усиления
всего усилителя. В эту цепь может быть подано также управляющее на-
пряжение. Питание обоих каскадов усилителя осуществляется стабили-
зированным напряжением ( ± 6,8 В).
Принципиальная схема оконечного усилителя (УО) приведена
на рис. 43. Оконечный усилитель включает в себя предоконечный усили-
тель и усилитель мощности. Предоконечный усилитель выполнен на
транзисторах VT1 — VT3. Первый его каскад-усилитель собран на тран-
зисторе VT1, включенном по схеме с общим эмиттером; второй каскад-
повторитель выполнен на транзисторах различной проводимости и от-
личается от первого малым потреблением тока в режиме отсутствия сиг-
нала. Усилитель мощности выполнен на транзисторах VT4, VT5 по схеме
последовательного питания. Элементы цепи смещения R7, RIO, VD8 —
VD11 обеспечивают работу каскада в режиме АВ и его температурную
стабильность. Конденсаторы (переходной С1 и С7, С8) служат для пре-
дотвращения паразитной высокочастотной генерации.
Согласование предоконечного усилителя с усилителем мощности, а
также инвертирование фазы для двухтактной схемы усилителя мощнос-
ти осуществляется с помощью переходного трансформатора Т. Отрица-
тельная обратная связь, осуществляемая через резистор R4, помимо
стабилизации коэффициента передачи оконечного усилителя уменьшает
выходное сопротивление усилителя. Это способствует улучшению меха-
нических характеристик электродвигателя и снижению добротности
замкнутой следящей системы, следствием чего является увеличение ее
устойчивости.
Питание предоконечного усилителя осуществляется от выпрямителя,
собранного по схеме удвоения со стабилизацией выходного напряжения.
Элементы удвоения — С4, С6, VD6, VD7. Элементы стабилизации — R6,
Рис. 43. Принципиальная схема оконечного усилителя
VD4, VD5. Питание усилителя мощности осуществляется от выпрямите-
ля Э без фильтра.
Принципиальная схема модулятора приведена на рис. 44. Модулятор
собран по мостовой схеме на четырех полевых транзисторах VT1 — VT4.
Управление транзисторами осуществляется от обмотки модулирующего
трансформатора напряжением прямоугольной формы, равным 7 В.
Управляющее напряжение приложено к цепи исток—затвор транзис-
торов таким образом, что в то время, когда транзисторы VT1 и VT2 на-
ходятся в открытом состоянии, транзисторы VT3 и VT4 закрыты. При
смене полярности управляющего напряжения состояние транзисторов
меняется на противоположное. В первом случае входной сигнал постоян-
ного тока проходит по цепи исток —сток транзистора VT1, первичной
обмотке входного трансформатора и цепи исток —сток транзистора VT2
в одном направлении; во втором случае этот сигнал протекает по цепи
исток — сток транзистора VT3 в той же обмотке входного трансформато-
ра и цепи исток—сток транзистора VT4, в противоположном направле-
нии. Изменение направления тока, протекающего по первичной обмотке
входного трансформатора, создает во вторичной обмотке переменное
напряжение. Применение мостовой схемы модулятора дает возможность
получить достаточно высокий коэффициент передачи напряжения и прос-
то осуществить взаимную компенсацию паразитных связей полевых
транзисторов и их температурных изменений. Схема управления транзис-
торами состоит из делителей Rl — R4, образующих общую точку управ-
ляющей цепи, и диодов VD1 — VD4. Через диоды VD1, VD3 производит-
ся поочередное подключение общей точки управляющей цепи к обмот-
ке модулирующего трансформатора. Диоды VD2 и VD4 предотвращают
попадение в цепь затворов транзисторов обратного напряжения. Принци-
пиальная схема прерывателя приведена на рис. 45. Прерыватель состоит
из параллельно включенных цепей, образованных конденсатором С1
и интегральным прерывателем Э1 в одной цепи и С2,Э2 — в другой.
Рис. 44. Принципиальная схема модулятора
Рис. 45. Принпипиальиая схема прерывателя
Рис. 46. Вибрационный преобразова-
тель
Прерыватели цепями управле-
ния включены таким образом,
что когда прерыватель Э1 нахо-
дится в открытом состоянии,
прерыватель Э2 закрыт.
3. ВИБРАЦИОННЫЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Вибрационный преобразова-
тель (рис. 46) предназначен для
преобразования напряжения по-
стоянного тока в напряжение пе-
ременного тока и представляет
собой поляризованное реле спе-
циальной конструкции, катушка
возбуждения 3 которого питает-
ся переменным током частотой
50 Гц напряжением 6,3 В. На основании 1 закреплена вибрирующая
упругая пластинка 9, на конце которой укреплен якорь 4 из мягкой
стали. Якорь помещается в зазоре постоянного магнита 5 и проходит
через отверстие катушки возбуждения. Последняя выполнена в виде
соленоида, а якорь служит ферромагнитным сердечником. Вместе
они образуют электромагнит. Под действием тока, проходящего через
обмотку возбуждения, сердечник (якорь) перемагничивается с обра-
зованием на его концах полюсов электромагнита, которые взаимодей-
ствуют с полюсами постоянного магнита. В зависимости от полярности
якорь попеременно притягивается к полюсам постоянного магнита,
совершая колебательные движения с частотой питания обмотки воз-
буждения, равной 50 Гц, и перемещая с этой же частотой стальную
пластину 9, на которой закреплен контакт 8. Последний попеременно
Таблица 12
Тип вибра- ционного преобразо- вателя Величина помехи, мкВ Напряже- ние пи- тания, В Потребля- емая мощ- ность, В'А Габаритные размеры, мм Масса, кг
ВПМ2-02 ВПМ-2 10 1 68X42X50,5 0,1
МБ 1-01 5 6,3 0,25 50X 35 X 65 0,15
МКН1-01 МКН1-02 0,2 0,1 /47X70 0,075
80
замыкает неподвижные контакты 2 и 10, изменяя направление проходя-
щего тока. Регулировку межконтактных зазоров производят регули-
ровочными винтами 7, которые для надежности фиксируются стопор-
ными винтами 6. Технические характеристики вибрационных преоб-
разователей приведены в табл. 12.
4. ИСТОЧНИКИ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ
Источники стабилизированного питания (ИПС) предназначаются
для питания измерительных схем потенциометров.
Все узлы ИПС смонтированы на плате, которая закрывается съем-
ным стальным кожухом, обеспечивающим защиту от механических
повреждений, а также являющимся магнитным экраном. Технические
характеристики наиболее распространенных ИПС приведены в табл. 13.
Электрические схемы стабилизированных источников можно раз-
делить на два вида параметрических схем: однокаскадные (двухкаскад-
ные) и мостовые.
В качестве примера рассмотрим принципиальную схему ИПС-3 и
ИПС-4 (рис. 47). Напряжение 6,3 В подается в первичную обмотку по-
вышающего трансформатора Т от обмотки силового трансформатора
потенциометра. Для уменьшения влияния помех из сети обмотки транс-
форматора экранированы. Повышающий трансформатор Т повышает
напряжение примерно в 6 — 12 раз, затем оно выпрямляется на диодах
VD1 - VD4. В зависимости от типа ИПС на выходе мостовой схемы
включаются сглаживающий фильтр типа RC и стабилитроны. Для умень-
шения погрешности выходного напряжения ИПС, вызванной измене-
нием температуры окружающей среды, применяют резистор, выполнен-
ный из медного провода с положительным температурным коэффициен-
том. Сопротивление последнего подгоняют таким образом, чтобы при
повышении окружающей температуры падение напряжения на нем ком-
пенсировало увеличение напряжения стабилитрона. Для улучшения тер-
мокомпенсации медный провод наматывают на корпус стабилитрона.
Выходное напряжение при соответствующей нагрузке ИПС подгоняют
изменением сопротивления резистора нагрузки.
5. АСИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Для приведения в равновесие измерительной схемы приборов срав-
нения применяют реверсивные асинхронные электродвигатели конден-
саторного типа. Асинхронный электродвигатель состоит из следующих
основных узлов: статора, короткозамкнутого ротора и встроенного
редуктора.
Статор электродвигателя имеет обмотки: управляющую, на вход
которой подается сигнал с электронного усилителя, и возбуждения,
которая получает питание от сети переменного тока. Для обеспече-
ния сдвига фаз токами в этих обмотках в цепь обмотки возбуждений
включают конденсатор. В результате взаимодействия токов, протекаю-
щих через обмотки, и созданных ими магнитных потоков ротор электро-
81
Таблица 13
Тип источни- ка стабилизи- рованного пи- тания Сопротив- ление на- грузки, Ом Ток на- грузки, мА Стабилизи-. рованное напряжение, В Изменение стабилизи- рованного напряже- ния, мВ Потребля- емая мощ- ность, В-А Габаритные размеры, мм Масса, кг Класс точности
ИПС-20 400 5 2 ± 0,7 2,2 118X70X425 0,18 -
ИПС-06М 173 6 1,038 ±0,7 1,5 93,5X68,5X48
ИПСЗ-0,1 105X50X39 0,1
ИПСЗ-0,2 1,2 0,2
ИПС4-0.1 130X50X3 0,3 0,1
ИПС4-0.2 0,2
ППС5-0Л 1000 5 5 ± 1,0 1,5 0,1
ИПСЗ 0.1И 105Х50Х 39 0,1
ИПСЗ-0,2И 0,45 0,2
ИПС4-0.1И 1,2 130X50X39 0,1
ИПС4-0.2И 0,2
Примечание. Питание ИПС осуществляется переменным током напряжением 6,3 В, частотой 50 Гц.
Рис. 47. Принципиальная схема ИПС-3 и ИПС-4
Таблица 14
Тип электро- двигателя Передаточное от- ношение Частота враще- ния выходного вала на холос- том ходу, мин”1 Вращающий момент на выходном валу редуктора, Н м
РД-09А 1/15,62 76 0,16
РД-09П 1/39, 06 30 0,39
РД-09П2 1/76, 56 15,5 0,76
1/137 8,7 1,37
1/268 4,4
1/478 2,5 1,50
1/670 1,75
1/6, 25 185 0,06
Д-32
Д-32П1 1/45 :1/15 27; 81 0,49; 0,20
Д-32П2
Таблица 15
Тип электро- двигателя Напряжение трогания, В, не более Напряжение питания цепи обмотки, В Потребляе- мая мощность, В А, не более
возбужде- ния управления
РД-09А 3,5 127
РД-09П 1,0 20 14
РД-09П2 0,7 10
Д-32П1 0,6 127 12
Д-32П2 1,8 36 12
Д-32 4,6 127
двигателя начинает вращаться. Конденсатор, подключенный параллель-
но управляющей обмотке, служит для фильтрации высших гармоник
тока этой обмотки.
Ротор электродвигателя имеет короткозамкнутую обмотку типа
’’беличье колесо”. С помощью встроенного редуктора обеспечивается
различная частота вращения входного вала.
Для работы с полупроводниковыми усилителями применяют элек-
тродвигатели типа РД-09П, РД-09П2, Д32П, а для работы с ламповыми
усилителями — электродвигатели РД-09 и Д-32. Основные требования,
предъявляемые к асинхронным электродвигателям: отсутствие вращаю-
щего момента при снятии напряжения с обмотки управления и напряже-
ния трогания. Механические характеристики асинхронных электродви-
гателей приведены в табл. 14, а электрические характеристики — в
табл. 15.
6. СИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Синхронные электродвигатели применяют для привода диаграммной
ленты и диаграммных дисков, а также для приведения в действие печа-
84
Таблица 16
Тип электро- двигателя Передаточное отношение Частота враще- ния выходного вала на холостом ходу, мин4 Вращающий момент на выходном валу редуктора, Н • м
1/15, 62 96 0,09
1/39, 06 38,4 0,19
СД-54 1/76, 56 19,59 0,38
1/137 10,95 0,63
1/268 5,6 1,23
1/478 3,14 1,50
1/670 2,24
тающего механизма и переключателей многоточечных приборов. Частота
вращения ротора синхронного электродвигателя равна частоте вращения
магнитного поля. Учитывая зависимость частоты в ращения ротора от ко-
лебания промышленной частоты тока, необходимо проверку скорости
прохождения диаграммных лент и дисков приборов производить по
электрическим часам, показания которых также зависят от частоты
электрического тока.
В качестве синхронных электродвигателей наибольшее распростра-
нение получили: однофазные конденсаторные двигатели типа С Д-54;
магнитоэлектрические двигатели типа ДСМ-2 и ДСМ-0,2. Механические
характеристики электродвигателей СД-54 приведены в табл. 16. Меха-
нические характеристики электродвигателей ДСМ-2 и ДСМ-0,2: частота
вращения выходного вала соответственно равна 2 и 0,2 мин-1 пусковой
момент — 0,15 и 0,25 Н • м.
7. ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА
АВТОМАТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ И МОСТОВ
Выходные устройства автоматических потенциометров и мостов
служат для передачи измеряемого сигнала в другие схемы систем конт-
роля и регулирования. К таким устройствам относятся реостатные задат-
чики, контактные сигнализирующие устройства, позиционные регули-
рующие устройства и преобразователи выходных унифицированных
сигналов (последние в данной главе не рассматриваются).
Реостатные задатчики, встраиваемые в приборы, представляют со-
бой переменный проволочный резистор, каркас которого изготовляет-
ся из алюминиевой пластины, покрытой изоляционным лаком, или
пластмассы. Рабочая обмотка резистора выполнена из манганиновой
проволоки или сплава ПдВ. Часть обмотки, по которой движется пол-
зунок задатчика, очищена от изоляции. Ползунок может быть изготов-
лен в форме шарика, бочонка, лепестка или щеточки.
Задатчик настраивают так, чтобы при соответствии температуры
заданному значению ползунок находился бы в середине реостата, а при
85
Рис. 48. Принципиальная схема 10 %-го задатчика
Рис. 49. Принципиальная схема 100 %-го задатчика
ее отклонении в ту или иную сторону он пропорционально перемещался
бы по реостату. Реостатные задатчики бывают десяти- и стопроцентны-
ми. В 10%-ных задатчиках используют перемещение стрелки вторичного
прибора в диапазоне + 10 % шкалы. В 100%-ных задатчиках максималь-
ное перемещение ползунка реостата вызывается перемещением стрелки
вторичного прибора по всей шкале. Принципиальная схема 10%-го за-
датчика показана на рис. 48. Она состоит из одного реостата А. Пол-
зунок 10%-го реостатного задатчика связан с пером и указателем зада-
ния прибора так, что при соответствии значения регулируемого парамет-
ра заданию он располагается точно по середине обмотки задатчика.
Отклонение параметра от задания вызывает пропорциональное изме-
нение положения ползунка относительно обмотки в диапазоне ± 10 %
шкалы прибора. При подаче сигнала рассогласования, составляющего
более ± 10 % диапазона измерения, изменение сопротивления задатчика
не происходит; 100%-й реостатный задатчик (рис. 49) состоит из рео-
хорда-датчика R1 (параметр), резистора задатчика R2 (задание), резис-
тора точной настройки R3 и механизма установки задания. Ползунок
100 %-го реостатного зададчика установлен так, что он кинематически
связан с центральной осью прибора. Поэтому каждому значению изме-
ряемого параметра соответствует определенное положение контактов
ползунка реохорда-задатчика на обмотке.
В реохордных приборах реохорд-датчик имеет общий ползунок
с реохордом измерительной схемы. Каждому значению измеряемой
величины соответствует определенное положение контактов ползунка
реохорда-датчика на его обмотке. Параллельно, реохорд-датчику вклю-
чен переменный резистор задатчика, так что вместе они образуют изме-
рительный мост. Механизм установки задания воздействует на ползу-
нок резистора задатчика. При изменении регулируемого параметра или
задания сигнал рассогласования, пропорциональный величине измене-
ния, поступает на вход электрического регулятора. При соответствии
значения параметра заданию сигнал рассогласования равен нулю. Точ-
ное согласование задания параметру осуществляют при помощи допол-
нительного переменного резистора R3, включенного в диагональ моста.
Питание реостатных задатчиков осуществляется от внешнего источника
переменного тока напряжением не более 12 В. Сигнализирующие устрой-
ства позволяют регистрировать достижение определенного значения из-
86
меряемого параметра в заданной точке путем замыкания или размыка-
ния электрической цепи.
Сигнализирующие устройства подразделяют на одноконтактные
с регулируемой зоной возврата, двухконтактные с регулируемой зоной
’’норма”, трехконтактные с регулируемой зоной ’’норма”.
Диаграммы работы контактов сигнальных устройств показаны на
рис. 50. Заштрихованная часть диаграммы соответствует замкнутому
состоянию контактов. Область замкнутого состояния контакта опреде-
ляется положением указателя задачи. В трехконтактном сигнальном
устройстве с одним указателем задачи последний указывает середину
зоны ’’норма”. В многоточечных приборах с общей задачей для всех
точек различают схемы сигнализации с блокировкой сигнала и без
блокировки.
В сигнальном устройстве с блокировкой контакты самоблокирую-
щегося реле непрерывно замкнуты, если хотя бы в одной из контроли-
руемых точек измеряемая величина превышает допустимое значение.
Съем сигнала производят вручную с помощью кнопки, расположенной
на крышке прибора.
Контактные сигнализирующие устройства изготовляют на базе мик-
ропереключателей. Конструктивно они объединены с указателями за-
дачи, перемещаемыми вручную на необходимое значение регулирова-
ния. При достижении заданного значения включение и выключение
микропереключателей осуществляется при помощи кулачков или паль-
цев следящей системы прибора.
У одноконтактного устройства (рис. 50, а) контакт К1 замыкается,
когда регулируемая величина превышает заданное значение Ао. Кон-
такт размыкается, когда регулируемая величина будет меньше задан-
ного значения на величину А, называемую ’’зоной возврата”. Послед-
нюю также называют ’’дифференциалом”.
В двухконтактных устройствах (рис. 50, б) контакт Кг замкнут,
когда регулируемая величина меньше А^ Контакт К2 замкнут, когда
регулируемая величина больше А2. Разность между большим А2 и
меньшим Л1 называют зоной ’’норма”.
В трехконтактных устройствах (рис. 50, в) состояние контактов
Кх и К2 такое же, как и в двухконтактных, а контакт К3 замкнут в
том случае, если регулируемая величина находится в пределах зоны
’’норма”. Величину дифференциала или зоны ’’норма” выбирают в пре-
делах 0,5 — 0,7 допустимого диапазона отклонения регулируемой вели-
чины.
У приборов с регулирующим устройством регулируемую величину
и зону ’’норма” задают путем установки указателей задачи на соответ-
ствующие отметки шкалы. В многоточечных приборах блок задания
смонтирован в отдельном корпусе.
На рис. 51 показано однопозиционное сигнализирующее устройство,
применяемое в приборах КСЗ. Оно состоит из контактов 1 и задающего
диска 5, располагаемых обычно на лицевой стороне шасси прибора.
87
Рис. 50. Диаграммы работы контактов сигнальных устройств
Рис. 51. Однопозиционное сигнализирующее устройство
Замыкание и размыкание контактов осуществляется при помощи впа-
дины, выточенной на диске. При значении параметра выше задания ролик
узла контактов располагается во впадине диска и замыкаются контакты
2 и 4; при значении параметра ниже задания ролик узла контактов по-
воротом диска 5 выталкивается из впадины, при этом замыкаются кон-
такты 2 и 3. Диск на оси закреплен гайкой 6.
Трехпозиционное сигнализирующее устройство 6 прибора типа КСЗ
выполнено в виде блока, состоящего из платы, трех микропереключате-
лей и четырех дисков. Два диска имеют впадины по окружности, каждый
из них работает со своим микропереключателем. Их устанавливают на
отметках шкалы ’’Мало” и ’’Много”. Два других диска спарены между
собой, что позволяет изменять ширину впадины и регулировать зону
’’норма”. Эта пара работает с одним микропереключателем.
На рис. 52 показана конструктивная схема позиционного сигнали-
зирующего устройства кулачкового типа. Устройство состоит из двух
или четырех одинаковых контактных узлов, собранных на отдельных
платах 1. На центральной оси, которая связана с указателем прибора,
при помощи винта 6 укреплены два или четыре хомутика 5. При враще-
нии центральной оси против часовой стрелки хомутик 5 отводит стопор-
ную пружину 2, выводя фиксирующий зуб пружины из паза кулачка 3,
и поворачивает кулачок вокруг оси 7. Кулачок 3 при повороте через
плоскую пружину 8 нажимает кнопку 9 микропереключателя 10. Пово-
рот кулачка вокруг оси 7 прекращается, когда палец кулачка выходит
из зацепления с хомутиком. В этом положении стопорная пружина 2
снова фиксирует своим зубом кулачок, предохраняя его от произволь-
ного проворачивания. При повороте вала 4 по часовой стрелке работа
устройства аналогична. Так же работают остальные контактные группы.
88
При отпущенной кнопке образуется электрическая цепь между
выводами микропереключателя 13, 11 (размыкающий контакт) и раз-
рывается цепь между выводами 13 и 12 (замыкающий контакт). При-
нажатии кнопки образуется цепь между выводами 13 и 12 и размыкает-
ся цепь между выводами 13 nil.
Трехпозиционное регулирование всех точек на одно значение с бло-
кировкой сигнала применяется в приборах типа КС2 (рис. 53). Микро-
переключатели ВЗ и В4 находятся на указателях задачи, причем микро-
переключатель ВЗ находится на левом (зеленом) указателе и включает-
ся в схему через реле Р. При подходе указателя прибора к левому ука-
зателю задачи микропереключатель ВЗ замыкает контакты 1 — 2. Через
катушку реле Р от обмотки силового трансформатора Т начинает про-
ходить ток, выпрямленный диодами VD1 и VD2. Контакты реле 4, 10
замыкаются. Положение указателя прибора в любой точке шкалы не
влияет на замыкание и размыкание внешних цепей, подключаемых к
контактам 2А и ЗА, 2А и 2Б.
Снятие блокировки осуществляется нажатием кнопки Кн ’’Сброс
сигнала”, находящейся внутри прибора, или наружной кнопки, под-
ключаемой к контактам ЗА и ЗБ. Когда указатель находится в поло-
жении за правым (красным) задатчиком, внешняя цепь, подключенная
к контактам 1А и 1Б, замкнута, цепь, подключенная к контактам 1А
и ЗБ, разомкнута.
Четырехконтактное регулирующее устройство с четырьмя указа-
телями задачи (рис. 54), применяемое в приборах серии КС2, имеет
Рис. 53. Принципиальная схема трехпозиционного регулирующего устройства всех
точек на одно значение с блокировкой сигнала
Рис. 52. Позиционное сигнализирующее устройство кулачкового типа
89
Рис. 54. Принципиальная схема четырех-
контактного регулирующего устройства
с четырьмя указателями задачи
Рис. 55. Принципиальная схема трехпозиционного регулирующего
устройства для регулирования одной точки в многоточечных при-
борах
следующие задатчики ’’аварийный мало” (красный); ’’предупреди-
тельный мало” (зеленый); ’’предупредительный много” (зеленый);
’’аварийный” много” (красный). В приборах расположены две сиг-
нальные лампы HL1 (с зеленым светофильтром) и HL2 (с красным
светофильтром). Снаружи прибора подсоединяются дополнительные
сигнальные лампы HL3 - HL5.
Когда указатель прибора находится в левой части шкалы прибора,
не доходя до указателя задачи ’’аварийный мало”, микропереключатели
В1 и В2 замкнуты, а ВЗ и В4 — разомкнуты. Через обмотку самоблоки-
рующегося реле Р проходит ток, и его контакты Pl — РЗ замкнуты.
При таком положении в приборе горят сигнальная лампа HL2 с красным
светофильтром и наружные сигнальные лампы HL3 и HL5. При увели-
чении входного сигнала, когда указатель прибора находится между
указателями задачи зеленого и красного цвета правой пары, микропере-
ключатель ВЗ срабатывает и замыкается цепь реле Р. В приборе загорает-
ся сигнальная лампа HL2, а во внешней цепи — сигнальная лампа HL5.
Когда указатель прибора находится между указателями задачи зе-
леного цвета в зоне ’’норма”, горит одна сигнальная лампа прибора HL1.
Положение контактов схемы четырехконтактного сигнализирующего
устройства соответствует положению указателя прибора в зоне ’’норма”.
При дальнейшем увеличении входного сигнала, когда указатель
прибора находится за указателем задачи красного цвета правой пары,
микропереключатель В4 сбрасывает, и в цепи внешнего сигнального
устройства горит лампа HL5 и загорается лампа HL4, оповещая о сиг-
нализации ’’аварийная много”. В случае уменьшения входного сигнала
работа четырехконтактного сигнального устройства аналогична приве-
денной выше.
Трехпозиционное регулирующее устройство для регулирования
одной точки в многоточечных приборах показано на рис. 55. Микро-
переключатели ВЗ и В4, расположенные на указателях задачи, управ-
ляют контактами Р1 и Р2 в зависимости от значения регулируемого
параметра. Контактные группы КГр1 и КГр2 срабатывают от кулач-
ков, приводимых в действие синхронным электродвигателем. При
этом группа КГр1 срабатывает на каждой точке, а группа КГр2 — толь-
ко на первой регулируемой точке, контакты 5, 11 и 4,10 осуществляют
блокировку реле Р1 и Р2 при работе на нерегулируемых точках.
Питание реле осуществляется от двухполупроводникового выпря-
мителя, собранного на диодах VD1 и VD2, конденсатора С, гасящих
резисторов R1 и R2. Схема питается от обмотки силового трансфор-
матора Т.
В пределах указателя прибора от начала шкалы до левого (зеле-
ного) указателя задачи контакт микропереключателя ВЗ замкнут, го-
рит сигнальная лампа HL1 ’’Мало”. При положении указателя прибора
Между левым (зеленым) и правым (красным) контакты микропере-
ключателей ВЗ и В4 разомкнуты, через контакты 8, 12 реле Р1 и 1, 9
реле Р2 подключена сигнальная лампа HL2 ’’Норма”; сигнал блокировки
91
Рис. 56. Принципиальная схема позиционного регулирующего устройства:
I— трехпозиционное регулирование с настраиваемой зоной включения среднего
контакта; II, III — двухпозиционное регулирование с минимальной фиксированной
зоной нечувствительности; 5 — контактный задатчик
отсутствует. Когда указатель прибора находится за пределами правого
указателя задачи (красного), замкнут контакт микропереключателя
горит сигнальная лампа HL3 ’’Много”.
Позиционное регулирующее устройство в приборах КСЗ состоит
йз задающего механизма, контактного задатчика, встроенного в прибор
й блока реле, смонтированного в отдельной приставке ППР-1М. Пози-
ционное регулирующее устройство (рис. 56) предназначено для одного
цз двух видов регулирования: двухпозиционного с минимальной фикси-
рованной зоной нечувствительности и трехпозиционного с настраивае-
мой зоной включения среднего контакта.
Кроме автоматического позиционного регулирования данная схема
может быть применена для сигнализации достижения измеряемым пара-
метром заданных значений в пределах шкалы прибора. Схема контакт-
ного задатчика показана на рис. 57. Подвижный контакт 3 контактного
задатчика кинематически связан с пером прибора 12 и ручкой 10 уста-
новки задания. Два неподвижных контакта 1 и 2, расположенные на
основании контактной группы задатчика, позволяют регулировать зону
нечувствительности изменением расстояния между контактами.
Значение параметра, подлежащего регулированию, задается при
помощи ручки ’’Установка задания”. Конец указателя задания уста-
навливается по направлению к точке, в которой должно быть перо при
достижении измеряемым параметром заданного значения. При этом
подвижный контакт 3 находится в среднем положении между контак-
тами 1 и 2 и не касается их. Отклонение измеряемого параметра от за-
дания вызывает перемещение подвижного контакта 3 в сторону сопри-
косновения с одним из неподвижных контактов; с контактом 2, когда
* 5________В 7 ю 11
13 /Z
Рис. 57. Схема контактного задатчика:
1 — 3 контакты задатчика; 4, 7 — рычаги;
5, 8 — стопорные винты; 6 — коромысло;
9 — тяга; 10 — ручка установки задания;
11 - винт (корректор' задания); 12 - перо
прибора; 13 - указатель установки задания;
14,15 - зажимные винты
15
93
значение измеряемого параметра меньше заданного (контакты 3, 2
’’Мало”) ; с контактом 1, когда значение измеряемого параметра больше
заданного (контакты 3,1 ’’много”).
В случае двухпозиционного регулирования с минимальной фикси-
рованной зоной нечувствительности (рис. 56)' в контактном задатчике
используется только один неподвижный контакт 1 или 2. При соприкос-
новении подвижного контакта 3 с контактом 1 срабатывает реле Р2,
замыкая при этом цепь О — А. При размыкании контактов 1 и 3 реле Р2
обесточивается и якорь отпадает, размыкая при этом цепь О — А и за-
мыкая цепь О — С. Второй неподвижный контакт задатчика в данной
схеме выполняет роль механического упора и в схему не включен.
В случае трехпозиционного регулирования (рис. 56)' в контактном
задатчике используются оба неподвижных контакта 1 и 2. При сопри-
косновении подвижного контакта 3 контактного задатчика с контак-
том 1 срабатывает реле Р2 и замыкается рабочая цепь О — А. В момент
отрыва подвижного контакта 3 от контакта 1 реле Р2 обесточивается
и якорь отпадает. При этом размыкается цепь О — А и замыкается
цепь О — С. Это положение сохраняется вплоть до соприкосновения
подвижного контакта 3 с контактом 2, т. е. в течение времени нахож-
дения параметра в пределах установленной зоны нечувствительности.
В момент соприкосновения подвижного контакта 3 с контактом 2
срабатывает реле Р1-, при этом размыкается рабочая цепь О — С и
замыкается цепь О — В. При отходе подвижного контакта 3 от кон-
такта 2 реле\Р7 обесточивается и якорь отпадает, размыкая цепь О —
В и вновь замыкая цепь О — С.
Для исключения неустойчивой работы системы оба реле питаются
выпрямленным током через диод VD1 и емкость С. Диоды VD2 и VD3
искрогасящие. Силовые цепи, к которым подключают регулирующий
орган, подсоединяют к контактам О, А, В, С. Использование собствен-
но контактного задатчика прибора для сигнализации и регулирования
без приставки ППР-1М не допускается.
Зона нечувствительности контактного задатчика составляет 0,5 —
20 % от нормирующего значения измеряемой величины. Регулирующее
устройство с раздельной задачей по каждому каналу применяют в много-
точечных приборах серии КС2 и КС4. Основным элементом регулирую-
щего устройства (рис. 58) является система задающих устройств, сос-
тоящих из общего для всех точек регулирования задающего реохорда
R26 и отдельного блока реохордов R31 - R42, соединенных по мосто-
вой схеме, питающихся от обмотки силового трансформатора. Реохорд
задачи выполнен на одном основании с измерительным реохордом,
подвижный контакт которого перемещается одновременно с контактом
измерительного реохорда от реверсивного электродвигателя.
Задание на регулирование значения контролируемого параметра
устанавливают вручную подвижными контактами линейных реохордов
R31 — R42-. левый движок — в положение задачи, соответствующее
значению ’’мало”, а правый — значению ’’много”. В момент совмеще-
~22овп
-220В
Рис. 58. Принципиальная схема многоточечного регулирующего устройства с раздельной задачей по каждому каналу
ния движка реохорда R26 и движка линейного реохорда на вершинах
моста отсутствует разность потенциала. Разность действительного и задан-
ного значений контролируемого параметра в виде напряжения разбалан-
са определенной фазы через переключатель мостов задачи В9 подается
на вход фазочувствительного двухканального усилителя УФД1-02 (для
приборов КС2) или УМР (для приборов КС4). Усилитель имеет два
независимых канала усиления, на один из которых подается разбаланс
моста между действительным значением измеряемой величины и задан-
ным значением, соответствующим положению ’’мало”, а на второй —
разбаланс действительного значения измеряемой величины и значения
положения ’’много”. Каждый канал усилителя состоит из каскада уси-
ления по напряжению, ключевого фазочувствительного каскада и змит-
терного повторителя. Нагрузкой усилителя служат управляющие реле
Р13 и Р14. Переключатели мостов задачи В9, датчиков и каналов релей-
ного блока В10 работают синхронно, т. е. в момент подключения соот-
ветствующего датчика к измерительной схеме подключаются соответ-
ствующие мосты задачи и канал регулирования. В зависимости от откло-
нения контролируемого параметра от заданного значения срабатывает
реле Р13 или Р14 и замыкает контакты системы блока БР соответствую-
щего канала регулирования.
В качестве блоков используют блоки регулирующих реле типа
БР-01, БР-101 и БР-02, БР-102. Блоки БР-01, БР-101 применяют для
шести точек при трехпозиционном или двухпозиционном регулирова-
нии с зоной нечувствительности, не равной нулю. Блоки БР-02, БР-102
используют для 12 точек при двухпозиционном регулировании с зоной
нечувствительности, равной нулю. Блоки БР-101 и БР-102 отличаются
соответственно от блоков БР-01 и БР-02 применением реле типа РПУ-2
вместо реле МКУ-48С. Питание блоков осуществляется от сети 220 В,
50 Гц.
Реостатное устройство для дистанционной передачи показаний сос-
тоит из добавочного реохорда, подвижный контакт которого жестко
связан с контактом измерительного реохорда. Поэтому оба контакта
перемещаются одновременно, т. е. каждому значению измеряемой ве-
личины соответствует определенное положение подвижного контакта
на реохорде дистанционной передачи показаний. Реостатное устройство
для дистанционной передачи показаний имеет строго определенное со-
противление, равное (90 ± 0,1) Ом или (300 ± 0,1) Ом.
Реостатное устройство, предназначенное для работы с программным
регулирующим устройством, имеет реохорд-датчик с подгоночными
катушками. Движок реохорда-датчика механически соединен с движком
измерительного реохорда. Поскольку каждому положению указателя
соответствует вполне определенное значение измеряемой величины, то
и потенциал, снимаемый с реохорда и подаваемый на выход, будет
пропорционален измеряемой величины. Сопротивление реохорда, пред-
назначенного для работы с регулирующим устройством, имеет большие
допуски в зависимости от серии приборов.
96
ГЛАВА 8
РЕМОНТ ПРИБОРОВ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В результате ремонта восстанавливаются вышедшие из строя измери-
тельные приборы. Ремонт включает в себя комплекс работ для поддер-
жания исправности и работоспособности приборов за счет замены или
восстановления изношенных элементов с последующей регулировкой
и наладкой.
Для поддержания технически исправного состояния измерительных
приборов осуществляют следующие организационные мероприятия:
техническое обслуживание и текущий, средний и капитальный ремонты,
а также периодические поверки всех приборов, находящихся в эксплуа-
тации. Техническое обслуживание приборов выполняется персоналом,
занимающимся их эксплуатацией. В объем технического обслуживания
входят: осмотр внешней части прибора, проверка исправности электро-
проводки, сохранности пломб и клемм, своевременное предупреждение
появления неисправностей и выявление дефектов, возникающих при экс-
плуатации, смазка механизмов движения, смена диаграммной бумаги,
перьев и чернил в самопишущих приборах, доливка масла в редуктор
электродвигателя.
В объем технического обслуживания входят также своевременное
представление измерительных приборов в госповерку и обеспечение
качественного ремонта приборов в установленные сроки.
Текущий ремонт предусматривает устранение незначительных пов-
реждений, не связанных с полной разборкой основных узлов. В объем
текущего ремонта входят: наружный осмотр, вскрытие и чистка прибо-
ра, частичная разборка подвижной системы, исправление или замена
поврежденных стрелок, пружин, контактов, держателей диаграммы,
рычагов пера, замена стекол, проверка качества изоляции и состояние
цепей прибора, регулировка подвижной системы прибора по основным
точкам, чистка, смазка и регулировка лентопротяжного механизма
и проверка подачи диаграммы, регулировка совпадения положений
переключателя зон с цветом записи, доливка масла в редуктор, устра-
нение заеданий в сочленениях подвижных деталей, проверка усилителя,
настройка выходных устройств приборов. При среднем ремонте произ-
водят поузловую или частичную разборку прибора, заменяют изношен-
ные или отработавшие свой ресурс узлы и детали. После этого прибор
Чистят, регулируют и настраивают. При среднем ремонте прибор, как
правило, демонтируют.
Капитально ремонтируют только те приборы, у которых ремонт-
ный цикл свыше одного года. При капитальном ремонте выполняют
работы текущего ремонта и, кроме того, осуществляют полную раз-
борку и сборку измерительной подвижной части и отдельных узлов
4 — Ю. Е. Крамарухин
97
прибора, промывку всех деталей в бензине и их сушку, замену или
исправление кернов, подпятников, моментных пружин, подвесок, грузов
и корректоров, проверку схемы прибора, регулировку и подгонку по-
казаний по основным точкам на всех пределах измерений, замену или
исправление переключателей зон, разборку и сборку механизма записи
и кинематики прибора, ревизию, чистку (при необходимости) и замену
электродвигателя, катушек сопротивлений, а также ремонт реохорда.
При необходимости выполняют переградуировку прибора. После капи-
тального ремонта приборы подлежат ведомственной или государствен-
ной поверке.
Поступление приборов в ремонт и выдачу их из ремонта регистри-
руют в журнале учета ремонта. К приборам, направляемым для ремонта,
должны быть приложены паспорта, аттестаты, дефектные ярлыки, в ко-
торые заносят все замеченные неисправности. В ремонтной мастерской
выполняют более тщательный осмотр, после чего составляют дефектную
карту. В карте содержатся указания по устранению неисправностей и
определяется вид ремонта. Ремонт приборов осуществляет ведомствен-
ная метрологическая служба предприятия согласно регистрационному
удостоверению, выданному местным органом Государственного комите-
та стандартов. Если предприятие не имеет ремонтных мастерских, то его
приборы сдают на ремонт базовым ремонтным предприятиям своего
ведомства, либо на специализированные заводы по ремонту измеритель-
ных приборов.
Ремонт измерительных приборов на предприятиях проводят соглас-
но утвержденному плану двумя способами: индивидуальным и обезли-
ченным. Индивидуальный способ применяют для приборов, поступаю-
щих в ремонт небольшими партиями; он заключается в том, что основ-
ные детали и узлы после ремонта устанавливают на те же приборы, с ко-
торых они были сняты.
Таблица 17
Наименование приборов Норма трудоемкости, чел- -ч
капиталь- ного ре- монта текущего ремонта поверки
Термопары платино-плати но роди- евые, хро мель-копелев ые и хромел ь-алюмел ев ы е 3,2 - 0,2
Термометры сопротивления медные и платиновые 3,8 — 0,5
Термометры манометрические, показывающие 3 1,2 0,7
Термометры манометрические самопишущие 5,4 3 0,7
Логометры щитовые показывающие 6,5 4,5 0,5
Милливольтметры пирометрические показывающие щитовые 15 8 1
Мосты уравновешенные 24 15 2
Потенциометры 24 20 3
98
Таблица 18
Характеристики помещений или условия работы Продолжительности Перио дично сгь поверок, мес
ремонтно- го цикла, год межремонт- ного периода, мес
В сухих помещениях 2 6 12
В горячих цехах, на влажных 13 6
и загрязненных участках
В цехах с сильной запылен- 12 3
костью и загазованностью,
агрессивностью среды, при ви-
брации и пульсации потока
Примечание. Ремонтным циклом называется время работы оборудования
между двумя плановыми капитальными ремонтами, а для вновь вводимого обору-
дования - время работы от ввода в эксплуатацию до первого планового капиталь-
ного ремонта. Ремонтный цикл выражается в годах календарного времени.
Межремонтным периодом называется время работы оборудования между дву-
мя плановыми ремонтами, а для вновь вводимого оборудования — время работы
от ввода в эксплуатацию до первого планового ремонта. Межремонтный период
выражается в месяцах календарного времени.
При обезличенном ремонте отдельные детали и узлы в приборах мо-
гут заменяться отремонтированными деталями и узлами, ранее снятыми
с других приборов или новыми. Обезличенный способ ремонта приборов
является более прогрессивным. Он позволяет максимально механизиро-
вать работы, снижает трудоемкость и стоимость ремонта.
Нормы трудоемкости ремонтов и поверок приборов для измерения
и регулирования температуры приведены в табл. 17.
Продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода,
а также периодичность поверок приборов теплового контроля опреде-
ляют в зависимости от условий среды эксплуатации. Значения их приве-
дены в табл. 18.
2. РЕМОНТ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
И ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Термоэлектрические преобразователи, поступающие в ремонт после
разборки и очистки, тщательно осматривают, определяя состояние тер-
моэлектронов, рабочего конца, защитной трубки и зажимов контактной
головки. При осмотре электродов из неблагородных металлов прове-
ряют, нет ли в них трещин, обрывов, которые могут появляться в усло-
виях воздействия повышенных температур. При обнаружении дефектов
термоэлектроды заменяют новыми, которые могут быть изготовлены
из термоэлектронной проволоки. Последнюю нарезают на куски необ-
ходимой длины, скручивают между собой на рабочем конце и свари-
вают. Сваривать электроды можно в пламени электрической дуги или
газовой горелки до появления шарика расплавленного металла на конце
99
Рис. 59. Схема отжига термоэлектродов
термопары
скрутки. Пластинчатые термоэлектроды сваривают обычно внахлестку
с помощью аппарата для контактной сварки.
Электроды термопар из благородных металлов помимо чистки под-
вергают отжигу, так как при длительной эксплуатации они загрязняются
окислами металлов и науглероживаются. Отжиг электродов осуществ-
ляют электрическим током 10,5 — 11 А в течение 3 — 4ч. Схема отжига
показана на рис. 59.
Электроды 1 отжигаемой термопары присоединяют через реостат 2
и амперметр 3 к токоподводящим проводам, растягивая свободные
концы в разные стороны так, чтобы рабочий конец стал ниже их на
200 — 250 мм. Включив ток, на верхние концы электродов наносят
буру, которая, плавясь, .каплями стекает по электродам, очищая их.
Закончив очистку, электроды промывают в дистиллированной воде.
Чистку электродов также можно выполнять в крепком растворе соля-
ной или азотной кислоты с последующей промывкой водой и сушкой.
После ремонта на электроды надевают изоляционные трубки и присое-
диняют клеммную панель. На рабочий конец термопары надевают изо-
ляционный наконечник и вставляют собранную термопару в защитную
арматуру. После ремонта необходимо мегомметром измерить сопротив-
ление электрической изоляции между термоэлектродами и корпусом,
а также между отдельными термопарами двойных и многозонных тер-
мопар. Сопротивление изоляции должно быть не менее: 5 МОм — при
температуре (20 ± 5) °C и относительной влажности до 80 % для всех
термопар; 0,5 МОм — при температуре 35 °C и относительной влажнос-
ти (95 ± 3) % для влаго- и водозащищенных термопар.
Термопреобразователи сопротивлений, поступившие в ремонт, под-
лежат разборке и внешнему осмотру, при котором устанавливают види-
мые повреждения защитной арматуры, чувствительного элемента, голов-
ки и зажимов. Поврежденный чувствительный элемент медного термо-
преобразователя подлежит замене новым или же его изготовляют в мас-
терской. Материалом для намотки может служить провод марки ПЭШО
или ПЭС диаметром 0,1 мм. Провод равномерно наматывают на каркас
и каждый слой покрывают бакелитовым или глифталевым лаком. Гото-
вый элемент сушат при температуре 150 °C в течение 6 ч. После охлаж-
дения выполняют проверку, подгонку и сравнение характеристик дат-
чика с градуировочными данными. При ремонте платинового термопре-
образователя сопротивления обрыв проволоки чувствительного элемен-
та устраняют сваркой на небольшой вольтовой дуге, после чего элемент
собирают заново. После ремонта производят проверку сопротивления
чувствительного элемента. Проверка, подгонка и сравнение характерис-
100
jhK отремонтированного термопреобразователя с градуировочными дан-
ями должны осуществляться с помощью одинарного или двойного
аюста класса не ниже 0,05.
3. РЕМОНТ МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ
При поступлении манометрических термометров в ремонт в резуль-
1ате внешнего осмотра выявляют имеющиеся дефекты, для чего прибор
Может быть подвергнут частичной или полной разборке. Частичную раз-
борку выполняют главным образом для регулировки. Она сводится к
вскрытию корпуса прибора для доступа к регулируемым деталям.
Полную разборку производят для чистки механизма, замены или
ремонта поврежденных деталей при замене термосистемы или ее пере-
заполнении. У манометрических термометров обычно ремонтируют,
проверяют и регулируют следующие узлы: чувствительный элемент,
передаточный механизм, корпус, контактное устройство для сигна-
лизации, привод диаграммы (у самопишущих), сильфон обратной
связи и усилитель (при пневматической передаче показаний), узел
датчика (при электрической передаче показаний).
Неисправности корпуса, стекла, крышки, циферблата и стрелки,
обнаруженные при осмотре устраняют в процессе ремонта. В случае
утечки заполнителя после обнаружения места утечки и его ремонта
осуществляют перезаполнение термосистемы. Для обнаружения места
повреждения подготавливают установку для заполнения термосистемы
газом (рис. 60). Затем отрезают расклепанный конец капиллярного
отростка 5 и впаивают его открытый конец в переходную втулку 4.
Термобаллон 8 и капилляр 7 опускают в сосуд с водой, а трубчатую
пружину 6 во избежание коррозии — в со<уд с бензином. Защитную
оболочку капилляра сдвигают в сторону. Открыв баллон 1 с азотом
и управляя редуктором 2 с помощью манометра 3, создают в системе
давление 2 — 3 МПа. Место повреждения определяют по пузырькам
газа, поднимающимся на поверхность жидкости. Поврежденный учас-
ток капилляра облуживают, обвертывают листовой медью и запаивают
оловом. Если отверстие находится на термобаллоне, его также запаи-
вают, а поврежденную трубчатую пружину 6 заменяют новой, так как
пайка пружины нарушает линейность характеристики и, следовательно,
равномерность шкалы. Новая трубчатая пружина должна соответство-
вать пределу шкалы прибора по характеристике рх, которая представ-
шие. 60. Схема установки для
Заполнения термосистем газом
101
ляет собой приращение давления в замкнутой системе при изменении
значения температуры от начала до конца шкалы.
После исправления повреждения термосистему заново проверяют
на герметичность. Исправную систему заполняют азотом до определен,
ного давления , значение которого зависит от интервала шкалы тер.
мометра и характеристики пружины. Его определяют по формуле
Рн ~ ^73 Рх / Отах “ Onin ) >
где рн — давление азота в системе при температуре fmjn, равной началу
шкалы термометра, Па; рх — приращение давления при изменении тем-
пературы от Tmin до /тах, равной концу шкалы прибора Па.
Если при перекрытом редукторе 2 манометр 3 не показывает умень-
шения давления, система заполнена. По окончании заполнения термо-
системы капиллярный отросток расклепывают молотком около втул-
ки 4, откусывают кусачками лишнее, проверяют в сосуде с бензином
на плотность, убедившись, что через отросток утечки нет, пропаивают
его конец оловом. Отремонтированную систему вставляют в прибор.
Ремонт передаточных механизмов состоит в разборке, чистке, устра-
нении неисправностей деталей или замене их новыми. Секторный пере-
даточный механизм вынимают из корпуса. Детали разобранного меха-
низма промывают в чистом бензине и протирают мягкой тряпкой. Де-
фекты деталей передаточного механизма устанавливают внешним ос-
мотром. Выпрямление сектора и пластинок производят на металли-
ческой плите легкими ударами деревянного молотка.
Трибку проверяют на часовом станке. При обнаружении искрив-
ления оси или неправильной формы цапфы изготовляют новую ось или
перетачивают цапфу. Погнутую ось трибки можно исправить, катая ее
гладилкой по ровной металлической поверхности.
Участок сектора с изношенными зубцами вырезается в форме ’’лас-
точкина хвоста”, в вырезанную часть вставляют пластину из листовой
латуни и пропаивают ее оловом. Затем место пайки зачищают и произ-
водят разметку и нарезку новых зубцов. После этого сектор и трибку
устанавливают на место и проверяют их сцепление по краям и в середи-
не. Негодные шпильки заменяют новыми, изготовленными из рояльной
проволоки. При сборке секторного передаточного механизма следует
обеспечить параллельность осей сектора и трибки, плотный прижим
верхней пластины винтами к стойкам, плавное сцепление и перемеще-
ние сектора с трибкой.
После установки спиральной пружины, собранный передаточный
механизм смазывают часовым маслом и устанавливают на место. Незна-
чительные дефекты деталей рычажных передаточных механизмов устра-
няют в зависимости от их характера. При значительных повреждениях,
детали заменяют новыми.
В манометрические термометры с пневматическим выходным сиг-
налом встроены пневматические преобразователи. Общими узлами для
102
пневматических преобразователей являются: управляющий элемент
типа сопла-заслонки; передаточный механизм, состоящий из рычагов,
тяг и пружин; обратная связь — одновитковая трубчатая пружина; уси-
лительное пневматическое реле.
Неисправность управляющего элемента типа сопла-эаслонки про-
является чаще всего в увеличении зазора в местах их соприкосновения,
в результате чего происходит пропускание воздуха в атмосферу. Увели-
чение зазора может произойти в результате искривления заслонки, за-
грязнения и покрытия ржавчиной ее поверхности и торцовой поверх-
ности сопла, загрязнения сопла. Кроме этого может произойти наруше-
ние герметичности соединительных трубок и штуцерных соединений,
в результате чего давление сжатого воздуха на выходе прибора не соот-
ветствует измеряемой величине. При ремонте управляющего элемента
выравнивают поверхность заслонки, удаляют загрязнения и ржавчину,
очищают поверхность сопла и тщательно притирают на матовом стекле
его торец пастой ГОИ. В пневматическом реле возможны следующие
неисправности: засорение дросселя, неточная установка последнего,
неправильное расположение шарика клапана относительно седла. Засо-
рение дросселя устраняют следующим образом. Выворачивают дроссель-
ный винт и капиллярную трубку дросселя прочищают иглой. После
этого дроссельный винт ставится на место. Неточная установка постоян-
ного дросселя может вызвать при нулевом входном сигнале макси-
мальный выходной сигнал или независимо от величины входного сигнала
минимальный сигнал на выходе. Это происходит в результате отвертыва-
ния дросселя; неисправность устраняют ввертыванием дросселя до
отказа.
Правильная установка шарика клапана в седле достигается путем шлифования торцов пружины и подгонки ее длины. После устранения неисправностей приступают к поверке и регулировке комплекта пневма- тической системы передачи показаний. Характерные неисправности манометрических термометров и способы их устранения приведены В Табл. 19. Таблица 19
Наименование неисправности Вероятная причина Способ устранения
Термометр не реагирует на изменение температуры Показания термометра не соответствуют по- верочному свидетель- ству, но постоянны Значительное расхож- дение в показаниях между прямым и обрат- ным ходом Негерметично сть термо системы, утечка заполнителя Сбита стрелка с начального поло- жения Сбита настройка угла раскручивания пружины Заедание в тяге или поводке. Не- полное омывание термобаллона из- меряемой средой Заменить термосис- тему, отгарировать прибор Установить стрелку на контрольную от- метку Отгарировать изме- рительную систему термометра Устранить заедание. Погрузить термобап- лон в измеряемую среду на необходи- мую глубину
103
Продолжение табл. 19
Наименование неисправности Вероятная причина Способ устранения
Показания термометра
значительно выше ис-
тинной величины
Выдается только один
из сигналов (минимум
или максимум)
Дребезг контактов
Давление воздуха на
выходе из пневмопре-
образователя менее
0,1 МПа (при перекры-
том выходном канале)
Давление воздуха
0,1 МПа не падает с
изменением температуры
Стрелка термометра
реагирует на изменение
температуры, величина
выходного сигнала по-
стоянна
При включении напря-
жения электрической сети
вольтметр показывает
нулевое значение
При включении напря-
жения электрической
сети миллиамперметр
показывает нулевое
значение
Термометр был под-
вергнут перегрузке
или стрелка сбита
с начального по-
ложения
Обрыв одного из
проводив, идущих
соотв етсгв енно
из сигнального
контакта максиму-
ма или минимума
Залипание конта-
ктов. Увеличен
зазор между кон-
такте держателем
или магнитами
Утечка воздуха
в трубопроводе.
Засорение дросселя
пнев мопреобра-
зователя
Засорение отверс-
тия сопла пружины
обратной связи
Отсутствует пере-
дача от оси
сектора к флажку
Неисправность ка-
беля подводящего
напряжения
Неисправность
кабеля линии
связи с нагрузкой
Заменить термосисте-
му и оттарировать
термометр или уста-
новить стрелку
Проверить соответ-
ствующий проводи
устранить обрыв
Зачистить контакты.
Установить необхо-
димый зазор
Проверить плотность
соединений. Утечку
устранить. Вывернуть
и прочистить дроссель
специальной иглой
Прочистить сопло
специальной иглой.
Поставить заслонку
в прежнее положение
Проверить крепление
рычага на оси сектора
Проверить и отрегули-
ровать диапазон изме-
нения выходного сигнала
Устранить неисправ-
ность
Устранить неисп-
равность
4. РЕМОНТ ПИРОМЕТРИЧЕСКИХ
МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ И ЛОГОМЕТРОВ
Характер неисправности устанавливают при внешнем осмотре при-
бора и включении его в работу. При внешнем осмотре выявляют меха-
нические повреждения корпуса прибора и стекла, состояние шкалы,
стрелок и присоединительных контактов, качество окраски. Прове-
ряют сопротивление изоляции измерительной цепи относительно корпуса
прибора и устанавливают соответствие его техническим условиям.
Для проверки целостности электрической цепи к зажимам прибора
104
присоединяют источник регулируемого напряжения, включают питание
И плавно меняют напряжение реостатами. Если обрыва в цепи нет, а
стрелка перемещается рывками, на шкале прибора отмечают места за-
тирания и после вскрытия его, определяют характер неисправности.
Если стрелка не отклоняется от нулевого значения, значит в измеритель-
ной цепи имеется обрыв. В этом случае прозванивают цепи по частям
и находят поврежденный участок.
Поворачивая головку винта корректора на полный угол и наблюдая
за перемещением стрелки по шкале, проверяют работу корректора. У
логометров проверяют в случае необходимости соотношение сопротив-
лений измерительной схемы.
Заключительной операцией является определение погрешности и
вариации показаний, в случае их завышения прибор ремонтируют.
Разборку измерительного механизма с наружным магнитом вы-
полняют в следующем порядке. Отпаивают токопроводящие провода
измерительного механизма, выворачивают крепящие винты и отделя-
ют механизм от корпуса. С целью сохранения магнитной энергии, за-
мыкают полюса магнита стальным бруском (сечение бруска должно
быть не менее сечения полюсных наконечников) полностью перекры-
вающим полюсные наконечники.
В зазор между полюсными наконечниками и сердечником вводят
центрирующую втулку из немагнитного материала, отворачивают винты
и извлекают обойму с подвижной системой. Отпаивают наружные концы
верхней и нижней моментных пружин, отворачивают винты, крепящие
мостик к обойме, снимают его; отворачивают винты, крепящие сердеч-
ник, и вынимают сердечник вместе с подвижной системой. Разборку
измерительного механизма с внутрирамочным магнитом осуществляют
в следующем порядке. В кольцевой зазор между магнитом и обоймой
вводят центрирующую втулку, выворачивают винты крепления обоймы.
Снимают обойму с магнита и удаляют центрирующую втулку. Отпаивают
наружные концы верхней и нижней спиральных пружин, выворачивают
верхний и нижний подпятники и снимают подвижную систему с магнита.
Керны. В пирометрических, милливольтметрах и логометрах под-
вижная система вращается на кернах, от качества изготовления которых
зависят надежность и добротность подвижной системы. Величина трения
керна о подпятник является важной эксплуатационной характеристи-
кой прибора. Керны изготовляют из высококачественной стальной про-
волоки диаметром 0,5 мм, длиной от 2 до 7 мм. Конус керна должен
иметь угол (50 ± 5) °, смещение вершины конуса от оси не должно пре-
вышать 0,02 мм, овальность конуса — не более 0,005 мм, непрямолиней-
ность образующей конуса — 0,01 мм. В зависимости от материала керны
разделяют на четыре группы: А, Б, В и Г.
Керны группы А - из сплава 40ХНЮ-ВН, немагнитны, не подверже-
ны коррозии и имеют твердость 7845 — 8532 МН/м2. Керны группы Б —
из сплава 40КХНМ, немагнитны, не подвержены коррозии и имеют твер-
дость 6767 — 7845 МН/м2. Керны группы В — изкобальто-вольфрамово-
го сплава, магнитны, не подвержены коррозии и имеют твердость 7061 —
105
7845 МН/м2. Керны группы Г — из углеродистой стали У8А — У12А,
магнитны, подвержены коррозии имеют твердость 7845—8532 МН/м2.
В процессе эксплуатации приборов из-за непрерывного трения керна
о подпятник происходит износ керна, увеличиваются радиус закругления
и шероховатость поверхности, происходит смещение вершины конуса.
Состояние кернов определяют с помощью бинокулярной лупы. Изно-
шенные керны извлекают из букс различными способами.
Широкое распространение получил метод извлечения кернов из букс
с помощью конусных клиньев (рис. 61). Конец керна зажимают в руч-
ных тисках 4 с таким расчетом, чтобы между цангой и буксой был зазор
для прохода клиньев. В этот зазор по о бе стороны вставляют два конус-
ных клина. Нижний клин 1 опирают на прочное основание 5, а по верхне-
му клину 2 наносят легкие удары часовым молоточком 3. При этом
клинья 2 и 1 заходят друг за друга и сдвигают керн. В результате он вы-
ходит из буксы, которая вместе с рамкой повисает на перекладине 6.
Извлеченный керн заменяют новым, либо затачивают и шлифуют.
Затачивают керн обычно на часовом станке, либо для этой цели исполь-
зуют специальное приспособление (рис. 62). Керн зажатый в цанге 1.
расположен так, что его образующая совпадает с касательной к поли-
ровальному кругу 3. Повышение качества заточки достигается путем
совместного вращения керна и круга. Возвратно-поступательное движе-
ние круга обеспечивается рукояткой 2.
Для образования радиуса на кернах и полирования сферы приме-
няют приспособление, изображенное на рис. 63. Ось керна 1 и полиро-
вального круга 3 сначала располагают перпендикулярно друг к другу,
а в процессе обработки керн постепенно поворачивают с помощью ру-
коятки 4. Другая рукоятка 2 позволяет сближать полировальный круг
с керном или удалять их один от другого. После обработки радиуса
закругления производят шлифование и полирование поверхности керна.
Для этих операций применяют то же приспособление, что и для скругле-
ния керна, но для шлифования вместо кругов из абразивных материалов
используют круги, набранные из шайб технического фетра, кожи прес-
сшпана и дерева, на поверхность которых наносят полировочную пасту.
4 3
Рис. 63. Приспособление для скругления керна
Рис. 64. Подпятники
После обработки керн промывают сначала керосином, затем авиацион-
ным бензином и сушат на открытом воздухе.
Подпятники. Подпятники по своей конструкции подразделяют на
два типа (рис. 64) : ПК - с завальцованными 1 и ПП — с пружинными 2,
3 приборными камнями. Подпятники типа ПК применяют для прибо-
ров с нормальными условиями работы, а подпятники типа ПП — в при-
борах ударо-, вибро- и тряскопрочных исполнений. При ремонте под-
вижной системы приборов подпятник выворачивают из мостика под-
вижной системы и тщательно осматривают. Основными неисправностями
подпятников являются загрязненность и ржавчина в углублении, а также
трещины и выбоины. Частички грязи и ржавчины очищают деревянной
палочкой, обернутой в папиросную бумагу и смоченной в спирте. Тре-
щины и выбоины в камне подпятника определяют с помощью микро-
скопа или бинокулярной лупы. Неисправные приборные камни подлежат
замене.
Рамки приборов. Рамка является одной из ответственных деталей
приборов. Она должна быть легкой, жесткой, негигроскопичной, иметь
строго определенное сопротивление и число витков. Несоблюдение этих
требований приводит к грубым искажениям показаний приборов. Рамки
для пирометрических приборов наматывают медным изолированным
проводом диаметром 0,06 — 0,14 мм и для облегчения веса подвижной
системы выполняют бескаркасными. При обрыве или других повреж-
дениях рамки ее необходимо заменить новой или перемотать согласно
техническим данным прибора. При отсутствии технических данных для
определения параметров рамки поврежденную рамку разрезают поперек
и определяют число витков и диаметр провода.
Намотку бескаркасных рамок производят на намоточных станках
с помощью специального шаблона (рис. 65), основание которого 5 раз-
резано на четыре части (вкладыша) и снабжено сквозными шпильками.
Эти шпильки 4 входят в отверстия 2 левой и правой пластин 1, которые
сжимают болтом с гайкой, проходящим через отверстие 3. Размер осно-
вания должен соответствовать внутреннему размеру рамки. Основание
шаблона и пластины изготовляют из стали, затем их хромируют и поли-
руют. Перед намоткой рамок шаблон разбирают, протирают внутреннюю
108
сторону пластин и основание ваткой, смоченной спиртом, и слегка сма-
зывают техническим вазелином. При намотке провод должен ложиться
с оптимальным натягом, не вызывающим удлинения и обрыва провода.
При этом каждый ряд намотки покрывают бакелитовым лаком при по-
мощи мягкой кисточки. После намотки делают окончательную пропит-
ку обмотки. Намотанные и пропитанные лаком рамки подлежат поли-
меризации непосредственно на шаблонах, придающих рамкам механи-
ческую прочность и гигроскопичность. Полимеризацию выполняют при
температуре до 170 °C и давлении 0,6 МПа.
Полимеризатор представляет собой термостат с регулировкой тем-
пературы от 0 до 200 °C, в котором помещается герметически закры-
ваемый бачок. Термостат нагревают до 50 °C, помещают в него шаблоны
с рамками, герметически закрывают бачок, в который подается воздух
через кран. Когда давление воздуха достигнет 0,6 МПа, кран перекры-
вают. В течение 1,5 ч повышают температуру до 170 °C и производят
выдержку в течение 1 ч. Включают термостат, охлаждают до 100 °C, че-
рез трехходовой кран уменьшают давление воздуха до атмосферного и
охлаждают термостат до комнатной температуры. Снятие рамок необхо-
димо производить с большой осторожностью, чтобы не повредить обмот-
ку. Сначала снимают пластины, а затем осторожно вынимают вкладыши.
В случае отставания нескольких витков при снятии, подмазывают
отставшие витки бакелитовым лаком, выдерживают рамки на воздухе
в течение 2 — 3 ч и вторично помещают их без шаблонов в полимериза-
тор, нагретый до 50 °C. Поднимают давление до 0,4 МПа и равномерно
повышают температуру в течение 1,5 ч до 120 °C. Выдерживают рамки
в течение 1 ч, охлаждают до 50 °C и снимают давление.
Изготовленные рамки необходимо испытать на отсутствие коротко-
замкнутых витков. Концы провода рамки от эмалевой изоляции зачи-
щают тонкой шлифовальной шкуркой, наклеенной на внутренние сторо-
ны пинцета, при этом необходимо соблюдать осторожность, чтобы не
оборвать провод и не повредить изготовленную рамку.
Спиральные пружины. Спиральные пружины служат для создания
момента противодействия, и, следовательно, их работа оказывает непос-
редственное влияние на правильность показаний прибора. В процессе дли-
тельной эксплуатации спиральные пружины могут терять свои упругие
свойства, в них появляются трещины и изломы. При ремонте приборов
непригодные спиральные пружины подлежат замене. При незначитель-
ных деформациях пружину выправляют, для этого ее отпаивают и кла-
дут на гладкое стекло, под которое подложен лист белой бумаги. Пру-
жину выпрямляют двумя пинцетами, придавая ей форму правильной
архимедовой спирали. В большинстве же случаев пружины приходит-
ся заменять новыми. Новая спиральная пружина должна иметь тот же
момент и наружный диаметр, что и заменяемая. Момент пружины может
быть определен следующим образом. Вскрывают прибор, отводят стрел-
ку на конец шкалы и в таком положении с помощью разновесов урав-
новешивают подвижную систему. Противодействующий момент пружи-
109
ны определяют при ее закручивании на 90°. Так как во многих пиро-
метрических милливольтметрах угол поворота подвижной системы сос-
тавляет меньше 90°, то момент противодействия (Н - м) приводят к 90°
по следующей формуле:
90
М,о =-----М,
а
где Afgo — противодействующий момент пружины, при ее закручивании
на 90°; М — то же при угле поворота, не равном 90°; а — угол поворота
подвижной системы.
Сборка букс с кернами. Запрессовку кернов в буксы можно произ-
водить с любой стороны, если буксы имеют проходное отверстие. Бук-
су 2 (рис. 66) устанавливают на основание 3, имеющее углубление для
установки буксы и отверстие для прохода керна. Керн 1 пинцетом встав-
ляют в отверстие буксы и легким постукиванием по торцу керна часо-
вым молоточком запрессовывают керн в буксу. При этом он должен
располагаться строго перпендикулярно к основанию буксы, а незаточен-
ный торец керна должен быть заподлицо с основанием буксы. Если
букса не имеет проходного отверстия или керн необходимо запрессо-
вать в ось подвижной системы, то зту операцию выполняют при помо-
щи специального пуансона (рис. 67).
Буксу устанавливают на металлическое основание, керн пинцетом
вставляют в отверстие буксы и легким постукиванием часовым молоточ-
ком по пуансону запрессовывают керн.
Сборка подвижной системы. Подвижную систему собирают в следу-
ющем порядке: приклеивают буксы с кернами к рамке, приклеивают
держатель, припаивают моментные пружины, собирают указатель и
баланс.
Сборка рамки с буксами является одной из ответственных опера-
ций, так как в собранном состоянии несоосность вершин кернов не
должна превышать 0,2 мм.
Для качественной сборки подвижной системы обычно используют
Рис. 67. Пуансон для запрессовки керна
Рис. 68. Приспособление для центровки и наклейки букс с
кернами
ПО
Рис. 69. Подставка для крепления подвижной системы
специальные приспособления, одно из которых изображено на рис. 68.
Рамку устанавливают на вкладыше 4 приспособления, которое раздви-
гают поворотом ручки эксцентрика 1. При этом рамка жестко фикси-
руется. Буксы с кернами, предварительно очищенные и промытые бен-
зином, устанавливают в держателе 3. На склеиваемые поверхности букс
и рамки наносят два слоя клея с промежуточной сушкой в течение
5 мин. Поочередно совмещают положение букс и рамки таким образом,
чтобы края оснований буксы расположились параллельно краям рамки.
Плавно отпуская фиксаторы 2, прижимают буксы к поверхности рамки.
Приспособление устанавливают в термостат и сушат в течение 1 ч при
температуре 80 или 120 °C, если был использован соответственно клей
БФ-4 или БФ-2, с последующим охлаждением в термостате до комнат-
ной температуры.
Как известно, неравномерность делений шкал логометров зависит
от угла между внутренней и наружной рамками: чем меньше угол между
рамками, тем меньше деления шкалы прибора. Для некоторых лого-
метров этот угол — постоянный и определяется конструкцией рамко-
держателя. В других логометрах рамкодержатель отсутствует, поэтому
при сборке подвижной системы данных приборов в приспособлении для
приклейки букс с кернами необходимо предусматривать фиксацию угла
между рамками, равного 17° ± 30'. При сборке подвижных систем ло-
гометров необходимо также учитывать направление намотки рамок.
Намотка должна быть взаимно противоположной, т. е. одна рамка долж-
на быть навита в левую сторону, другая — в правую. Дальнейшие опера-
ции сборки подвижной системы целесообразно производить, укрепив
рамку с буксами на специальной подставке, показанной на рис. 69.
Для чего подвижную систему устанавливают на держатель 3 и закреп-
ляют с помощью пружины 2 и гаек 1.
С особой осторожностью следует выполнять подгонку и пайку спи-
ральных пружин. Первоначально по технической характеристике прибора
определяют необходимый противодействующий момент спиральных пру-
жин или измеряют его опытным путем. Исходя из геометрических раз-
меров старых пружин определяют внутренний и наружный диаметр
ш
спиральных пружин. Диаметры могут быть установлены измерение^
расстояния между внутренними и внешними пружинодержателями.
Обрезают внутренний конец пружины с таким расчетом, чтобы ось
неподвижной системы была в центре внутреннего витка пружины. При
помощи крокусной шкурки наклеенной на концы пинцета зачищают
концы пружины. Внутренний конец спиральной пружины загибают в
виде петли.
Пайку внутреннего конца пружины легче осуществлять при помощи
шаблона из плотной бумаги или тонкого картона (рис. 70). Шаблон 5
крепят на буксе 2 и при помощи пинцета на него укладывают спираль-
ную пружину 4. Пайку производят микропаяльником с использованием
припоя ПОС-61 или ПОС-90 и флюса ЛТИ№ 120 с последующей промыв-
кой спиртом. Подпаянные пружины должны иметь правильную форму
и находиться в плоскостях, параллельных торцовой части рамки. У
милливольтметров обе спиральные пружины устанавливают на закру-
чивание. У логометров Л-64, ЛР-64-02, U169000 и Ш69006 верхнюю спи-
ральную пружину устанавливают на закручивание, а две нижние — на
раскручивание. У логометров типа Ш69001 и П169002 верхняя и самая
нижняя спиральные пружины работают на закручивание, а вторая сни-
зу — на раскручивание. Указатель, удлинитель указателя и держатели
закрепляют клеем БФ-4.
Сборка измерительного механизма. Сборка измерительного меха-
низма является одной из ответственных операций. Качество сборки
Рис. 70. Пайка моментных пружин:
1 — выводы рамки; 2 — букса; 3 — защитный
колпачок; 4 — спиральная пружина; .5 — шаб-
лон; 6 — пружинодержатель
Рис. 71. Измерительный механизм с наруж-
ным магнитом
112
измерительного механизма определяет качество работы всего прибора.
Перед сборкой при помощи лупы необходимо убедиться в чистоте под-
вижной системы и неподвижных элементов измерительного механизма.
Пылинки и ворсинки с элементов подвижной системы, деталей полюс-
ных наконечников и обоймы удаляются за счет их обжига с помощью
горелки. При сборке измерительного механизма с наружным магнитом
(рис. 71) предварительно собирают подвижную систему 3 с обоймой 1
и сердечником 2. На подвижной системе проверяют правильность уста-
новки моментных пружин, кернов, стрелкодержателя и балластных
грузиков. Затем собирается верхний мостик 5, устанавливают верхний
подпятник, пружинодержатель, рычаг корректора, пружинную шайбу
и контргайку.
На нижней части обоймы устанавливают все перечисленные детали
за исключением корректора. Подвижную систему вместе с сердечником
вставляют в обойму и сердечник при помощи винтов 4 крепят к обойме.
Верхний и нижний подпятники вывинчивают заподлицо с мостиком и
обоймой. Подвижную систему устанавливают на верхнюю часть сердеч-
ника, затем нижний подпятник подводят к керну, который осторожно
направляют в кратер камня. При дальнейшем ввинчивании нижнего
подпятника подвижную систему поднимают таким образом, чтобы за-
зоры вдоль оси между рамкой и сердечником сверху и снизу были
одинаковыми.
Затем укрепляют верхний мостик винтами и опускают верхний
подпятник, одновременно придерживая подвижную систему за стрел-
кодержатель, направляя верхний керн в кратер камня. В собранной
обойме с подвижной системой боковые зазоры между' рамкой и сердеч-
ником должны быть равномерными по всему повороту подвижной
системы. Собранную подвижную систему с обоймой устанавливают
между полюсными наконечниками магнитной системы. Так как магнит-
ная система намагничена, то сердечник может быть притянут к полюс-
ному наконечнику, при этом возможно повреждение рамки. Чтобы
этого не произошло, подвижную систему с обоймой устанавливают при
помощи цетрирующей втулки, выполненной из немагнитного материала.
Центрирующая втулка не только защищает рамку от повреждения, но
также играет роль калибра для получения равномерного кольцевого
воздушного зазора между полюсными наконечниками и сердечником.
Неравномерность воздушного зазора создает неравномерное маг-
нитное поле, что, в свою очередь, приводит к неравномерности шкалы
прибора. Поэтому наружный диаметр центрирующей втулки должен
точно соответствовать внутреннему диаметру полюсных наконечников,
а внутренний — наружному диаметру сердечника. Втулку У (рис. 72)
вставляют между полюсными наконечниками 3, после чего устанавли-
вают подвижную систему 2 с обоймой. После закрепления обоймы
винтами, центрирующую втулку удаляют. При сборке измерительных
механизмов с внутрирамочным магнитом (рис. 73) после установки
подвижной системы 5 на внутрирамочный магнит 4 осторожно наде-
вают кольцевой магнитопровод 2, который укрепляют винтами 3.
113
Рис. 73. Измерительный механизм с внутрирамочным магнитом:
1 — приливы; 2 — кольцевой магнитопровод; 3 - винт; 4 - внутрирамочный
магнит; .5 — подвижная система; 6 — корректор
Для центровки магнитопровода также используют центрирующую
втулку. После сборки подвижной и магнитной систем осуществляют
пайку наружных концов верхней и нижней спиральных пружин. Для
этого подвижную систему устанавливают в крайнее левое положение
(примерно соответствующее началу шкалы прибора), пружинодержа-
тель ставят в среднее положение, а конец наружного витка пружины
выгибают на уровне пружинодержателя. Отогнутый конец витка пружи-
ны должен заходить в пружинодержатель.
Измерительный механизм необходимо установить в положение,
при котором ось вращения подвижной системы расположена вертикаль-
но, а спиральная пружина находится в горизонтальной плоскости. Пайку
наружного конца пружины выполняют припоем ПОС-90. При сборке
измерительного механизма важной операцией является регулировка
осевого зазора. В большинстве конструкций пирометрических милли-
вольтметров и логометров подвижная система имеет вертикальную ось
вращения.
Приборы с вертикальной осью вращения более чувствительны по
сравнению с приборами с горизонтальной осью вращения. Однако такая
конструкция обладает и существенным недостатком — большой погреш-
ностью при опрокидывании подвижной системы. В подвижной системе,
вращающейся на кернах, между верхней парой приборный камень—керн
всегда имеется зазор. Ликвидировать этот зазор нельзя, так как неоди-
наковое температурное расширение деталей измерительного механизма
может привести к сильному трению между подпятниками и кернами,
вплоть до заклинивания подвижной системы. При малом осевом зазоре
114
рдожет произойти смятие керна и повреждение приборного камня, а при
большом осевом зазоре возникает дополнительная погрешность от опро-
кидывания подвижной системы и увеличение трения подвижной систе-
мы. В пирометрических приборах осевой зазор обычно составляет 50—
60 мкм и установить его без использования специального приспособле-
ния сложно. При ремонте приборов осевой зазор обычно устанавливают
”на ощупь”. Для этого приподнимают подвижную систему за держатель
или стрелку и определяют осевой зазор. Регулировку осевого зазора
подвижной системы осуществляют поворотом верхнего подпятника.
Это нужно делать очень осторожно и аккуратно. Проверку регулировки
осевого зазора выполняют после нагрева прибора до 50 °C в термостате.
При правильно отрегулированном осевом зазоре подвижная система
легко перемещается, не имеет заеданий и повышенного трения.
В приборах, имеющих подпружинные приборные камни в подпятни-
ках, осевой зазор определяют путем легкого покачивания подвижной
системы за стрелку или держатель в горизонтальной плоскости. При
этом величина бокового зазора должна быть в пределах 50 — 80 мкм.
При сборке измерительных механизмов необходимо правильно
выбирать соотношение радиуса закругления подпятника и радиуса
закругления керна. Если радиус закругления керна мал, трение в опорах
будет минимальным, такой прибор будет иметь минимальную вариацию
показаний, но меньшую надежность. Кроме этого, при таком подборе
соотношения резко возрастает давление на приборный камень, что при-
водит к его быстрому износу. Обычно соотношение между радиусом
закругления подпятника 7? и радиусом закругления керна г для пиро-
метрических милливольтметров должно быть не менее R/r = 44-5.
Технические характеристики основных измерительных механизмов
милливольтметров и логометров приведены в табл. 20.
r F Таблица 20
Тип прибора Керн Материал маг- нита Индукция в воз- душном зазоре, Тл, не менее
М-64 МР-64-02 Ш4500 Б 0,5X5X0,05 ЮНД14ДК-24 0,26
Ш4501 ММ-06 Ш69003 Б 0,5X5X0,35 ЮНДК-24 0,25
МКД-50 МКД-018 Б 0,5X5X0,05 ЮНДК-24 0,36
Л-64 Л-64-02 Б 0,5X5X0,05 ЮНДК-24 0,4
Ш69000 1П69006 ЛМ-06 Ш69001 Б 0,5X5X0,05 ЮНДК-24 0,2
Ш69002
Примечание. В приборах, указанных в таблице, используются подпятники
типа ПАК 1,5X0,20.
115
Уравновешивание подвижной системы измерительного механизма.
Уравновешивание подвижной системы милливольтметров и логометров
выполняют путем перемещения балансных грузиков по резьбе баланс-
ных стержней с тем, чтобы добиться совмещения центра тяжести системы
с ее осью вращения. Подвижные системы милливольтметров, шкалы
которых начинаются с нуля, уравновешиваются обесточенными. Под.
вижные системы милливольтметров, шкалы которых начинаются не
с нуля, а также логометров уравновешиваются под током.
Обычно балансировку приборов осуществляют в следующем поряд-
ке. Корректором устанавливают стрелку прибора на начальную отметку.
Прибор размещают так, чтобы ось рамки была расположена горизон-
тально и грузики находились ниже стрелки. Определив преобладающий
момент вращения, перемещением грузиков, добиваются установки
стрелки на начальную отметку шкалы. Перемещая грузики, устанавли-
вают равновесие подвижной системы при наклоне прибора в четырех
направлениях. При уравновешивании перемещение грузиков выполняют
специальным ключом или горячим паяльником. По окончании уравнове-
шивания грузики закрепляют шеллаком.
Магнитные системы измерительных механизмов. Постоянный магнит
совместно с полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником
образует магнитную систему прибора и служит для создания магнитного
потока. С течением времени вследствие старения магнитные системы
теряют свои свойства. Причинами частичной потери магнитных свойств
являются физико-химические изменения структуры материала, измене-
ние температуры, действие внешних магнитных полей и вибрации, удары.
При ремонте приборов измерительный механизм подлежит разборке,
в результате чего магнитная энергия магнита ослабевает, так как в при-
борах с внутрирамочным магнитом происходит полный разрыв магнит-
ного потока, в приборах с внешним магнитом — значительное увеличение
воздушного зазора. Поэтому после ремонта магнитной системы необхо-
димо измерить магнитную индукцию в воздушном зазоре и в случае
необходимости произвести намагничивание и магнитное старение.
Намагничивание магнитной системы приборов выполняют на спе-
циальных установках (рис. 74). Магнит или магнитную систему с учетом
полярности помещают в зазоре между полюсными наконечниками 7 и 2
и пропускайте по катушке электромагнита 5 постоянный ток. Зазор меж-
ду полюсами электромагнита можно изменять путем перемещения по-
люса с помощью рукоятки 4. Намагничивание происходит в доли секун-
ды. Чтобы после намагничивания не прерывать магнитной цепи, целе-
сообразно производить намагничивание не отдельного магнита, а изме-
рительного механизма в сборе.
При намагничивании измерительного механизма необходимо, чтобы
обмотка рамки была разомкнута, а подвижную систему нужно предо-
хранять от ударов закладыванием деревянных клиньев в зазор между
магнитом и магнитопроводом. Магнитные системы намагничивают до
полного насыщения, что определяют по значению магнитной индукции
в воздушном зазоре.
116
J
/
Рис. 74. Установка для намагничивания и размагничивания постоянных магнитов
Для стабилизации магнитных свойств магнитов осуществляют
структурное и магнитное старение. При ремонте приборов выполняют
лишь магнитное старение, которое заключается в уменьшении магнит-
ного потока на 10 — 20 % путем воздействия на магнитную систему
переменного магнитного поля. Чем больше величина размагничивания,
тем выше стабилизация магнитной системы. Размагничивание происхо-
дит при сближении электромагнита с измерительным механизмом при-
бора.
Определение диапазона измерения милливольтметров. Как известно,
угол поворота подвижной системы милливольтметра или диапазона
измерения определяют по формуле
2г В Ln
а =-------- I,
W
где 2г — ширина рамки; В — магнитная индукция в воздушном зазоре;
I — ток, проходящий в рамке; L — активная длина рамки; п — число
витков рамки; И* — удельный момент противодействия, определенный
упругими свойствами и размерами пружины.
Величины г, L, п — постоянны в процессе эксплуатации и ремонта.
Магнитная индукция в зазоре и упругость моментных пружин изменяют
свои первоначальные характеристики во времени в зависимости от усло-
вий эксплуатации. Таким образом, для определения диапазона измере-
ния прибора можно использовать три величины: магнитную индукцию В,
упругость моментных пружин и ток I, проходящий через прибор. Самый
простой способ изменения диапазона измерения — это изменение тока,
проходящего по рамке прибора. Для уменьшения или увеличения тока
изменяют величину добавочного сопротивления Вд. Увеличение добавоч-
ного сопротивления не вызывает ухудшения технических характеристик
прибора и поэтому допускается в любых пределах. Уменьшение доба-
вочного сопротивления Вд вызывает уменьшение внутреннего сопротив-
ления прибора, отчего возникает дополнительная температурная погреш-
117
ность, что допускается только в определенном диапазоне, т. е. не ниже
значения, установленного техническими требованиями. Изменение мо-
мента противодействия в сторону уменьшения также недопустимо, так
как при этом ухудшается в прямо пропорциональной зависимости коэф-
фициент добротности прибора. Для получения заданного диапазона из-
мерения милливольтметра обычно восстанавливается магнитная индук-
ция в воздушном зазоре измерительного механизма, путем его намаг-
ничивания. После восстановления индукции в воздушном зазоре опре-
деляют диапазон измерения путем изменения добавочного сопротивле-
ния Лд. Для этого добавочное сопротивление выпаивают и вместо него
подключают магазин сопротивления с классом точности не ниже 0,05.
Корректором устанавливают указатель прибора на начальную от-
метку шкалы. От источника регулируемого напряжения подают на
милливольтметр ЭДС, соответствующую верхнему пределу измерения.
Изменяя сопротивление магазином сопротивления, устанавливают стрел-
ку милливольтметра на конечную отметку шкалы. По значению сопро-
тивления, полученному на магазине сопротивления, изготовляют резис-
тор (с учетом сопротивления соединительных проводов) и устанавли-
вают его в прибор.
Определение диапазона измерения логометров. Углы поворота
подвижной системы логометров определяются отношением токов,прохо-
дящих по рамкам; они зависят от соотношения сопротивлений плеч
измерительного моста логометра, следовательно, изменение диапазона
измерения можно получить, изменяя сопротивление- плеч мостовой
схемы. Для определения диапазона измерения логометра необходимо
установить начальную отметку шкалы, что достигается изменением зна-
чения сопротивления резистора R1 (рис. 75). После этого изменением
сопротивления R4 устанавливают стрелку прибора на конечную отметку
шкалы. Обычно в логометрах сопротивления плеч R2 и R3 равны между
собой, а изменением сопротивления резистора R1 достигается равновесие
плеч R1 и Kt + R6. Увеличение сопротивления резистора R1 приводит к
снижению показаний логометра. Изменение сопротивления резистора R4
влияет на распределение токов, проходящих через рамки логометра.
Увеличение сопротивления резистора R4 приводит к уменьшению пока-
заний по шкале прибора, причем в начале и конце шкалы это изменение
сказывается значительно больше, чем в середине. Определение диапазона
измерения логометра производят следующим образом. Выпаивают .резис-
торы R1 и R4 и взамен их подключают магазины сопротивления Ml и
М2 (рис. 76) класса точности не менее 0,05; вместо датчика подключают
третий магазин сопротивления М3 класса точности не ниже 0,05. Наби-
рают на магазинах сопротивления Ml и М2 значения сопротивлений,
соответствующие значениям резисторов R1 и R4, а на магазине М3 —
значение сопротивления, соответствующее среднему значению диапазона
измерения. При этом следует учитывать сопротивление внешних линий:
0,5 /?л на магазине Ml и 0,5 Rn на магазине М3. Включают питание лого-
метра и изменением сопротивления на магазине Ml добиваются, чтобы
118
Рис. 75. Принципиальная схема логометров Л-64
и Ш69000
Рис. 76. Схема юстировки логометра
стрелка логометра установилась на середину шкалы логометра. Пооче-
редно устанавливают на магазине М3 значение сопротивления, соответ-
ствующее начальному и конечному значениям диапазона измерения
логометра, и изменением значения сопротивлений магазинов Ml и М2
добиваются установки логометра на начальной и конечной отметках
шкалы. По значениям сопротивлений, полученных на магазинах сопро-
тивлений Ml и М2, изготовляют резисторы R1 и R4 и устанавливают их
в прибор. Перед определением диапазона измерения необходимо изме-
рить индукцию в воздушном зазоре в средней части магнитной системы.
Если магнитная индукция окажется заниженной, магнитную систему
измерительного механизма необходимо намагнитить.
После ремонта пирометрических милливольтметров и логометров
зачастую возникают необходимость в их градуировках. Процесс градуи-
ровки приборов заключается в нанесении на шкалу прибора отметок,
соответствующих определенным значениям ЭДС или сопротивления.
Градуировку осуществляют по образцовым приборам, в качестве
которых для милливольтметров применяют потенциометры постоян-
ного тока, а' для логометров—образцовые магазины сопротивлений.
Приступая к градуировке прибора, в первую очередь устанавливают
расположение крайних отметок шкалы. Если сохранилась первоначаль-
ная шкала, следует воспользоваться ее разметкой. Если прибор градуи-
руют заново, то сначала определяют и настраивают диапазон шкалы.
Градуировку милливольтметров выполняют следующим образом.
Стрелку прибора устанавливают корректором на нулевое значение
шкалы (у приборов с безнулевой шкалой начальная точка подлежит
градуировке) и производят отметку нулевой точки. Проверяют работу
119
корректора относительно намеченной точки с таким расчетом, чтобы
корректор перемещал стрелку от нулевой отметки вправо и влево не
менее чем на ± 3 % длины шкалы.
Подключают милливольтметр к источнику регулируемого напря-
жения и прибор настраивают с помощью добавочного сопротивления,
чтобы при установке стрелки на максимальной отметке напряжение
соответствовало требуемому пределу измерения. Плавно уменьшая
напряжение, устанавливают расчетные градуировочные значения по
образцовому прибору и с помощью карандаша наносят отметки против
конца стрелки. На нулевой отметке напряжение отключают и проверяют
правильность возврата стрелки в нулевое положение. После этого плавно
увеличивают напряжение, останавливаются на тех же расчетных точках
и снова наносят соответствующие отметки. Если вариация показаний
прибора мала, то эти отметки будут почти совпадать с первоначальными.
Окончательные отметки при вычерчивании шкалы ставят между штриха-
ми, нанесенными при прямом и обратном ходах стрелки. За счет этого
снижается погрешность прибора от вариации.
Для градуировки логометров вместо датчика подсоединяют образцо-
вый магазин сопротивления. На магазине сопротивления набирают зна-
чение сопротивления, соответствующее начальной отметке шкалы, с
учетом внешнего сопротивления линии. Включают питание логометра
и отмечают начальную точку шкалы. Устанавливая сопротивление на
магазине сопротивления, соответствующее градуировочным отметкам,
градуируют остальные точки. Окончательные отметки при вычерчивании
шкалы ставят между штрихами, нанесенными при прямом и обратном
ходе стрелки. Длину наименьшего деления шкалы необходимо выбирать
в соответствии с техническими требованиями на шкалы. При этом стрел-
ка прибора должна перекрывать это деление на 1/4 — 3/4 его длины.
Характерные неисправности и способы их устранения пирометрических
милливольтметров и логометров приведены в табл. 21.
Таблица 21
Характер неисправ-
ности
Причина неисправ-
ности
Способ устранения
При подаче напряже-
ния на клеммы прибо-
ра указатель не от-
клоняется
Пирометрические милливольтметры
При плановой пода-
че ЭДС на поверяе-
мый прибор указа-
тель движется рыв-
ками
Заарретирован при-
бор. Обрыв электри-
ческой цепи
Обрыв рамки
прибора
Затирание подвиж-
ной системы в рабо-
чем зазоре рамки;
подвижная система
касается сопутствую-
щих деталей прибора
Разарретировать
прибор. Прозвонить
электрические цепи,
найти обрыв и устранить
Заменить рамки
Разобрать подвижную
систему и тщательно
осмотреть рамочный
зазор и ход подвижной
системы, устранить
затирание, собрать и
отрегулировать подвиж-
ную систему
120
Продолжение табл. 21
Характер неисправ- ности Причина неисправ- ности Способ устранения
При плавном изме- Затупились керны Разобрать подвижную
нении ЭДС на кием- подвижной системы, систему, заточить и
мах прибора наблю- загрязнены или по- отполировать керны
дается большая ва- риация показаний вреждены приборные камни или заменить их
при прямом и обрат- ном ходах
Указатель прибора Большой зазор Отрегулировать за-
имеет большой люфт между верхним кер- ном и приборным камнем зорв верхнем сочле- нении подвижной сис- темы керн—приборный камень
При наклоне прибора Не уравновешена Уравновесить под-
от рабочего положе- подвижная система вижную систему
ния на угол, допу- стимый нормами, по- грешность превышает допустимую
При поверке прибо- Потеря индукции в Намагнитить маг-
ра наблюдается ра- вномерное заниже- воздушном зазоре магнитной системы нитную систему
ние показаний Указатель прибора не установлен кор- ректором на нулевую отметку Установить указа- тель на нулевую от- метку
При поверке прибо- Пробит терморе- Проверить исправ-
ра наблюдается ра- вномерное завыше- ние показаний зистор или шунт ность терморезисто- ра и шунта, при не- обходимости заменить Не включено пита- Включить питание ние элемента компен- сации температуры свободных концов тер- моэлектрического тер- мометра Не исправен элемент Проверить элемент компенсации темпе- и произвести наладку ратуры свободных концов Указатель прибора Установить корректором не установлен на указатель прибора на нулевую отметку нулевую отметку Термокомпенсаци- Установить правиль- онный шунт выведен но термокомпенсацион- из положения шун- ный шунт тирования Короткое замыкание Проверить внутреннее добавочного сопроти- сопротивление прибора, вления перемотать добавочное сопротивление Неправильно уста- Установить сопротив- новлено сопротивле- ление внешней линии, ние внешней линии указанное на шкале прибора
121
Продолжение табл. 21
Характер неисправ- ности Причина неисправ- ности Способ устранения
Указатель прибора Усталость против о- Сменить противо-
при плавном сниже- нии напряжения не устанавливается на нулевую отметку действующих пружин действующие пружины
Большое занижение Закорочена часть Разобрать прибор,
показаний прибора витков в рамке прибора проверить рамку на наличие коротко зам- кнутых витков
Большая вариация Затупились керны; Заточить и отполи-
показаний прибора трещины или шерохо- ватости в прибор- ных камнях ровать керны, заменить приборные камни
Наблюдается пог- Раковины или тре- Заменить магнит или
решность в одной или нескольких точках по шкале прибора щины в магните или полюсные наконечники полюсных наконечни- ках Пирометрические логометры
Указатель прибора Заарретиров ан Разарретировать
не отклоняется от прибор. Отсутству- прибор. Проверить
начальной отметки при подаче входно- го сигнала ет питание логомег- ра Обрыв электри- ческой цепи питание Устранить обрыв
При плавном изме- То же, что у милли- То же, что и д ля
нении входного со- противления указа- тель прибора дви- жется рывками вольтметров милл ивол ьтм егров
При плавном изме- То же, что у мил- То же, что и для мил-
нении входного сопротивления при прямом и обратном ходах наблюдается большая вариация показаний прибора ливольтметров ливольтметров
Указатель прибора То же, что у мил- То же, что и для мил-
имеет большой люфт ливольтметров ливольтметров
При наклоне прибора То же, что у мил- То же, что и для мил-
от рабочего положе- ния на угол, допус- тимый нормами, пог- решность превышает допустимую ливольтметров ливольтметров
При включении на- пряжения указатель Обрыв рамок Проверить и заменить рамки
прибора резко от- Обрыв в моего- Проверить и устра-
брасывается на ко- нец или начало вой измерительной схеме нить обрыв
шкалы
122
Продолжение табл. 21
Характер неисправ-
ности
Причина неисправ-
ности
Способ устранения
При поверке при-
бора наблюдается
погрешность в на-
чале или конце
шкалы
При проверке при-
бора по контроль-
ной точке наблюда-
ется погрешность,
превышающая до-
пустимую
При уменьшении пи-
тания логометра на
20 % ниже номиналь-
ного наблюдается
погрешность, пре-
вышающая допусти-
мую
При поверке прибо-
ра наблюдается не-
равно мерная по шка-
ле погрешность, пре-
вышающая допустимую
Указатель прибора
не отклоняется от
начальной отметки
при подаче входно-
го сигнала
Неустойчивые по-
казания прибора
Указатель прибора
отклоняется влево
от начальной отмет-
ки (для приборов
МВУ6-41)
Указатель прибора
отклоняется влево или
вправо до упора (для
приборов МВУ6-42)
Неправильно
подобраны резисторы
мостовой измеритель-
ной схемы
Неправильно по-
догнан эквивалент-
ный резистор
Неправильная ус-
тановка безмомент-
ных вводов
Неправильный вы-
бор номиналов без-
моментных вводов
Неправильный угол
между рамками
Приборы МВУ6
Неисправен мил-
ливольтметр
Обрыв внутри бло-
ка
Нет питания пре-
образователя тер-
мопреобразователя
сопротивления
(для приборов
МВУ6-42)
Плохой контакт в
соединительных про-
водах милливольт-
метра или блока
Неправильная по-
лярность при подсо-
единении входной
ЭДС
Неправильная по-
лярность при под-
соединении милли-
вольтметра
Обрыв или короткое
замыкание в блоке
или соединитель-
ных проводах
Выполнить подгонку
резисторов мостовой
измерительной схемы
Установить пр гра-
дуировочной таблице
значение сопротивле-
ния эквивалентного
резистора и произвес-
ти подгонку
Заменить безмомен-
тные вводы
То же
Разобрать подвижную
систему и подобрать
угол между рамками.
Уменьшение угла дает
сужение делений, уве-
личение - расширение
Осуществить поверку
милливольтметра, при
необходимости отремон-
тировать
Проверить блок, уст-
ранить обрыв
Поэлементно прове-
рить исправность си-
лового трансформатора
и стабилизированного
выпрямителя, устранить
неисправность
Проверить и устранить
Поменять полярность
То же
Проверить и устра-
нить
123
Продолжение табл. 21
Характер неисправ-
ности
Причина неисправ-
ности
Способ устранения
При проверке при-
бора наблюдается по-
грешность. превыша-
ющая допустимую
Ложная сигнализа-
ция цепи обрыва
термоэлектрического
термометра
Не работает ре-
гулирующее уст-
ройство (для прибо-
ров МВУ6-41Ки
МВУ6-42К)
Указатель милли-
вольтметра не уста-
новлен на начальную
отметку
Погрешность по-
казаний милливольт-
метра
Элемент компенса-
ции свободных концов
термоэлектрического
термометра вносит
погрешность, превы-
шающую допустимую
(для приборов
МВУ6-41)
Элемент преобра-
зователя термопре-
образователя сопро-
тивления вносит пог-
решно сть, превышаю-
щую допустимую (для
приборов МВУ6—42)
Нет питания эле-
мента компенсации
свободных концов
термоэлектрического
преобразователя
(для приборов
МВУ6-41)
Неправильно уста-
новлено внешнее сопро-
тивление прибора
Обрыв соедини-
тельных проводов
Обрыв измери-
тельной цепи
Вышел, из строя
элемент сигнализа-
ции термоэлектри-
ческого термометра
Вышли из строя
трансформатор, реле,
усилитель (УС) или
фоторезисторы
Отсутствует или
плохой контакт в
штепсельном разъеме
между блоком
и милливольтметром
Установить коррек-
тором указатель на
начальную отметку
Осуществить повер-
ку милливольтметра,
при необходимости
отремонтировать
Проверить элемент
автоматической ком-
пенсации температуры
свободных концов тер-
моэлектрического пре-
образователя и провес-
ти наладку
Проверить элемент
преобразователя тер-
мопрео бразователя
сопротивления и про-
извести наладку
Поэлементно про-
верить исправность
силового трансформа-
тора и стабилизиро-
ванного вьшрямителяь
устранить неисправ-
ность
Установить соответ-
ствующее значение
внешнего сопротивления
Устранить обрыв
Устранить обрыв
Выполнить поэлемент-
ную проверку, найти
и устранить причину
неисправности, произ-
вести наладку
Осуществить поэле-
ментную проверку и
устранить причину неис-
правности
Промыть штепсель-.
ные разъемы, устра-
нить нарушение кон-
такта
124
5. РЕМОНТ ОБЩИХ УЗЛОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ
И УРАВНОВЕШЕННЫХ МОСТОВ
Электронные усилители. При работе электронных усилителей могут
возникать неисправности в результате выхода из строя отдельных его
элементов: электронных ламп, транзисторов, резисторов, трансформа-
торов и других радиоэлементов. Наиболее эффективным методом поис-
ков неисправности является проверка прохождения сигнала от каскада
к каскаду с последующей проверкой технических характеристик отдель-
ных элементов неисправного каскада. Последовательность проверки
прохождения сигнала осуществляют с учетом функциональных связей
между каскадами. Перед проверкой усилители подвергают внешнему
осмотру как в отключенном, так и в подключенном к сети питания
состояниях. В результате внешних осмотров может быть установлено
отсутствие свечения нитей накала ламп, изменение цветности резисто-
ров, перегрев трансформаторов и конденсаторов, наличие характерных
запахов, вызванных перегревом покрытий или пропиточных материа-
лов и т. д.
Приступая к поиску неисправностей, целесообразно начать с про-
верки и замены съемных элементов (электронных ламп, вибропреоб-
разователя) годными. Электронные лампы проверяют с использованием
испытателей ламп, а вибропреобразователя — осциллографов. Если
замена съемных элементов не приводит к нормальной работе схемы,
проверяют режим работы ламп и транзисторов. Сравнивая, полученные
данные с контрольными картами напряжений, приложенными в инструк-
циях на конкретный прибор, можно сделать вывод о характере неис-
правности отдельных элементов схемы.
Обычно проверку электронных усилителей (рис. 77) проводят в
следующем порядке. Проверяют схему питания усилителя. Для этого
измеряют напряжение на вторичных обмотках трансформатора. Отсут-
ствие напряжения на одной из вторичных обмоток свидетельствует
об обрыве провода в этой обмотке, что дополнительно можно прове-
рить омметром. Понижение напряжения на всех вторичных обмотках
происходит при замыкании части витков первичной обмотки. Умень-
-шение напряжения на одной из вторичных обмоток свидетельствует
о замыкании витков в этой обмотке. При перечисленных неисправ-
ностях трансформатор подлежит ремонту. После проверки трансфор-
матора приступают к проверке исправности выпрямителя, питающего
' аноды ламп. Для этого ламповым вольтметром измеряют напряжение,
подаваемое с выпрямителя на анод первого каскада усиления (ИЗ).
Отсутствие напряжения может быть вызвано обрывом цепи диодов
VD1 и VD2 выпрямителя, замыканием между обкладками конденса-
торов фильтра С7, С8, С9, обрывом резисторов R8, R11,R12.
Если на аноде второго каскада (V2) напряжение есть, а на аноде
[первого каскада отсутствует, значит оборвана цепь через резистор R8.
Если есть напряжение только на третьем каскаде (ИЗ), это говорит
|О замыкании конденсатора С7 либо об обрыве в резисторах Rll, R8
125
Рис. 77. Принципиальная схема усилителя электронных потенциалов и мостов
лли R9- Отсутствие напряжения на аноде третьего каскада усиления
объясняется замыканием конденсатора С8 или С9, обрывом в резис-
торе R2 или R10 либо обрывом цепи диодов VD1 или VD2. Если нет
напряжения только на аноде третьего каскада, значит вышел из строя
резистор R10.
Утечка тока в конденсаторах приводит к снижению анодного напря-
жения. Так, при утечке на конденсаторе С7 несколько понижается на-
пряжение на анодах первого и второго каскадов усиления. Степень
понижения напряжения зависит от величины утечки. Потери емкости
конденсаторов С8 и С9 приводят к ухудшению фильтрации перемен-
ной составляющей напряжения; в результате на аноды ламп подается
пульсирующее напряжение, степень пульсации которого легко проверить
осциллографом.
Для проверки исправности усилителя мощности на сетки ламп VL3
и VL4 подают переменное напряжение с цепи накала ламп. Если ревер-
сивный электродвигатель начинает вращаться, это значит, что возможна
неисправность в усилителе напряжения: при отсутствии вращения элект-
родвигателя надо искать неисправность в усилителе мощности. Обнару-
женная при проверке фазочувствительного каскада неисправность может
быть связана с выходом из строя ламп VL3 и VL4, с дефектами обмотки
силового трансформатора, обрывом в резисторах R6 и R7 и с порчей
разделительного конденсатора С6. После предварительной проверки
электронных ламп и их питания остается выяснить пригодность указан-
ных выше резисторов и конденсатора. При замыкании резистора R6
сетки заземляются и усилитель не работает. Обрыв этого резистора при-
водит почти к такому же результату; иногда сохраняется небольшая
чувствительность усилителя. При обрыве резистора R7 усилитель не
работает, в этом случае разрывается цепь управляющей обмотки ревер-
сивного электродвигателя. Замыкание резистора R7 приводит к воз-
растанию постоянной составляющей анодного тока в момент баланса,
что может стать причиной перегрева управляющей обмотки реверсив-
ного электродвигателя.
При отсутствии цепи в линии разделительного конденсатора С6 пре-
рывается связь между усилителем напряжения и фазочувствительным
усилителем мощности. Усилитель напряжения проверяют в последнюю
очередь. Проверку начинают с измерения анодного тока всех трех каска-
дов, поочередно, подключая в разрыв анодной цепи миллиамперметры
I, II и III. Для измерений используют миллиамперметры с пределом
измерения 1—2 мА. Отсутствие тока может быть' следствием обрыва
цепи катода или сетки лампы (при условии, что производилась проверка
источников питания и электронных ламп). Это может произойти при
обрыве резисторов автоматического смещения Rl, R2, R3 и утечки сеток
R3 и R4. Уменьшение анодного тока связано с возрастанием сопротив-
ления резисторов Rl, R2, R5.
Причиной увеличения анодного тока может быть замыкание резисто-
ров Rl, R2, R5 пробой конденсатора С2 (для первого каскада усиле-
127
Рис. 78. Схема измерении коэффициента усилении каскадов усилителя напряжения:
а, б - осциллограммы напряжения соответственно на сетке и на аноде
ния), замыкание резисторов утечки сетки R3 и R4, замыкание резисто-
ров анодной нагрузки R8, R9, R10. Дальнейшая проверка усилителя
напряжения состоит в измерении постоянного напряжения на сетках
ламп ламповым вольтметром. Если в конденсаторе С? или С4 большая
утечка, то на сетках второго или третьего каскада появится положитель-
ный потенциал, при котором данный каскад работать не будет.
Окончательно убеждаются в работоспособности усилителя напряже-
ния проверкой коэффициента усиления каждого каскада с помощью
электронного осциллографа. Для этого надо замкнуть между собой
провода входа усилителя и отсоединить провод управляющей обмотки
реверсивного электродвигателя. Затем усилитель подключают к осцил-
лографу до схеме, показанной на рис. 78. Емкость конденсатора С1
должна быть равна 0,01 —0,02 мкФ, а конденсатора С2 — 0,04 — 0,05мкФ.
Усилитель и осциллограф включают в сеть, осциллограф настраи-
вают для измерения напряжений при положении переключателя входного
делителя 1:1- Включив осциллограф на сетку проверяемого каскада,
при небольшом сигнале, снимаемом с делителя Rr (10 — 50 мВ), регу-
лятором чувствительности вертикального усилителя осциллографа до-
биваются высоты изображения на экране 8—10 мм. Далее переключа-
тель входного делителя ставят в положение 1 :10, а зажим осциллографа
переносят на анод проверяемого каскада. Не изменяя положения ручек
на осциллографе измеряют высоту изображения на экране.
128
Рис. 79. Структурная схема полупроводникового усилителя типа У
Коэффициент усиления каскада определяют по формуле: к =
= \GLa/Lc. Нормальное значение коэффициента усиления первого и вто-
рого каскадов может быть в пределах 40 — 50, а третьего каскада в пре-
делах 25 — 30. Можно проверить исправность разделительных конденса-
торов СЗ и С5 и резисторов утечки сетки R3 и R4. Для этого после из-
мерения напряжения на аноде каскада переносят зажим осциллографа
на сетку следующего каскада. Уменьшение высоты изображения более
чем на 5 — 10 % свидетельствует о неисправности разделительного кон-
денсатора или резистора утечки следующего каскада.
Причиной малого коэффициента усиления при исправной лампе
может быть недостаточное сопротивление анодной нагрузки, замыкание
на корпус цепи сетки следующего каскада или малое сопротивление
утечки сетки. Проверку исправности входного и переходного трансфор-
маторов осуществляют путем измерения сопротивления обмоток.
Полупроводниковые усилители. Поступивший на проверку усили-
тель включают в сеть, подавая напряжение 220 В на контакты 1 и 5 штеп-
сельного разъема Ш — Т (рис- 79).
На выход (контакты 3 и 4 штепсельного разъема Ш — УО) подклю-
чают вольтметр переменного тока на рабочее напряжение 15 В или ревер-
сивный электродвигатель. В обмотку возбуждения подают питание
220 В через фазосдвигающий конденсатор.
Если усилитель снят с моста постоянного тока и потенциометра
на вход усилителя (контакты 1 и 2 штепсельного разъема Ш — УП) по-
дают сигнал небаланса от регулируемого источника постоянного тока
в пределах 1 — 2 мВ; если же усилитель снят с моста переменного тока,
на вход его подают сигнал небаланса переменного тока в тех же преде-
лах. При исправном усилителе ротор реверсивного электродвигателя
начинает вращаться (вольтметр покажет напряжение от 9 до 14 В), а
с изменением фазы подаваемого сигнала направление вращения изме-
нится. В противном случае надо искать неисправность.
5 — Ю. Е. Крамарухин
129
Сначала проверяют работу трансформатора Т. Для этого на штеп-
сельном разъеме (соединяющем блоки Т и УО) между контактами у
и 2, а также 2 и 4 измеряют напряжение вольтметром переменного тока;
оно должно быть 16 В. Также проверяют напряжение на контактах 4 и 7
штепсельного разъема Ш — Т, подаваемое для питания измерительной
схемы прибора; оно должно быть 6,3 В. Неисправный трансформатор
заменяют новым или ремонтируют.
Если при исправном трансформаторе усилитель не работает, надо
проверить питание, подаваемое на предварительный усилитель (перемен-
ное 16 В) с выводов 4 и 5 оконечного усилителя УО и входной сигнал,
подаваемый на выводы 2 и 6 оконечного усилителя с предварительного
усилителя.
Для определения неисправности функциональных блоков УО и УП
(усилителей оконечного и предварительного) на вход УО (выводы 2
и 6) подают от регулируемого источника переменного тока напряжение,
имитирующее выход УП. Если ротор реверсивного двигателя будет вра-
щаться, значит неисправен усилитель предварительный, если нет — неис-
правен усилитель оконечный.
Убедившись в исправности силового трансформатора Ти оконечного
усилителя, вновь подают сигнал небаланса на вход в усилитель. Если
ротор реверсивного электродвигателя не вращается, неисправен усили-
тель предварительный. Неисправный функциональный блок заменяют
новым или отремонтированным.
Определение неисправности в измерительной схеме потенциометров.
В качестве примера рассмотрим измерительный блок потенциометра
КСПЗ (рис. 33). Сначала проверяют исправность стабилизированного
источника питания. Для этого, разъединив штепсельный разъем Ш2, к
выводам 1 и 2 со стороны источника питания подключают вольтметр
постоянного тока. Включив питание потенциометра переключателем,
определяют напряжение на входе источника питания. Оно должно быть
равно 5 В. При отсутствии напряжения надо убедиться в наличии напря-
жения питания 6,3 В, снимаемого с блока усилителя 3 (штепсельный
разъем Ш2, выводы 1 и 4). Неисправный источник ремонтируют или за-
меняют годным.
Если источник питания исправен, определяют наличие цепи через
резисторы Rl, R6 и R2 мостовой схемы измерительного блока 2. Для
этого при выключенном питании потенциометра на клеммной колодке
К2, расположенной в центре задней стенки потенциометра, освобождают
винты клемм 4 (+) и 6 (-) и присоединяют к миллиамперметру два
провода, идующих от клеммной колодки к измерительному блоку 2.
Измерительный блок расположен выше клеммной колодки К2. Откло-
нение стрелки миллиамперметра при включенном переключателе В1
покажет наличие цепи. Затем при обесточенном потенциометре под-
ключают к этим же проводам омметр. Стрелка омметра должна пока-
зать сумму сопротивлений резисторов R1,R7, R8, R9 и R2.
Значение суммы указанных сопротивлений можно подсчитать, взяв
130
номинальные значения из таблицы данных резисторов измерительной
цепи в инструкции, прилагаемой к ремонтируемому потенциометру
(штепсельный разъем Ш2 блока 5 разъединяют). Включив переключа-
тель В1 на ’’Контроль”, можно наблюдать уменьшение измеряемого со-
противления, так как параллельно резистору R9 при этом включается
резистор R10. Тем самым проверяют исправность переключателя В1
и наличие цепи через резистор R10. Затем омметр подключают к двум
другим проводам, освобожденным на клеммах 4 и 6 и идущие к блоку
реохорда 1. При наличии цепи омметр покажет эквивалентное сопротив-
ление реохорда 7?э = RR4KR + R4), где R — стандартное сопротивление
реохорда, равное 130 или 270 Ом в зависимости от сплава, применяе-
мого для намотки реохорда; R4 — сопротивление шунтирующего резис-
тора, зависящее от принятой градуировки термоэлектрического преоб-
разователя и предела измерения. Обрыв любой из ветвей измерительной
схемы, а также замыкание цепи резисторов легко обнаружить поэлемент-
ной прозвонкой неисправной ветви.
Несогласование в фазах между сигналом небаланса и напряжением,
на управляющей обмотке реверсивного электродвигателя можно устра-
нить заменой любой пары проводов на клеммах 2 и 3 колодки К2. В
случае несогласования в фазах стрелка потенциометра перемещается
к началу шкалы, когда на вход подан сигнал, соответствующий концу
шкалы, или наоборот.
Определение неисправности в измерительной схеме электронных
уравновешенных мостов. В качестве примера рассмотрим измеритель-
ный блок электронного уравновешенного моста КСМЗ (рис. 34). В пер-
вую очередь следует убедиться, поступает ли питание на измерительную
схему. Для этого присоединяют вольтметр переменного тока к зажимам
6 и 7 клеммной колодки Х12. Допустимое значение напряжения составляет
от 6,3 В + 10 % до 6,3 В —15 %. Если напряжение питания сети в норме,
а питание измерительной схемы вышло за пределы допустимых значений,
может быть неисправен силовой трансформатор.
Вместо термометра к зажимам А, В к С по трехпроводной схеме
присоединяют магазин сопротивлений с выключателями П1 и П2 на про-
водах, присоединяемых соответственно к зажимам Л и С. На магазине
устанавливают сопротивление по градуировочной таблице для темпера-
туры средней точки шкалы уравновешенного моста. При таком входном
сопротивлении измерительная мостовая схема должна стать симметрич-
ной. Отсоединив провода от клемм 6 и 7 колодки К2, идущие к блоку
усилителя, присоединяют к клеммам омметр или мост постоянного то-
ка, т. е. омметр включают вместо источника в диагонали питания мосто-
вой измерительной схемы.
Зафиксировав значение измеренного сопротивления (параллельно
соединенных двух ветвей мостовой схемы), разрывают цепь поста с рео-
хордом, для этого переключатель ставят в положение ’’Выключено”;
измеряют оставшееся сопротивление. Включив П1, выключают П2, от
чего разрывается цепь резисторов R7 и R8; затем измеряют оставшееся
131
5*
сопротивление. Значения оставшихся сопротивлений (при отключенных
ветвях мостовой схемы) должны увеличиваться примерно на 150
200 Ом по сравнению с сопротивлением всей измерительной схемы, ког-
да она исправна.
Если при отключении ветви реохорда сопротивление схемы не из-
менилось, значит в этой ветви есть разрыв. Если при отключении ветви
с резисторами R7 и R8 сопротивление схемы не изменилось, значит
имеется разрыв в отключенной ветви. В то же время это может означать,
что закорочено одно из сопротивлений оставшейся ветви. Окончательно
убеждаются в неисправности, оставив для измерения сопротивления
только одну подозреваемую цепь.
Например, при отключении ветви с реохордом сопротивление изме-
рительной схемы не изменилось или же изменилось незначительно. Под-
ключив ветвь реохорда, отсоединим ветвь с резисторами R7 и R8. Если
при этом зафиксировано отсутствие цепи, значит в ветви реохорда есть
обрыв; если же сопротивление возрастает, значит закорочено одно из
сопротивлений отключенной ветви.
Если при включении омметра и включенных выключателях Ш
и П2 оцепь отсутствует, может быть обрыв на резисторе R6. Дополни-
тельно можно проверить цепь последовательно включенных резисторов
Rl, R7, R8, R9, R2 и термопреобразователя сопротивления (величина
его набрана на магазине) включением омметра на клеммы 3 и 5 клем-
мной колодки К2, предварительно освободив два провода, идущих к
блоку 1 реохорда. Концы проводов 1 и 2 на клеммах б и 7 колодки
2К должны быть при измерении разомкнуты. Измеренное сопротивле-
ние покажет, существуют ли обрыв цепи резистора R6 и возможное
замыкание последовательно включенных резисторов.
Вибрационные преобразователи. Основная неисправность вибрацион-
ного преобразователя вызывается нарушением его регулировки. В
процессе работы вибро преобразователя контактная пластина колеблет-
ся с частотой 50 Гц, следовательно, каждая контактная пара получает
50 ударов в 1 с. Столь интенсивная работа является причиной нарушения
регулировки вибропреобразователя. Кроме того, нарушение регулиров-
ки может происходить из-за деформации пружины и деталей из пласт-
массы.
Наладка вибрационного преобразователя заключается в регулиров-
ке контактных зазоров. От этого зависит время прохождения указате-
лем шкалы прибора при прямом и обратном ходе. Проверку и регули-
ровку вибрационного преобразователя производят двумя способами:
с помощью электронного осциллографа или двух миллиамперметров.
Перед началом регулировки контактных зазоров необходимо с по-
мощью увеличительного стекла тщательно осмотреть состояние поверх-
ностей контактов, на которых не должно быть впадин, выступов или
царапин. При обнаружении дефектов контактную группу необходимо
разобрать и произвести шлифовку и полировку контактов до зеркаль-
ного блеска, а после сборки промыть чистым этиловым спиртом. Сбор-
132
Рис. 80. Схема проверки вибропреобразователя с помощью осциллографа:
а - электрическая схема; б - изображение импульсов на экране осциллографа
ку вибратора нужно производить особенно тщательно, добиваясь сим-
метричного расположения контактов по отношению к подвижному кон-
такту при положении якоря в средней части зазора постоянного магни-
та. После этого регулировочные винты поворачивают по часовой стрел-
ке до момента соприкосновения боковых контактов со средним кон-
тактом.
Способ регулировки с помощью электронного осциллографа заклю-
чается в следующем. Собирают поверочную схему (рис. 80, с). Вибра-
ционный преобразователь устанавливают в колодку 1 и наблюдают на
экране осциллографа изображение импульса тока на выходе преобразо-
вателя. У правильно отрегулированного вибрационного преобразователя
прямые аб и де, соответствующие времени замыкания контактов преоб-
разователя со средним контактом вибрирующей пластины, не должны
отличаться по длине более чем на 5—6 %. Прямые вг, соответствующие
времени одновременного замыкания или размыкания обеих пластин
с контактами средней пластины, не должны быть более 5 —10 % длины
каждой из прямых аб или де. Если соотношение длин отрезков аб, де
и вг, а следовательно, и времени замыкания контактов отличается от
Указанного, вибрационный преобразователь следует отрегулировать.
Для регулировки преобразователя (рис. 46) снимают с него кожух.
Осциллограф настраивают так, чтобы на экране уместились 1,5—2 перио-
да кривой с амплитудой 20—35 мм. Затем отвинчивают стопорные вин-
ты б и отвинчивают или завинчивают винты 7, добиваются необходимого
соотношения длин отрезков аб, де, вг (рис. 80, б). Если таким спосо-
бом вибрационный преобразователь не поддается регулировке, то регу-
лировочные винты 7 ставят в среднее положение и сдвигают вправо
или влево магнит 5. Окончательную регулировку производят винтами
7. Отрегулировав преобразователь, регулировочные винты фиксируют
стопорными винтами.
При отсутствии осциллографа проверку и регулировку вибропреоб-
разователя можно осуществить с помощью миллиамперметров постоян-
ного тока по схемам, представленным на рис. 81. В этих схемах милли-
амперметры постоянного тока дают отклонения стрелок, пропорцио-
нальные времени замыкания контактов преобразователя. Изменяя по-
133
Рис. 81. Схема проверки вибропреобразователя с помощью миллиамперметров
постоянного тока:
а — с одним миллиамперметром; б — с двумя миллиамперметрами
ложение регулировочных винтов, добиваются одинаковых показаний
миллиамперметров. У отрегулированного преобразователя через неко-
торое время регулировка может нарушиться вследствие ’’старения”
(изменение характеристики с течением времени), поэтому после регу-
лировки вибропреобразователь оставляют включенным на 50 ч, а за-
тем его вновь проверяют и при необходимости производят подрегу-
лировку.
Источники стабилизированного питания. В процессе эксплуатации
могут выйти из строя отдельные узлы ИПС. Исправность стабилизатора
устанавливают при проверке его основных параметров: выходного
напряжения при номинальной нагрузке, температурной компенсации
в диапазоне рабочих температур и выходного стабилизированного нап-
ряжения при изменении питания на + 10 и — 15 % от номинального.
Точность поддержания выходного напряжения определяют по схеме,
приведенной на рис. 82, при нагрузке, соответствующей технической
характеристике ИПС. При этом напряжение питания необходимо выдер-
жать в пределах ± 2 % от номинального, частоту тока (50 ± 0,5) Гц
и температуру окружающего воздуха (25 ± 10) °C. Магазинами Ml
и М2 устанавливают номинальную нагрузку. Подают питание переменно-
го тока и после 30-минутного прогрева измеряют величину тока нагруз-
ки и определяют выходное напряжение:
Al — ^o/^Oj ^ВЫХ
134
Рис. 82. Принципиальная схема источника стабилизированного питания
где /н — ток нагрузки, A; Uo — падение напряжения на магазине М2, В;
Г7вых — выходное напряжение ИПС, В; 7?н — сопротивление на-
грузки, Ом.
Для определения температурной погрешности ИПС сначала при но-
минальной нагрузке определяют выходное напряжение при температу-
ре 20 °C, затем помещают ИПС в термостат, выдерживают при темпе-
ратуре 60 °C в течение 1,5 ч и вновь измеряют выходное напряжение.
Изменение выходного напряжения не должно превышать значения,
указанного в табл. 13.
Изменяя величину питания на входе ИПС в определенных пределах,
определяют погрешность выходного напряжения, которая не должна
превышать значений, приведенных в табл. 13. Наладку ИПС производят,
если выходное напряжение не соответствует технической характеристи-
ке, или в случае замены отдельных элементов схемы. Замена полупро-
водниковых диодов выпрямителя и элементов фильтра обычно не
сказывается на изменении выходного напряжения. При замене выход-
ного стабилитрона, проволочного медного резистора или резистора под-
гонки выходного напряжения ИПС подлежит наладке, которая заклю-
чается в правильном подборе номинальных значений указанных резис-
торов. Рассмотрим наладку ИПС на примере стабилизированного источ-
ника питания типа СН-1 (рис. 83). Из схемы ИПС удаляют медный ком-
пенсационный резистор R5 и манганиновый резистор R4, а на выходные
клеммы подключают магазины сопротивления М2 и Ml класса точности
не ниже 0,05. Магазин Ml используют как нагрузочный, а магазин М2 —
как образцовый, с которого снимают падение напряжения измеритель-
ным потенциометром класса точности не ниже 0,015. Включив питание,
ИПС помещают в термостат и при температуре (40 ± 0,5) °C выдержива-
ют в течение 1,5 ч. Изменяя сопротивление магазина Ml, получают на
о —
Рис. 83. Мостовая параметрическая схема стабилизированного источника питания
СН-1
135
Рис. 84. Двухкаскадная параметрическая схема источника стабилизированного
питания СН-1М
выходе ИПС величину тока нагрузки, равную номинальной. Поднимают
температуру в термостате до (60 ± 0,5) °C и после 1,5 ч нагрева, вновь
изменяя сопротивление магазина Ml, устанавливают значение величины
выходного тока, равное номинальному. Разность значений выставленных
на магазине Ml при температуре ИПС, равной 60 и 40 °C, увеличен-
ная в 10 раз, будет равна номинальному сопротивлению медного резис-
тора R5 при температуре 40 °C. Так как медный резистор изготовляют
при температуре, отличной от 40 °C, сопротивление его определяют по
следующей формуле:
Rt =Ro (1 + о/),
где Rt — сопротивление медного компенсационного резистора при тем-
пературе, равной температуре окружающей среды при его изготовлении,
Ом; Ro — сопротивление медного резистора при температуре, равной
нулю, Ом
*0 =^4о/(1 + <*4о)»
где а — температурный коэффициент меди.
Изготовленный медный компенсационный резистор R5 вводят
в схему ИПС. Вместо резистора R4 устанавливают магазин сопротивле-
ния Ml и выдерживают стабилизатор при включенном питании в тече-
ние 1,5 ч.
Изменением сопротивления магазина на выходе ИПС получают ве-
личину тока, равную номинальной. Значение сопротивления манганино-
вого резистора R4 определяют как разность значения, выставленного
на магазине Ml, и сопротивления нагрузки RK.
В ИПС, собранных по мостовой параметрической схеме (рис. 84),
при замене стабилитрона необходимо сделать подгонку динамического
резистора R2 мостовой схемы. Для этого демонтируют из схемы ИПС
резистор R2, заменив его магазином сопротивления Ml, и резисторы
R4 и R5, заменив их магазином М2. Включают на выходе ИПС образ-
цовый магазин М3 или образцовую катушку с сопротивлением 10 или
100 Ом. На магазине Ml устанавливают сопротивление, близкое к номи-
нальному, подают напряжение на ИПС и магазином М2 устанавливают
136
рлс. 85. Схема проверки электродви-
гателя РД:
уу _ реверсивный электродвигатель;
q-ц С2 — конденсаторы 0,5 мкф;
Т1 - ТЗ — трансформаторы
да выходе ИПС величину тока,
равную номинальной. Величину
тока контролируют по падению
напряжения на образцовом со-
противлении, измеряя его потен-
циометром.
Изменяя питание ИПС в пре-
делах, установленных технической
характеристикой, определяют от-
клонение на выходе ИПС от ус-
тановленного номинала. Если вы-
ходное напряжение превосходит
допустимое, устанавливают дру-
гое значение R2 на магазине Ml и
операцию повторяют в описанной последовательности. Повторение опе-
раций производят до тех пор, пока отклонение выходного напряжения
при колебаниях напряжения питания не станет меньше допустимого. Оп-
ределенное таким образом сопротивление R2 изготовляют из манганино-
вого провода с точностью в пределах 0,2 % и устанавливают в ЙПС. Пос-
ле этого выполняют описанные выше операции для определения R4 и R5.
Асинхронные электродвигатели. Для проверки электродвигателя
собирают схему, показанную на рис. 85. Затем, установив на автотранс-
форматоре 220 В, медленно повышают напряжение питания на управляю-
щей обмотке электродвигателя от нуля до напряжения начала вращения
вала редуктора; по вольтметру определяют напряжение трогания элек-
тродвигателя, которое не должно превышать значения, указанного в
табл. 15. Если напряжение трогания окажется выше установленного,
это значит, что электродвигатель неисправен. Основные неисправности
реверсивных электродвигателей — износ опор втулок шестерен редукто-
ра и самих шестерен, усиленное трение в подшипниках вследствие загус-
тевания смазочных материалов и износа подшипников. Для устранения
этих дефектов необходимо вскрыть редуктор электродвигателя, разо-
брать шестерни, извлечь ротор и подшипники и тщательно промыть их
в бензине; ликвидировать люфты в опорах шестерен; заменить изно-
шенные шестерни и подшипники. Перед установкой ротора в корпус
Шариковые подшипники и гнезда под подшипники обильно смазать кон-
систентной смазкой ЦИАТИМ-201 и собрать редуктор. Редукторы элек-
тродвигателей РД-09 заливают приборным маслом МВП в количестве
Ю см3, в электродвигателях Д-32 зубья шестерен редуктора смазывают
смазкой ЦИАТИМ-201. После сборки электродвигателя необходимо
вновь проверить его напряжение трогания.
Синхронные электродвигатели. Чаще всего в синхронных электро,
двигателях СД-54 выходит из строя редуктор, устранение дефектов
которого производят так же, как у асинхронных электродвигателей.
В редукторах микрозлектродвигателей ДСМ применяют пластмассовые
подшипники, которые, как правило, при износе восстановлению Не
подлежат.
Чистка, смена пера и капилляра пишущего механизма. Если в про-
цессе работы прибора произойдет засорение пера или капилляра, в ре.
зультате чего прекращается запись, необходимо произвести их чистку.
Для этого в первую очередь следует осуществить принудительную пода-
чу чернил под давлением, для чего необходимо большим пальцем нажать
несколько раз на крышку чернильницы, закрывая при этом отверстие
в крышке. Эту операцию во избежание заливки узлов прибора черни-
лами необходимо выполнять при откинутом лентопротяжном механиз-
ме, а под перо нужно подложить лист бумаги. Если желаемого резуль-
тата нет, то осуществляют механическую чистку пера с помощью брон-
зовой проволочки. В случае необходимости производят замену пера.
Для этого одной рукой придерживают механизм подъема пера, а дру-
гой дергают вверх капилляр, после чего вынимают перо из механизма
подъема. Новое перо вставляют в отверстие втулки механизма подъе-
ма пера до упора его в буртик, а на другой конец надевают капилляр.
После установки нового пера и капилляра их наполняют чернилами.
Замена тросика. В случае выхода из строя тросика его заменяют
новым. Замену тросика осуществляют согласно инструкции по эксплу-
атации прибора.
Смена смазывающих секторов. В многоточечных приборах сек-
торы, смазывающие печатающий барабан, с течением времени изнаши-
ваются и требуют восстановления или замены. Для пропитки новых сек-
торов их сначала просушивают при температуре 80—100 С в течение
1—2 ч, а затем погружают в краску на 6 ч. Вынув секторы из краски,
дают стечь излишней краске и слегка отжимают пропитанные секторы
в чистой мягкой тряпке. Замену секторов производят в следующем
порядке: прибор выключают и каретку устанавливают в средней части
шкалы; из каретки вынимают обойму; секторы вкладывают в обой-
му в прежнем порядке в соответствии с их цветом, а затем обойму ус-
танавливают в каретку.
Улучшить качество отпечатков можно также путем пропитки ис-
тощенных секторов красками. Пропитку секторов, предварительно
вынутых из обоймы, выполняют в указанной выше последователь-
ности со следующими изменениями: перед пропиткой секторы погру-
жают в бензин или дибутилфталат на 1 ч, после чего их выдерживают в
краске в течение 3 ч. Если в процессе работы прибора засорится печата-
ющий барабан каретки, в результате чего отпечатки точек и цифр станут
нечеткими, следует почистить шрифт печатающего барабана. Для этого
необходимо расположить каретку в средней части шкалы, из каретки
вынуть обойму со смазывающими секторами, тщательно промыть печа-
138
Гаюший барабан кисточкой, смоченной в олеиновой кислоте, протереть
барабан чистой тряпкой и установить обойму с секторами на место.
Ремонт лентопротяжного механизма состоит в выявлении и устра-
нении обнаруженных неполадок с последующей чисткой и смазкой
движуЩихся частей. Основные неисправности потенциометров и мостов
И методы их устранения приведены в табл. 22.
Таблица 22
Характер неисправности Причина неисправности Способ устранения
Электронные потенциометры и мосты
Указатель прибора при Занижена чувствитель- Ручками регулятора от-
подходе к положению рав- ность прибора регулировать чувствитель-
новесия не совершает по- ность
луколебательных дви- жений Неисправность элект- Проверить лампы, неис- ронных ламп правные заменить Отсутствует заземление Заземлить прибор прибора Загрязнение реохорда Промыть реохорд Чрезмерное трение в кн- Проверить от руки лег- нематике привода реверсив- кость хода следящей сис- ного электродвигателя темы и устранить затира- ние Нарушена регулировка Проверить вибрацион- вибрационного преобразо- ный преобразователь и от- вателя регулировать Уменьшение чувстви- Снять усилитель и про- тельности усилителя извести проверку
Указатель прибора не реагирует на подачу [входного сигнала Неисправность усили- То же теля Отсутствие контакта Проверить качество кон- в измерительном реохорде такта, зачистить реохорд и контакт, добиться надеж- ного контакта Выход из строя элект- Проверить лампы, неис- ронных ламп правные заменить Обрыв в цепи измери- Произвести прозвонку, тельной схемы устранить обрыв Короткое замыкание об- Устранить короткое за- моток реверсивного элект- мыкание в цепи обмотки родвигателя на корпус электродвигателя прибора Обрыв обмотки ревер- Проверить и заменить сивного электродвигателя электродвигатель Неисправен источник Проверить силу рабочего стабилизированного напря- тока прибора, заменить ИПС жения Обрыв тросика Заменить тросик Обрыв цепи первичных Устранить обрыв преобразователей Неисправен реверсивный Заменить электродвига-
I Указатель прибора Медленно перемещается началу шкалы незави- электродвигатель тель Неисправен реохорд Отремонтировать или за- менить реохорд
139
Продолжение табл. 22
Характер неисправности
Причина неисправности
Способ устранения
симо от подаваемого сиг-
нала
Указатель прибора
медленно перемещается
к концу шкалы незави-
симо от подаваемого сиг-
нала
Указатель прибора
быстро перемещается
до упора к концу шка-
лы независимо от пода-
ваемого сигнала
Указатель прибора
быстро перемещается до
упора к началу шкалы
Неисправна измери-
тельная схема
Неисправна плата с
фильтрами (для потенцио-
метров)
Неисправна измеритель-
ная схема
Неисправен ИПС (для
потенциометров)
Обрыв измерительной
цепи на входе прибора (для
мостов)
Неисправна измеритель-
ная схема
Произвести прозвонку и
устранить неисправность
Заменить фильтр
Проверить схему, устра-
нить неисправность
Проверить ИПС, устра-
нить неисправность
Устранить обрыв
Указатель прибора
медленно движется
вдоль шкалы за время
значительно больше быст-
родействия прибора
Указатель прибора
совершает незатухающие
колебания возле положе-
ния
Электродвигатель
самопроизвольно ревер-
сируется в конечных noi-
ложениях
Реверсивный элект-
родвигатель не приводит
Перепутана полярность
ИПС или вход измеритель-
ной цепи (для потенцио-
метров)
Короткое замыкание на
входе измерительной схемы ранить
(для мостов)
Неисправен вибропреоб-
разователь
Проверить схему, устра-
нить неисправность
Поменять полярность
Найти замыкание и уст-
Проверить и отрегули-
ровать вибропреобразова-
тель
Мала степень обратной Регуляторами коэффи-
связи в электронном усили- циента усиления и обратной
теле, велик коэффициент связи в усилителе отрегули-
усиления
Нет напряжения на уп-
равляющей обмотке элект-
родвигателя
в движение следящую сис- гателя
Короткое замыкание
между токосъемником и
реохордом
Нет напряжения на се-
тевой обмотке электродви-
ровать успокоение
Проверить напряжение
на зажимах управляющей
обмотки электродвигателя;
если оно отсутствует, про-
верить, нет ли обрыва в
цепи управляющей обмотки
Снять реохорд и прове-
рить замыкание между то-
косъемником и реохордом
Проверить напряжение
на клеммах электродвига-
теля, найти причину отсут-
тему при подаче входного
сигнала Обрыв в обмотках
электродвигателя
Пробит конденсатор,
шунтирующий обмотку
ствия напряжения
Отсоединить кабель на
клеммах электродвигателя
и произвести проверку
Проверить конденсатор в
цепи обмотки
электродвигателя
140
Продолжение табл. 22
Характер неисправности Причина неисправности Способ устранения
Неисправная кинемати- Провернуть от руки сле-
При включении при- ческая схема Неисправность усилите- ля Короткое замыкание дящую систему прибора Усилие, прилагаемое к следящей системе, должно быть одинаковым в обоих направлениях. В случае зае- дания определить причину Снять и произвести про- верку усилителя Место короткого замы-
бора сгорает предохрани- тель При включении пита- Неисправность выключа- кания в приборе определить последовательным отсоеди- нением элементов схемы. Дефектный элемент заме- нить Сменить выключатель
ния синхронного электро- двигателя ось не враща- теля Неисправность редукто- Устранить перекосы и за-
ется ра (перекосы и затирания в тирания в редукторе, про-
Погрешность пока- зубчатых передачах) Обрыв в цепи, подво- дящей питание к синхрон- ному электродвигателю Обрыв в обмотке элект- родвигателя Плохой контакт в изме- мыть и смазать зубчатые колеса редуктора Устранить обрыв Сменить электродвига- тель Устранить причину
заний прибора, превы- шающая допустимую рительной схеме Износился контакт рео- Заменить контакт
Большая вариация хорда Неисправен ИПС (для потенциометров) Изменения во времени сопротивления резисторов измерительной схемы Ослабление или смеще- ние указателя прибора Уменьшение чувстви- Проверить рабочий ток, заменить или исправить ИПС Проверить и подогнать резисторы под номинальные значения Произвести проверку, установить указатель Произвести проверку
показаний прибора, пре- тельности усилителя чувствительности усилителя
вышающая допустимую Ослабление тросика сле- Натянуть тросик
Г При поданном напря- дящей системы Вследствие износа ре- дуктора большой люфт выходной оси электродви- гателя Большие помехи Неисправен синхрон- Заменить электродви- гатель Проверить экранирова- ние проводов, идущих от преобразователей, а также наличие заземления Заменить электродвига-
рнии и включении элект- ный электродвигатель тель
₽°ДВигателя лентопротяж- Заклинило шестерни Промыть, смазать и отре-
141
Продолжение табл. 22
Способ устранения
Характер неисправности
ного механизма бумага не
перемещается
Причина неисправности
Нет записи на диаг-
раммной ленте в одното-
чечном приборе
Смазывание цифр на
диаграммной ленте в мно-
готочечном приборе
Отпечатывание цифр
происходит во время
движения каретки
Отпечатки цифр по-
лучаются бледными
Разброс точек запи-
си в многоточечных при-
борах
Нарушилась правиль-
ность работы регулирую-
щего устройства
редуктора лентопротяжно-
го механизма
Не зафиксировано по-
ложение рычага переклю-
чателя скоростей и множи-
теля
Нет чернил в черниль-
нице
Засорилась трубка по-
дачи чернил
Засорилось перо
Использована вся пас-
та, наполняющая стержень
Неправильно выбраны
циклы печати
Не отрегулировано за-
цепление шестеренок пере-
ключателя
Неправильно отрегу-
лирован механизм приво-
да печатающей каретки
Использована краска
в красящих дисках или
секторах каретки
Недостаточный прижим
печатающего устройства к
диаграммной ленте во вре-
мя отпечатывания
Плохой контакт в пере-
ключателе датчиков, рео-
хорде
Перекрытие щетками
переключателей двух ла-
мелей одновременно
Неправильное подсое-
динение внешнего устрой-
При значении измеря-
емого параметра ниже
или выше заданного ре-
ле блоков
БР не срабатывает
или подключает не тот
канал регулирования
ства
Перегорела сигнальная Заменить лампу, прове-
лампа или нарушен контакт рить надежность контакта
в разъеме
Неправильное положение Проверить правильность
фиксаторов микропереклю- положения фиксаторов
чателей
Неисправен фазочувстви- Провести проверку и в
тельный усилитель случае неисправности заме-
нить или отремонтировать
Неисправен переклю-
чатель мостов задачи или
каналов регулирования
Неисправен исполни-
тельный переключатель
гулировать шестерни
Зафиксировать положе-
ние
Налить чернила
Прочистить трубку или
заменить
Прочистить перо
Заменить стержень
Установить правильный
цикл печати
Отрегулировать зацепле-
ние шестеренок по рискам,
нанесенным на переключате-
ле и шестернях
Произвести регулировку
привода печатающей карет-
ки
Пропитать красящие дис-
ки краской
Усилить натяг пружины
бугеля
Промыть переключатель
датчиков и реохорд
Отрегулировать положе-
ние щеток
Проверить схему под-
ключения
Проверить контакт меж-
ду щетками и ламелями и
правильность их установки
Подогнуть пружины кон-
тактов, если они не замы-
каются
142
ГЛАВА 9
НАЛАДКА ИНОВЕРКА ПРИБОРОВ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Приборы и устройства ГСП перед монтажом или после ремонта
должны пройти комплекс проверок отдельных характеристик и элемен-
тов приборов с целью выявления возможных повреждений и определе-
ния соответствия прибора классу точности. Для этого их подвергают
поверке и наладке.
Поверка приборов — это комплекс операций, проводимых с целью
установления пригодности поверяемых приборов к применению.
Методы поверки основаны на заводских технических условиях
на приборы, методических указаниях и инструкциях Государственного
комитета СССР по стандартам.
Поверки подразделяют на государственные и ведомственные. Го-
сударственную поверку выполняют органы государственного метроло-
гического надзора, аттестованные на право проведения государственной
поверки средств измерений. Государственной поверке подлежат: сред-
ства измерений, применяемые в органах государственной метрологи-
ческой службы; исходные образцовые средства измерений предприя-
тий; средства измерений, выпускаемые в качестве образцовых согласно
их прямому назначению или по условиям заказа на изготовление; сред-
ства измерений, предназначенные для применения в качестве рабочих
для измерений, результаты которых используются для учета материаль-
ных ценностей, топлива и энергии при взаимных расчетах, в торговле,
для защиты природной среды, обеспечения безопасности труда; сред-
ства измерений, применяемые для измерений, результаты которых слу-
жат основанием для регистрации национальных и международных спор-
тивных рекордов.
Ведомственную поверку организуют на предприятиях, которым
право поверки предоставлено в установленном Госстандартом порядке.
• Эти предприятия должны иметь поверочные лаборатории и штатных
поверителей. Ведомственной поверке подлежат все рабочие приборы,
находящиеся в эксплуатации на предприятии.
Поверку средств измерений производят лица, аттестованные в ка-
честве государственных или ведомственных поверителей в порядке,
I установленном Госстандартом. Поверяемые приборы и устройства, не
отвечающие требованиям и нормам, к эксплуатации не допускаются.
Поверку производят по календарному графику, согласованному с го-
I сударственным поверителем.
После выполнения поверки составляют протокол поверки, который
tхранят в организации, произведшей поверку, в течение срока между дву-
;Мя поверками прибора; заполняют паспорт и аттестат на приборы, про-
шедшие поверку.
143
При положительных результатах периодической поверки в эКс.
плуатационном паспорте или аттестате производят запись о годности
прибора к применению с указанием даты поверки. Запись в паспорте
или аттестате результатов государственной периодической поверки за-
веряют подписью поверителя и оттиском поверительного клейма.
Запись в паспорте или аттестате результатов ведомственной поверки
заверяют в порядке, установленном органом ведомственной метроло-
гической службы.
В случае непригодности прибора органы метрологической службы
выдают извещение о непригодности с указанием причин и гасят клеймо.
В объем поверки приборов для измерения температуры в зависи-
мости от их видов входят следующие операции: внешний осмотр, опро-
бование, замер внутреннего сопротивления, определение электричес-
кой прочности и сопротивления изоляции, установка стрелки (пера)
на нулевую отметку, определение основной погрешности и вариации
показаний; проверка качества записи и скорости перемещения диаг-
рамм; проверка самопишущего устройства, определение несовпадения
крайних линий сетки диаграммной бумаги с крайними отметками шка-
лы прибора; проверка характера успокоения указателя прибора; про-
верка точности срабатывания регулирующих (сигнальных) устройств.
Точность измерения приборов характеризуется его погрешностями.
Абсолютная погрешность Дхп измерительного прибора — это разность
между показанием хп прибора и действительным значением х измеряе-
мой величины, т. е.
Дхп = хп - х.
В качестве действительного значения измеряемой величины исполь-
зуют значение, определенное с помощью образцового прибора. Зная
абсолютную погрешность, можно определить действительное значение
измеряемого параметра. Для этого к показаниям поверяемого прибора
необходимо прибавить поправку у с ее знаком. Поправка у — значение
величины (одноименнной с измеряемой), прибавляемое к полученному
при измерении величины для исключения систематической погрешнос-
ти, т. е.
х=хп-Дхп=хп+у.
Для оценки качества отдельного измерения пользуются относитель-
ной погрешностью. Относительная погрешность 5П измерительного при-
бора — это отношение абсолютной погрешности измерительного прибора
к действительному значению измеряемой им величины. На практике
в большинстве случаев допустимо абсолютную погрешность относить
к показанию измерительного прибора и выражать в процентах:
6П = +---- 100 %.
Качество прибора в целом лучше характеризует приведенная пог-
решность, которая представляет собой отношение абсолютной погреш-
144
fjiocTM измерительного прибора к нормирующему значению xN (выра-
жается в процентах), т. е.
Дхп
Дп = +----- ЮО %.
П XN
Нормирующее значение xN — условно принятое значение, которое
может быть равным верхнему пределу измерений, диапазону изме-
рений, длине шкалы и др.
Основная погрешность — это погрешность средства измерения,
используемого в нормальных условиях. Нормальные условия оговари-
ваются в технических условиях завода-изготовителя.
Дополнительная погрешность — изменение погрешности средства
измерения, вызванное отклонением одной из влияющих величин от ее
нормального значения или выходом ее за пределы нормальной области
значений.
Класс точности — обобщенная характеристика средства измерения,
определяемая пределами допустимых основной и дополнительной пог-
решностей, а также другими свойствами средства измерения, влияющи-
ми на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на от-
дельные виды средств измерений.
Вариацией называется наибольшая разность показаний прибора,
соответствующая одному и тому же значению измеряемой величины,
полученных при приближении к нему как от меньших значений к боль-
шим, так и от больших к меньшим. Причиной появления вариации, как
правило, является трение в сочленениях и кинематических узлах уст-
ройств.
Вариация обычно выражается в процентах:
X] - х2
b =-------- 100 %,
где Xi и х2 — значения выходного сигнала при прямом и обратном
направлениях подхода к данной точке измерения; х^ — нормирующее
значение.
При выборе образцового прибора для определения погрешнос-
ти и вариации показаний поверяемого прибора должно соблюдаться
следующее условие:
До Дп,
где До и Дп — пределы допустимой основной погрешности образцового
и поверяемого приборов соответственно.
Поверяемый прибор допускается к эксплуатации, если его основная
приведенная погрешность и вариация показаний не превышают класса
точности, указанного на шкале или в аттестате прибора.
Методы наладки определяются принципом действия и конструкци-
ей прибора. Если в результате поверки окажется, что прибор (устрой-
6 — Ю. Е. Крамарухин
145
ство) не отвечает техническим требованиям, указанным в паспорте
прибора (устройства), то выполняют дополнительную наладку, после
чего снова поверяют прибор. Кроме того, наладку измерительных уст-
ройств выполняют после монтажа всех приборов и линий связи, образую-
щих систему измерения.
Наладку осуществляют в два этапа: индивидуальное опробование
приборов и окончательная наладка всей системы в режиме измерения.
На первом этапе проверяют: соответствие смонтированных приборов,
устройств и линий связи рабочим чертежам проекта и техническим ус-
ловиям; наличие и правильность оформления сдаточной документации
и ее соответствие требованиям строительных норм и правил; соответ-
ствие значения сопротивлений соединительных проводов значению со-
противления внешней линии, обозначенному на шкале; правильность
реагирования приборов на искусственно подаваемые сигналы; правиль-
ность монтажа трубных импульсных, трасс, отборных устройств, дат-
чиков.
На втором этапе выполняют: согласование входных и выходных
сигналов приборов, задействованных в одной измерительной систе-
ме; сравнение показаний системы измерения с показаниями образцо-
вого прибора после подключения системы к отборному устройству
(датчику).
2. ПОВЕРКА ЖИДКОСТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ РАСШИРЕНИЯ,
Поверка жидкостных термометров состоит из внешнего осмот-
ра, поверки показаний термометров и поверки постоянства показаний.
При внешнем осмотре устанавливают соответствие термометра техни-
ческим требованиям, предъявляемым к данному типу термометра.
Выявляют отсутствие разрывов столбика жидкости в капилляре и сле-
дов испарения жидкости на стенках капилляра. Устранение разрывов
термометрической жидкости и пузырьков воздуха у вакуумных тер-
мометров достигается путем легкого постукивания термометра или его
подогрева; у газонаполненных — путем нагревания до максимальной
температуры и последующего охлаждения.
У термометров со вложенной шкалой проверяют смещение шкалы
относительно капилляра, а также возможное скручивание капилляра
по оси, для проверки последнего термометр необходимо наклонить и
пропустить жидкость по всему капилляру. Видимое изменение толщи-
ны столбика жидкости свидетельствует об изменении диаметра капил-
ляра или о повороте большой оси овального капилляра. Смещение шка-
лы по отношению к нанесенной метке не должно превышать наиболь-
шего деления.
Поверку показаний жидкостных термометров осуществляют путем
сравнения их показаний с показаниями термометров более высокого
класса или образцовых термометров.
Чувствительные элементы поверяемых и образцовых термомет-
146
ров помещают в среду с одинаковой температурой на глубину, обоз-
наченную на термометрах.
Применяют также поверку термометров по реперным точкам,
помещая их чувствительные элементы в среду, в которой устанавли-
вается точно известная температура: кипящий кислород, тающий лед
ит. Д.
Отсчеты показаний термометров лучше всего определять с помощью
оптических устройств: котетометра, зрительной трубы, лупы. Показа-
ния термометров отсчитывают по касательной к мениску столбика жид-
кости в капилляре, после легкого постукивания по термометрам. По-
казания поверяемых и образцового термометров снимают через 10 мин
после помещения их в термостат, чтобы обеспечить хороший прогрев
термометра.
Поверку постоянства показаний термометра осуществляют путем
поверки положения его нулевой точки перед основной поверкой и
сразу посде нее (т. е. после нагрева термометра до максимальной тем-
пературы) . Расхождение в отсчетах, т. е. временное понижение нулевой
точки (депрессия), после нагревания термометров до 100 °C не должно
превышать 0,1 °C. Если депрессия превышает указанную величину,
термометры бракуют. Около 10 % поверяемых термометров из партии
подвергают контрольному старению путем выдержки в течение 5 ч
при максимальной рабочей температуре, после чего поверяют положение
нулевой точки. Поверку постоянства показаний термометров, не имею-
щих нулевой точки, производят по нижней точке шкалы (рекоменду-
ется в качестве поверяемой точки брать отметку + 100 С).
3. ПОВЕРКА И НАЛАДКА
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Принятые для поверки термопреобразователи из благородных
металлов подвергают очистке и отжигу. Термопреобразователи из небла-
городных металлов предварительной обработке не подвергают.
При поверке стандартных термоэлектрических преобразователей
устанавливают, соответствует ли градуировочная характеристика пове-
ряемого термопреобразователя стандартной характеристике. Для не-
стандартных термопреобразователей поверка сводится к градуировке,
т.е. к определению зависимости термоЭДС термопреобразователя от
температуры горячего спая, при постоянной температуре свободных
концов.
Поверку термопреобразователей из благородных металлов выпол-
няют так называемым методом малого погружения (рис. 86) с исполь-
зованием индукционной печи. В индуктор 5 устанавливают тигель б
с металлом, температура затвердевания которого является постоянной
точкой. С помощью генератора высокой частоты 3 металл расплавляют
и перегревают выше температуры плавления на несколько десятков
градусов. В расплавленный металл погружают защитный колпачок 1
6*
147
Рис. 86. Схема поверки термопреобразо-
вателя методом малого погружения
Рис. 87. Установка для поверки термо-
электрических преобразователей
и рабочий конец термопреобразователя 2. Перед поверкой измеряют
температуру затвердевания используемого металла.
Для определения температуры затвердевания используют образ-
цовые платинородий-платиновые термопреобразователи. После рас-
плавления и перегрева металла мощность индуктора уменьшают, тем-
пература металла сначала снижается, а затем остается практически по-
стоянной в течение всего периода фазового перехода металла.
После измерения температуры затвердевания используемого образ-
ца металла приступают к градуировке поверяемого термоэлектричес-
кого преобразователя: в защитный колпачок погружают поверяемый
термопреобразователь, повышают мощность индуктора до расплавления
и перегрева металла, а затем снижают мощность индуктора. При темпе-
ратуре затвердевания металла определяют термоЭДС поверяемого тер-
мопреобразователя. ТермоЭДС термопреобразователя измеряют потен-
циометром 4.
Поверку термоэлектрических термопреобразователей можно про-
изводить также методом сличения. Для этого термопреобразователи на
температуру 0 — 300 °C поверяют, погружая их в водяной или масляный
термостат, а на температуре свыше 300 С — в нагревательную печь.
Температуру в термостате контролируют по ртутному термометру, а
в печи — по образцовой термопаре.
Термоэлектрические преобразователи помещают в печь так, чтобы
обеспечить равенство температур рабочих концов всех поверяемых и
образцовой термопар. Для этого рабочие концы благородных термопар
оставляют обнаженными на 2—5 мм от спая, а неблагородных — на
148
| 8-Ю мм. Одновременно в печь помещают 5—6 поверяемых и 1—2 образ-
I цовые термопары.
Сблокированные рабочие спаи поверяемых термопар помещают
[ в зону максимальной температуры печи 6 (рис. 87). Свободные концы
термопар опускают в пробирки 5, залитые сухим минеральным маслом.
' Пробирки погружают в сосуд 4 с чистым тающим льдом, обеспечивая
нулевую температуру холодных спаев термопар. Холодные спаи можно
не помещать в термостат, тогда погрешность при измерении их истин-
ной температуры должна быть не более 0,1 °C. Не требуют термостати-
рования термопары ТПР.
По достижении в печи необходимой температуры величину тока в
цепи нагревателя регулируют автотрансформатором 1 так, чтобы ско-
рость изменения температуры в печи не превышала 0,2—0,4 °C в 1 мин.
у После этого измеряют термоЭДС всех термопар, подключая их с по-
I мощью переключателя 2 к потенциометру 3, начиная с образцовой,
сначала в прямом, а затем в обратном порядке. Для каждой термо-
пары делают не менее четырех измерений. Искомую термоЭДС каж-
дой термопары определяют как среднее арифметическое из всех измере-
ний (при данной температуре) с поправкой на показание потенциомет-
ра и температуру свободных концов.
Измерение термоЭДС осуществляют через каждые 100—200 °C,
начиная с 300 °C и кончая верхним температурным пределом градуиров-
ки. Допустимые отклонения термоЭДС от градуировочных значений
при температуре выше 300 °C для различных термопар составляют:
ПП-1........................... ± 0,01 + 2,5 ’ 10-= (Г - 300) мВ;
ПР-30/6........................ + 0,01 + 3,3 10 = (г - 300) мВ;
ХА............................. ± 0,16 + 2,0 -10 -* (Т - 300) мВ;
ХК............................. + 0,2 + 6,0 • 10 (г - 300) мВ.
4. ПОВЕРКА И НАЛАДКА
ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
При поверке выполняют следующие операции: внешний осмотр,
проверку электрического сопротивления изоляции; определение зави-
симости сопротивления от температуры в двух точках диапазона изме-
рения. При внешнем осмотре проверяют отсутствие видимых на глаз
повреждений защитной арматуры, головки и зажимов термопреобразо-
вателя. Внешнему осмотру подвергают также извлеченный из защитной
арматуры чувствительный элемент. Электрическое сопротивление изо-
ляции следует проверять с помощью мегомметра с напряжением 100 В.
Электрическое сопротивление изоляции между цепью чувствитель-
ного элемента термопреобразователя и защитной арматурой, а также
между цепями термопреобразователей с двумя и более чувствительны-
ми элементами должно быть не менее: 20 МОм — при температуре (25 ±
± 10) °C и относительной влажности 45—80 %; 0,5 МОм — при повы-
шенной влажности окружающего воздуха 98 % и температуре 35 °C;
5 МОм — при температуре верхнего предела измерений до 70 °C;
149
1 МОм — при температуре верхнего предела измерения до 300 °C;
0,5 МОм — при температуре верхнего предела измерения до 500 °с.
Сопротивление изоляции при температуре верхнего предела изме-
рения проверяют после 2 ч выдержки в среде с соответствующей темпе-
ратурой.
Определение зависимости сопротивления от температуры в двух
точках диапазона измерения. Для определения термометры извлекают
из защитных чехлов и помещают в стеклянные пробирки, диаметр от-
верстия которых на 1—2 мм больше диаметра градуируемых термомет-
ров. Величину сопротивления 7?0 при t = 0 °C определяют путем потру,
жения чувствительного элемента в сосуд, заполненный мелкораздроб-
ленным чистым льдом и залитым водой. Измерение Ro осуществляют
дважды — до и после измерения сопротивления термометра при t =
= 100 °C.
Определение сопротивления Rt при t = 100 °C выполняют при погру-
жении чувствительного элемента в водяной или масляный термостат,
нагретый до 100 °C. Величину Rt вычисляют по формуле
Rt =R't + ДЯ,
где Rf — сопротивление термометра при температуре паров кипящей
воды; AZ? — поправка, вычисляемая по формулам: для ТСМ гр 50М
AR = 0,25(100 - Г); для ТСМ гр 100М ДК = 0,51 (100 - Г); для ТСП
гр 50П AR = 0,175 (100 -Г); Для ТСП гр 100П ДЯ = 0,385(100 - Г)
(здесь t — температура паров кипящей воды).
Сопротивление термометра изменяют с помощью компенсацион-
ной схемы, показанной на рис. 88. Термометр сопротивления Rt включа-
ют последовательно с эталонным резистором R3. Питание цепи обеспе-
чивается источником ИРН. Измерение выполняют потенциометром ПП
сравнением падения напряжения на термометре с падением напряжения
на эталонной катушке 7?э.
При помощи переключателя П подключают сначала к потенциомет-
Рис. 88. Компенсационная схема измерения сопротивления термометра
150
ру термометр сопротивления и фиксируют показание потенциометра
Ut, а затем (при том же значении тока в цепи) — эталонный резистор
и фиксируют иэ. Величину R{ вычисляют по формуле
Rt=R^Ut/U3.
Величину сопротивления катушки обычно выбирают равной
100 Ом. Ток в цепи устанавливают порядка 1-5 мА и контролируют
с помощью миллиамперметра. Глубина погружения термометра в тер-
мостат должна быть не более 200 мм. Температуру в водяном или мас-
ляном термостатах контролируют образцовым стеклянным термо-
метром.
Отклонение сопротивлений термометров при 0 С от его номиналь-
ного значения не должно превышать: для ТСП класса I — ± 0,05 %;
класса П — ± 0,1 %; класса III — ± 0,2 %; класса IV — ± 0,4 %, класса
V — ± 0,8 %; для ТСМ — класса II — ±0,1%; класса III — ± 0,2 %; клас-
са IV — + 0,5 %; класса V — ± 1,0 %.
Отношение сопротивлений термометров при 100 °C к сопротивлению
при 0 °C должно соответствовать: для ТСП класса I — 1,391^?’°°* ®;
класса II — 1,391"1§’ооi5’ 10,3002 Ш ~ класса’IV -
1>391+^о§з5’ кл2003^ - 1391^°°*5; для ТСм’класса II - 1,428 +
± 0,001; класса III — 1,428 ±0,002; класса IV — 1,428 ± 0,003; клас-
са V - 1,428*°’°°3.
’ -0,0 О 5
Допустимые отклонения сопротивлений термометров от градуи-
ровочных значений приведены в табл. 23.
Таблица 23
Класс термометра Материал чувст- вительного эле- мента Диапазон темпе- ратуры, °C Допустимое отклонение, Ом
0-650 ± (0,15 + 3,0 Ю 3)!
I 0 - (- 200) ± (0,15+4,5 10“3)Г
Платина 0-650 ± (0,3+4,5 10-3)1
II 0 - (- 200) ± (0,3+6,0 10~3)1
- 50 - + 180 ±(0,3+3,5 10-3)Г
III Медь ± (0,3+6,0 • 10"3)t
5. ПОВЕРКА И НАЛАДКА МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ
При поверке выполняют следующие операции: внешний осмотр;
определение метрологических параметров; проверку электрической
изоляции; определение сопротивления изоляции; проверку самопишу-
щего устройства; определение погрешности хода диаграммной бумаги;
определение основной погрешности показаний, записи и выходных сиг-
налов; определение погрешности вариации показаний, записи и значе-
ний выходных сигналов; определение погрешности и вариации срабаты-
вания сигнального устройства.
151
Для поверки термометров применяют следующие приборы: на-
бор образцовых ртутных стеклянных термометров второго разряда
с диапазоном измерения — 30 — + 300 °C; образцовую медьконстан-
тановую термопару второго разряда с диапазоном измерений — 100 —
+ 30 °C; образцовый платиновый термометр сопротивления второго
разряда с диапазоном измерения до 630 °C; образцовую платиноро-
дий-платиновую термопару третьего разряда с диапазоном измерения
300-1200 °C.
Поверку термометров необходимо выполнять при соблюдении
следующих условий: термометры должны быть установлены в рабочее
положение и подключены в соответствии с нормативно-технической до-
кументацией на прибор; для самопишущих приборов необходимо
вставить чистую диаграммную бумагу, заправить перо специальными чер-
нилами и привести в действие механизм движений диаграммной бу-
маги; для термометров с электрическим выходным сигналом подклю-
чают образцовый миллиамперметр и подают питание за 2 ч до поверки;
температура окружающего воздуха должна быть (20 ± 5) °C для термо-
метров классов 1,5; 2,5; 4,0 и (20 ±2) °C — для термометров класса
1,0 и более; относительная влажность воздуха должна быть 30—80 %;
вибрация и тряска должны отсутствовать или не достигать значений,
вызывающих размах колебаний стрелки более 0,1 или пера более 0,2
основной погрешности; отклонение давления питания от его номиналь-
ного значения должно быть не более ± 3 % (для термометров с пнев-
матическим выходным сигналом); отклонение напряжения питания от
номинального значения не более ± 2 %, коэффициент высших гармо-
ник — не более 5 % (для термометров с электрическим выходным сиг-
налом); частота питания переменного тока должна быть (50 ± 0,5) Гц;
отсутствие внешних электрических и магнитных полей (кроме зем-
ного) для термометров с электрическим выходным сигналом; длина
погружения термобаллона должна соответствовать указанной на термо-
системе. При внешнем осмотре определяют обшее состояние прибора:
проверяют отсутствие механических повреждений и других недостат-
ков, затрудняющих отсчет показаний; выявляют дефекты стекла, пов-
реждения корпуса, баллона, капилляра, затирание подвижной систе-
мы и т. д.
Электрическую прочность изоляции проверяют на специальной ус-
тановке. Испытательное напряжение прикладывают между соединенны-
ми вместе выгодными зажимами испытуемой цепи и корпусом. При
проверке электрической прочности изоляции между отдельными элект-
рическими цепями испытательное напряжение прикладывают к соеди-
ненным вместе зажимам одной и другой цепи.
Сопротивление изоляции приборов измеряют мегомметром с номи-
нальным напряжением 500 В. Для проверки самопишущего устройст-
ва привод лентопротяжного механизма или диска отключают. Нагре-
вают термобаллон термометра, помещая его в термостат, до температу-
ры, равной верхнему пределу шкалы. Затем охлаждают до температуры,
152
равной нижнему пределу шкалы. Линия, записанная пером на неподвиж-
ной диаграммной ленте или диске, не должна отклоняться от отсчитан-
ной линии времени более чем на 0,25 мм (если линии пересекаются в
середине) и не более чем на 0,5 мм (если линии пересекаются в начале
или в конце). Проверку совпадения линии, записываемой неподвиж-
ным пером по движущейся диаграммной бумаге, с отсчетной линией
температуры проводят при температуре, равной верхнему пределу шка-
лы (допускается механическое перемещение пера на требуемую отмет-
ку шкалы).
Дисковая диаграммная бумага должна совершить полный оборот,
а ленточная — передвижение не менее чем на 200 мм. Линия, записанная
неподвижным пером на движущейся диаграммной ленте или диске,
не должна отклоняться от отсчетной линии измеряемой температуры
более чем на 1/3 абсолютного значения предела допустимой основной
погрешности.
Для определения погрешности хода диаграммной бумаги, диаг-
раммную бумагу приводят в движение, ставят на нее отметку и прово-
дят отсчет показаний хронометра. Через 24 ч наносят вторую отметку
(на дисковой диаграммной бумаге отметки наносят на отсчетной линии
верхнего предела измерений). Погрешность хода диаграммной бумаги
Дд за 24 ч для приборов с часовым приводом определяют по формуле
Дд = 7д-1440,
где Гд — промежуток времени по диаграммной бумаге, мин.
Погрешность хода диаграммной бумаги Дд за 24 ч для приборов
с электрическим приводом определяют по формуле
где/— среднее значение частоты тока за 24 ч, Гц.
Погрешность хода диаграммной бумаги не должна превышать:
± 3 мин — для термометров с часовым приводом; ± 5 мин — для термо-
метров с электрическим приводом.
Допускается погрешность хода диаграммной бумаги выражать в
процентах, при этом она не должна превышать: ± 0,2 % заданной скорос-
ти — для термометров с часовым приводом; ± 0,35 % заданной скорос-
ти — для термометров с электрическим приводом. Определение основ-
ной погрешности и вариации показаний (записи) и выходных сигналов
термометров проводят в следующем порядке.
Основную погрешность определяют сравнением показаний (запи-
си) и выходных сигналов поверяемых термометров с показаниями об-
разцовых термометров не менее чем в пяти равномерно распределенных
по температурному диапазону точках, включая нижний и верхний преде-
лы измерений, сначала при повышении, а затем при понижении темпе-
ратуры.
Термобаллон термометра нагревают (охлаждают) до температуры,
153
соответствующей первой поверяемой обмотке и после достижения этой
температуры и выдержки в течение 3 мин отсчитывают показания (за.
пись) и выходные сигналы поверяемых термометров и образцового
термометра. Затем температуру термобаллона повышают до значения
соответствующего следующей поверяемой отметке. Поверку проводят
по всем выбранным точкам при температуре, последовательно возрас-
тающей до верхнего предела измерений (прямой ход).
После пятиминутной выдержки на верхнем пределе измерений
снижают температуру и снимают показания (запись) поверяемых тер-
мометров и образцового термометра при температуре, последовательно
понижающейся до нижнего предела измерений (обратный ход).
Вариацию определяют как разность показаний (записи) и выход-
ных сигналов термометров на одном и том же значении измеряемой тем-
пературы при прямом и обратном ходах.
При определении основной погрешности и вариации термометров
с конденсационным заполнителем, у которых температура окружающей
среды находится в пределах измерений, время выдержки термобалло-
на в термостате перед снятием показаний устанавливают в технических
условиях на конкретный термометр.
Основную погрешность показаний, или записи прибора, Дп опреде-
ляют как наибольшую разность по абсолютному значению, вычислен-
ную по формуле
Дп 1 ~ 11 — t\ ДП2 = ^2 — t,
где t — значение температуры, определенное по образцовому термомет-
ру; Zi и t2 — показания поверяемого термометра при прямом и обрат-
ном ходах.
Основную приведенную погрешность в процентах показаний или
записи прибора определяют по формуле
дп
6 =----5— 100 %,
fK fH
где tK и tH — значения температуры, соответствующей конечной и на-
чальной отметкам шкалы термометра.
Основную погрешность выходных сигналов Act и Дс2 определяют
как наибольшую разность по абсолютному значению, вычисленную по
формулам
ДС1 =X] -х; Дс2 = х2 -х,
где Xj и х2 — значения измеряемой величины на выходе преобразова-
теля при прямом и обратном ходах; х — значение величины на выходе,
вычисленное по формуле
г - гн
* = *н + -:-—-(*к-*н)-
‘к _ гн
Основную приведенную погрешность выходных сигналов в процен-
тах определяют по формуле
154
Таблица 24
Класс точности Предел допустимой основной погрешности, % от диапазона измерений
показаний (записи) выходного сигнала
0,4 ±0,4 ±0,5
0,5 ±0,5 ±0,6
0,6 ±0,6 ± 1,0
1,0 ±1,0 + 1,5
1,5 ± 1,5 « ± 2,5
2,5 ±2,5 ±4,0
4,0 ±4,0 ±5,0
6С =----—--- 100%,
хк - *н
где хк и хн — диапазон выходного сигнала.
Основная погрешность показаний, записи и выходных сигналов не
должна превышать значений, приведенных в табл. 24.
Вариацию показаний (записи) Ьп и выходных сигналов Ьс опреде-
ляют как разность показаний (записи) и значений выходных сигналов
при прямом и обратном ходах соответственно по формулам
bn = ti - t2; bc =Xj -x2.
Вариацию показаний (записи) (Зп и выходных сигналов (Зс в процен-
тах определяют соответственно по формулам
ьп ьс
(Зп =---2---- 100 %; 0С =-----2---- 100 %.
fK - fH хк - *н
Вариация показаний (записи) и выходных сигналов термометров
не должна превышать абсолютного значения предела допустимой основ-
ной погрешности.
Погрешность и вариацию срабатывания сигнального устройства оп-
ределяют не менее чем в трех точках шкалы в следующем порядке:
перед испытанием указатель нижнего предела сигнализации выводят
за начальную отметку шкалы. Затем указатель верхнего предела сигнали-
зации устанавливают на одной из оцифрованных отметок в первой трети
шкалы. После этого плавно повышают температуру до срабатывания
сигнального устройства. Температуру, при которой последнее сработа-
ло, фиксируют по образцовому термометру и повышают ее на 2—3 де-
ления. Затем плавно понижают температуру до размыкания цепи сиг-
нального устройства и фиксируют температуру по образцовому термо-
метру. Аналогичную поверку выполняют в средней части шкалы и на
одной из оцифрованных отметок в последней трети шкалы.
Нижний предел сигнализации поверяют по изложенной выше ме-
тодике при выведенном за конечную отметку шкалы указателе верх-
него предела сигнализации.
155
Погрешность срабатывания сигнального устройства определяют
как разность между температурой, на которую установлен указатель
предела сигнализации, и действительной температурой, контролируемой
по образцовому термометру в момент замыкания или размыкания
электрической цепи. Погрешность срабатывания не должна превышать
полуторакратного значения основной допустимой погрешности.
Вариацию срабатывания сигнального устройства определяют как
разность температур, при которых произошло срабатывание сигнально-
го устройства при прямом и обратном ходах. Допускается поверка ос-
новной погрешности и вариации сигнального устройства механическим
перемещением указателя предела сигнализации при постоянном значе-
нии температуры.
В случае необходимости осуществляют тарировку измерительной
системы и регулировку выходных сигналов. Для этого термометр ус-
танавливают на тарировочный стенд, обеспечивающий его вертикальное
положение.
Указатели пределов сигнализации устанавливают в крайние точки
шкалы. Термобаллон термометра погружают в термостат с температу-
рой, соответствующей нижнему пределу измерения, на глубину, указан-
ную на хвостовике термосистемы.
Сектор вводится в зацепление с трибкой, а стрелку закрепляют на
оси передаточного механизма, установив ее на начальную отметку шкалы
после 5 мин выдержки термобаллона. Затем термобаллон погружают
в термостат с температурой, соответствующей верхнему пределу из-
мерения, и сличают показания стрелки с контрольным термометром.
Если показание не будет соответствовать показанию контрольного тер-
мометра, то, меняя величину плеча поводка трибко-секторного механиз-
ма, необходимо отгарировать термометр на крайних точках шкалы
в пределах допустимой основной погрешности.
Далее выполняют поверку всех контрольных точек при последова-
тельно возрастающей и убывающей температурах на основную погреш-
ность и вариацию показаний. Если термометр не тарируют на промежу-
точных точках, необходимо осуществить повторную тарировку путем
изменения положения поводка трибко-секторного механизма. Значи-
тельное расхождение в показаниях между прямым и обратным ходами
стрелки устраняют следующим образом: при затирании стрелки о цифер-
блат стрелку слегка отгибают, при заедании в шарнирах тяги и поводка
устраняют заедания.
Настройку сигнального устройства термометров выполняют регули-
рованием положения минимального и максимального контактов путем
перемещения их по указателю.
6. ПОВЕРКА И НАЛАДКА ПИРОМЕТРИЧЕСКИХ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ
При поверке пирометрических милливольтметров выполняют
следующие операции: внешний осмотр; опробование; определение
внутреннего сопротивления милливольтметра; определение основ-
156
ной погрешности и вариации показаний; проверку невозвращения
указателя на нулевую отметку; определение влияния наклона и време-
ни успокоения; определение электрического сопротивления изоляции;
проверку качества записи и скорости перемещения диаграммы у само-
пишущих милливольтметров; определение погрешности срабатывания
контактов у регулирующих приборов.
При проведении поверки применяют следующие образцовые сред-
ства поверки: милливольтметры классов точности 0,2 и 0,5; потенцио-
метры постоянного тока классов точности 0,05—0,002; нормальные
элементы классов точности 0,002—0,005; измерительные катушки
электрического сопротивления класса точности 0,01.
Перед проведением поверки выполняют следующие подготови-
тельные работы: подготавливают и включают поверяемый прибор в соот-
ветствии с технической документацией по эксплуатации на поверяе-
мый прибор; пирометрические милливольтметры, имеющие шкалу,
выраженную в градусах температуры, включают в измерительную цепь
последовательно с резистором Дрез. Сопротивление резистора Дрез
должно соответствовать сопротивлению 7?вн, указанному на шкале по-
веряемого прибора, с допуском:
7?пез = (7?вн ± 0,lRBH); 0,1Явн < 0,5 Ом.
При поверке милливольтметров градуировки ПП-1 и ПРЗО/6 для
отметок шкалы от 1000 °C и выше значение сопротивления Двн увели-
чивают на 1,2 Ом, что соответствует условному приросту сопротивления
термопары при нагревании; при определении основной погрешности
и вариации показаний регулирующих милливольтметров указатели за-
даний температуры устанавливают за пределами отметок шкалы так,
чтобы они не препятствовали свободному движению стрелки. Контакт-
ное устройство регулирующего милливольтметра включают в сеть
за 2 ч до начала поверки; при поверке многоточечных самопишущих
пирометрических милливольтметров все входные цепи поверяемого
прибора соединяют параллельно.
При внешнем осмотре устанавливают: наличие клейм и пломб
завода-изготовителя; соответствие приборов диапазонам измерений
и типу исполнения; отсутствие на корпусе прибора механических пов-
реждений, грязи и коррозии; четкость шкалы и отсутствие на ней изъя-
нов; надежность крепления наружных и внутренних деталей прибора,
свободное перемещение указателя. Конец указательной стрелки должен
перекрывать самую короткую отметку шкалы на 1/4—3/4 ее длины.
У милливольтметров с ножевидной стрелкой конец последней должен
иметь одинаковое направление с отметками шкалы. Ширина конца стрел-
ки не должна превышать ширины самой узкой из отметок шкалы.
Определение внутреннего сопротивления милливольтметра прово-
дят компенсационным методом сличения с образцовой катушкой по
схеме, приведенной на рис. 89. Для этого с помощью источника регули-
руемого напряжения 1 устанавливают ток в цепи, отклоняющий стрел-
157
Рис. 89. Схема для определения внутреннего сопротивления милливольтметра
Рис. 90. Схема для поверки основной погрешности и вариации показаний пиромет-
рических милливольтметров
ку прибора в пределах рабочей части шкалы. Подключая поочередно
через переключатель 3 образцовый потенциометр 4 к зажимам проверяе-
мого прибора 2 и зажимам образцовой катушки = 100 Ом, опреде-
ляют падение напряжения на них. Сопротивление милливольтметра оп-
ределяют по формуле
Квн = Rku/Uk>
где RK — сопротивление образцовой катушки; U — падение напряжения
на поверяемом приборе; UK — падение напряжения на образцовой ка-
тушке.
Внутреннее сопротивление должно равняться паспортному значе-
нию. Проверку целостности измерительной цепи милливольтметра
и плавности хода стрелки (опробование) выполняют путем подачи на
вход напряжения от источника регулируемого напряжения.
Работу корректора проверяют путем плавного поворота отверт-
кой винта корректора. Корректор милливольтметров, не имеющих
автоматической компенсации изменения температуры свободных кон-
цов. термопары, должен отводить указатель вправо не менее чем на
35 С при шкале с максимальной отметкой до 500 °C и не менее чем на
50 °C при шкале с максимальной отметкой более 500 °C, а влево от на-
чальной отметки шкалы не менее чем на 2 % длины шкалы.
Корректор милливольтметров с автоматической компенсацией из-
менения температуры свободных концов должен обеспечивать при ок-
ружаюшей температуре + 20 °C перемещение указателя от начальной от-
метки шкалы на 30 °C и, кроме того, на 2 % длины шкалы в обе сторо-
ны за пределами этого диапазона.
Работу электрического арретира проверяют следующим образом.
Отключив арретир прибора, устанавливают стрелку на начальную отмет-
ку шкалы. Затем подают напряжение, соответствующее 50 % предела
измерения прибора. В этом положении прибор арретируют. При этом
стрелка прибора должна плавно, без колебаний, установиться на началь-
ную отметку шкалы. При наличии механического арретира прижатие
158
рамки к опорной поверхности должно быть плавным, чтобы не повре-
дить керны или подпятники подвижной системы.
Определение влияния наклона проверяют для трех оцифрованных
отметок: в начале, середине и конце шкалы, наклоняя прибор в четы-
ре стороны (вперед, назад, вправо, влево) на угол, зависящий от испол-
нения прибора: для обыкновенных милливольтметров — 10°, для ударо-
стойких и вибрационно-устойчивых — 45°. Изменение показаний при
этом не должно превышать основной допустимой погрешности. Для по-
верки основной погрешности и вариации показаний пирометрических
милливольтметров применяют схему, приведенную на рис. 90.
Основную погрешность и вариацию показаний определяют на всех
оцифрованных отметках шкалы при возрастающих и убывающих значе-
ниях измеряемого параметра. При поверке милливольтметров, не имею-
щих устройства компенсации температуры холодных спаев термопреоб-
разователя, до включения напряжения стрелку корректором устанавли-
вают на отметку, соответствующую температуре прибора. У милливольт-
метров, имеющих устройство компенсации, стрелку корректором ус-
танавливают на нуль. Затем включают прибор 3 и, плавно повышая на-
пряжение с помощью источника ИРН 2, устанавливают стрелку милли-
вольтметра на поверяемую отметку шкалы.
Значение подаваемого напряжения измеряют образцовым потенцио-
метром 1. Сопротивление Двн, включенное в схему, должно быть рав-
но сопротивлению внешней цепи, указанному на шкале прибора. До-
бавочное сопротивление Rr =1,2 Ом включают в схему для приборов
градуировки ПП-1 с номинальным значением Двн = 15 Ом при поверке
отметок шкалы выше 1000 °C. Действительное значение измеряемого
напряжения определяют по формуле
е = с„(а + Д),
где cv — цена деления образцового милливольтметра, мВ; а — отсчет
по шкале образцового милливольтметра в делениях; Д — поправка об-
разцового милливольтметра в делениях.
Величину погрешности Дб1, Де2 и вариации Дер милливольтметров
вычисляют соответственно по формулам
Дб1 = егр - ej; Де2 = егр - е2; Де„ = ДС1 - Де2,
где et и е2 — показания образцового прибора (в мВ) для отметки шка-
лы соответственно при прямом и обратном ходе; егр — номинальное
значение поверяемой отметки (в мВ), взятое из градуировочных таблиц.
Допустимые значения Дедоп и Деддоп определяют по формуле
^едоп — Action — скК/100,
где ек — конечное значение шкалы милливольтметра, мВ; К — класс
точности поверяемого милливольтметра.
Погрешность и вариация показаний не должны превышать класса
точности прибора. В процессе поверки погрешности определяют также
159
невозвращение стрелки к нулевой отметке шкалы при плавном под-
ведении стрелки от наибольшей отметки шкалы до нуля. Невозвраще-
ние стрелки не должно превышать половины абсолютного значения до-
пустимой основной погрешности.
Движение диаграммы должно происходить без перекосов, смятия
и разрывов перфорации. Среднюю скорость движения диаграммы опре-
деляют с помощью часов на любой скорости движения в течение време-
ни, необходимого для перемещения ее на 0,3—0,5 м. Погрешность сред-
ней скорости движения диаграммы не должна превышать установленной
техническими требованиями на поверяемый прибор. Одновременно
с определением скорости движения проверяют качество записи. Непре-
рывная запись должна быть без обрывов и утолщений.
Погрешность срабатывания регулируюшего устройства определяют
не менее чем на двух любых отметках шкалы в пределах области дейст-
вия регулирующего устройства. Указатель задачи регулирующего устрой-
ства устанавливают на проверяемую отметку шкалы и трижды плавно
изменяют напряжение до момента срабатывания регулирующего устрой-
ства. При этом по образцовому прибору измеряют действующую вели-
чину, соответствующую моменту срабатывания. Среднее трех получен-
ных отсчетов сравнивают с номинальной величиной, соответствующей
отметке шкалы, на которую устанавливают задатчик. Полученная раз-
ность является погрешностью срабатывания для данного указателя
задачи регулирующего устройства. Разность определяют как при плав-
ном увеличении, так и при плавном уменьшении измеряемой величины.
Аналогичную проверку осуществляют для каждого задатчика регу-
лирующего устройства. За погрешность регулирующего устройства при-
нимают наибольшую из полученных разностей, вычисленную в процен-
тах от диапазона измерения. Погрешность срабатывания контактов регу-
лирующего устройства не должна превышать абсолютного значения до-
пустимой основной погрешности.
Измерение сопротивления изоляции электрической цепи относитель-
но корпуса прибора осуществляют мегомметром в течение 1 мин при
напряжении переменного тока 500'В. Сопротивление изоляции должно
быть не менее 40 МОм при температуре окружающего воздуха 20 С
и относительной влажности 80 %. Если корпус милливольтметра выпол-
нен из изоляционного материала, то сопротивление изоляции поверке
не подлежит.
7. ПОВЕРКА И НАЛАДКА ЛОГОМЕТРОВ
При поверке логометров выполняют следующие операции: внеш-
ний осмотр; проверку отклонения указателя за начальную отметку
шкалы при наличии сигнала при отключении питания логометра; провер-
ку электрического сопротивления изоляции, а также определяют время
успокоения подвижной части; погрешность установки указателя лого-
метра на контрольную отметку, основную погрешность и вариацию по-
казаний; влияние наклона логометра на его показания; несовпадение
160
крайних линий сетки диаграммной бумаги с крайними отметками шка-
лы прибор!; основную погрешности записи и качества записи самопи-
шущих логометров; отключение скорости движения диаграммной бу-
маги от заданной; погрешность срабатывания регулирующего прибора;
зону нечувствительности для регулирующих приборов; влияние изме-
нения напряжения питания логометра на его показания.
При поверке применяют следующие средства поверки: магазин
сопротивления класса точности не ниже 0,05; мост постоянного тока
класса точности не ниже 0,05; вольтметр постоянного тока класса точ-
ности не ниже 0,5 с диапазоном измерений до 7,5 В для контроля пита-
ния логометра; мегомметр на 500 В; два резистора (или два магазина
сопротивления), имитирующие сопротивление линии Ял, соединяющие
термометры сопротивления с логометром. Значение Rn указано на шка-
ле логометра. Номинальное значение сопротивления каждого резистора
(Rn или 0,5 Rn) берут в зависимости от схемы измерения.
Поверку логометров проводят в следующих условиях: температура
окружающего воздуха должна быть в пределах (20 ± 2) °C; относи-
тельная влажность не более 80 %; напряжение питания должно соответ-
ствовать обозначенному на поверяемом логометре. Перед проведением
поверки выполняют следующие подготовительные работы: логометр
устанавливают в нормальное рабочее положение в соответствии с техни-
ческой документацией по эксплуатации на поверяемый прибор; лого-
метр выдерживают во включенном состоянии не менее 10 мин; к лого-
метру присоединяют образцовый магазин сопротивления или образцо-
вый мост с магазином сопротивления, а также резисторы, имитирующие
сопротивление линии; все зажимы, предназначенные для подключения
термометров сопротивлений в многоточечных приборах, соединяют
параллельно между собой.
При внешнем осмотре устанавливают: соответствие прибора диа-
пазону измерения и типу исполнения; отсутствие на корпусе прибора
механических повреждений, грязи и коррозии; четкость шкалы и отсут-
ствие на ней изъянов. Кроме того шкала диаграммной бумаги должна
соответствовать шкале прибора; отклонение указателя за крайние от-
метки шкалы прибора должно быть не более 2 мм, стекло, шкала и дру-
гие части прибора не должны иметь механических повреждений, влияю-
щих на нормальную работу логометра.
Проверку отклонения указателя логометра за начальную отметку
шкалы или наличия сигнала при отключении питания логометра про-
водят в зависимости от конструкции прибора, предъявленного на по-
верку. Определение электрического сопротивления изоляции токоведу-
щих цепей поверяемого прибора производят с помощью мегомметра.
Сопротивление изоляции должно составлять не менее 40 МОм при тем-
пературе 20 °C и относительной влажности, не превышающей 80 %. Вре-
мя установления показания и характер успокоения приборов определя-
ют следующим образом.
На прибор подают измеряемую величину, создающую отклонение
161
указателя примерно на 2/3 длины шкалы. Если нулевая отметка находит-
ся внутри диапазона измерений, за длину шкалы принимают более длин-
ную часть шкалы по одну сторону от нулевой отметки. Если нулевая
отметка находится вне диапазона измерений, на прибор должна быть
предварительно подана измеряемая величина, создающая установивше-
еся отклонение указателя. Затем измеряемую величину скачкообразно
изменяют так, чтобы отклонение указателя составило около 2/3 длины
шкалы. Время установления, показаний следует определять от момента
подключения при изменении измеряемой величины до момента, когда
отклонение указателя от установившегося значения не превышает 1,5%
длины шкалы. Время установления показаний не должно превышать
указанного в табл. 25. Предельно допустимое число полуколебаний
указателя прибора около положения равновесия не должно превышать
трех, а для самопишущих — двух.
Основную погрешность и вариацию показаний определяют на всех
числовых отметках шкалы поверяемого прибора при помощи образ-
цового магазина сопротивления или магазина сопротивления и образ-
цового моста постоянного тока. Выбор схемы зависит от подключе-
ния логометра к внешней цепи. Наиболее просто поверять логометр 1
(рис. 91) по образцовому магазину сопротивлений 2.
Погрешность определяют следующим образом: плавным изме-
нением сопротивления магазина сопротивлений указатель логометра
подводят к поверяемой отметке шкалы слева и справа, и каждый раз
отсчитывают сопротивление, полученное на магазине сопротивлений.
Аналогично снимают показания на всех числовых отметках. Основную
погрешность прибора А (в Ом) определяют, как наибольшую из двух
разностей, вычисляемых соответственно по формулам:
Д1=АГр—Aj; Д2=АГр-7?2,
где ЛГр — сопротивление, соответствующее проверяемой отметке шка-
лы, взятое по градуировочной таблице; Ri, R2 — сопротивления, уста-
навливаемые магазином сопротивления на поверяемой отметке при
подходе к ней справа и слева.
Вариация показаний U равна самому большому из полученного
ряда абсолютному значению разности (А2 - R t). Приведенную основ-
ную погрешность 6П приведенную вариацию у определяют в процентах
соответственно по формулам
бп = тНгТГ 100 7 = 100 %>
Таблица 25
Длина шкалы прибора, мм Время установления, с
одноканальных многоканальных
До 90 8 4
От 90 до 150 14 7
Свыше 150- 18 10
162
Рис. 91. Схема поверки логометра
i
где Ак и Лн — сопротивления (в Ом)
соответствующие конечной и началь-
ной отметкам шкалы поверяемого
прибора, взятые из градуировочных
таблиц.
Погрешность и вариации показа-
ний не должны превышать класса
точности прибора.
Проверку влияния наклона при-
бора осуществляют на трех числовых
отметках в начале, середине и конце
шкалы путем изменения сопротив-
ления, соответствующих проверяемым отметкам шкалы при нормаль-
ном положении логометра и при наклоне его на угол 10 во всех четырех
направлениях.
Погрешность от влияния наклона определяют как разность двух
значений сопротивления для одной и той же отметки шкалы, получен-
ных при нормальном и наклонном положениях логометра, выраженная
в процентах от диапазона измерений. При поверке допускается легкое
постукивание по прибору для исключения влияния трения. Погрешность
показаний при этом не должна превышать основной допустимой по-
грешности. Определение несовпадения крайних линий сетки диаграм-
мной бумаги с крайними отметками шкалы прибора выполняют че-
рез 5—10 мин после включения электродвигателя.
Несовпадение не должно превышать ширины крайних отметок
шкалы. Определение основной погрешности записи и качества записи
самопишущих логометров производят на любых трех числовых отмет-
ках диаграммной бумаги. При определении основной погрешности за-
писи пишущее устройство должно быть установлено так, чтобы линия
записи была заложена на проверяемую отметку диаграммной бума-
ги. Основная погрешность записи (отклонение линии записи от соответ-
ствующей линии диаграммной бумаги) не должна превышать предела
основной допустимой погрешности логометра.
В многоточечных приборах одновременно проверяют соответствие
цвета записи или цифры, отпечатываемого на диаграммной бумаге,
условному обозначению (цвет, цифра) на механизме записи. Отпечатки
и линия записи должны быть четкими. Запись должна быть без обры-
вов и утолщений. При проверке качества записи самопишущих много-
точечных логометров не должно наблюдаться бросков указателя за
шкалу при переключении точек.
Определение отклонения скорости движения диаграммной бумаги
от заданной выполняют на одной из числовых отметок шкалы секундо-
мером. При этом оно не должно превышать ± 1 % от заданного значения.
При определении погрешности срабатывания регулирующего устройст-
163
ва необходимо указатель задачи регулирующего устройства установить
на проверяемую отметку шкалы и трижды плавно изменить входной
сигнал до момента срабатывания регулирующего устройства. При этом
определяют действительное значение, соответствующее моменту сраба-
тывания. Среднее из трех полученных отсчетов сравнивают со значени-
ем, соответствующим отметке шкалы, на которую установлен указа-
тель задачи. За погрешность регулирующего устройства принимают
наибольшую из полученных разностей, вычисленную в процентах от нор-
мирующего значения.
Погрешность срабатывания регулирующего устройства не должна
превышать 1,5 абсолютной величины допустимой основной погрешности
показаний.
Зону нечувствительности регулирующего устройства следует опре-
делять как отношение разности значений измеряемой величины при
срабатывании и возврате регулирующего устройства к диапазону изме-
рений. Зона нечувствительности не должна превышать значения преде-
ла основной допустимой погрешности прибора.
Влияние изменения напряжения питания на показания прибора оп-
ределяют не менее чем на трех отметках — в начале, середине и конце
шкалы. Указатель логометра устанавливают, плавно подведя его спра-
ва и слева к выбранной числовой отметке шкалы, и записывают соот-
ветственно показания магазина сопротивления R t и R2 при номиналь-
ном напряжении питания прибора. Затем изменяют напряжение питания
и записывают показания Rt и R2. За изменение показаний логометра
принимают наибольшую из двух разностей (7?t — Ri) и (R2 — R2).
Предел допустимой погрешности логометров, вызванной изменени-
ем напряжения питания, устанавливается в технических условиях на ло-
гометры конкретного типа.
8. НАЛАДКА ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ
ТЕМПЕРАТУРЫ (КТ) СВОБОДНЫХ КОНЦОВ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
В зависимости от диапазона измерения градуировочной характерис-
тики милливольтметров применяют несколько модификаций элемен-
тов КТ, которые отличаются различными номиналами резисторов мос-
товой схемы. В зависимости от диапазона измерения элементы КТ
делят на элементы, применяемые в приборах, диапазон измерения кото-
рых начинается от нуля, и элементы, применяемые в приборах с началь-
ной отметкой шкалы, не равной нулю.
Наладку приборов с начальной отметкой шкалы, равной нулю,
выполняют в следующей последовательности. Проверяют напряжение
питания моста в точках 1 и 4 платы элемента КТЗ (рис. 20, а), оно долж-
но находиться в пределах 18^’’ В измеряют падение напряжения на
резисторе R5. Напряжение на резисторе должно быть равным: для эле-
мента градуировочной характеристики ХК — (65,8 ± 0,6) мВ; для граду-
164
ировочной характеристики ХА — (40,25 ± 0,4) мВ; для элемента градуи-
ровочной характеристики ПП — (5,77 ± 0,06) мВ.
Если измеренное напряжение не равно указанным значениям, резис-
тор R5 отпаивают и подключают магазин сопротивления, с помошью
которого подгоняют напряжение с точностью не ниже 0,2 %. По получен-
ному значению сопротивления подбирают резистор R5 и устанавливают
его на место.
Для проверки балансировки моста вместо резистора Ri (RKT)
подключают магазин сопротивления и выставляют на нем значение
сопротивления, равное 10 Ом. Подают напряжение питания, при этом
на вершинах мостовой схемы напряжение должно быть равным нулю.
В случае если на вершинах моста появилась разность потенциалов, изме-
нением сопротивления резисторов R2, R3 и R4 добиваются ее устра-
нения, приведя мост в равновесие.
Для проверки работоспособности мостовой схемы подключают
магазин сопротивления вместо медного резистора R1 (Акт), на котором
последовательно набирают значения сопротивлений, определяемые по
формуле
R =А0(1 +«0,
где R — сопротивление медного резистора, соответствующее температу-
рам 10, 20, 30, 40 и 50 °C; Ro — сопротивление медного резистора при
температуре равной нулю; а — температурный коэффициент меди;
t — температура, соответствующая проверяемой точке.
При каждом значении R, набранном на магазине сопротивления,
измеряют разбаланс мостовой схемы в точках 2 и 3. Измеренные нап-
ряжения должны различаться на величину Д(Л Для градуировочной ха-
рактеристики ХК68ДС/ = (0,67 ± 0,03) мВ; для градуировочной харак-
теристики ХА68Д£/ = (0,4 ± 0,03) мВ; для градуировочной характе-
ристики ПП68 ДС/ = (0,06 ± 0,001) мВ. Если разность напряжений будет
отличаться от указанных значений, то следует дополнительно произ-
вести регулировку напряжения резистором R5 и более точно сбаланси-
ровать мост. После этого отключают магазин сопротивления и устанав-
ливают медный резистор R1 (Акт) -
Наладку элемента КТ-4 приборов с начальной отметкой, не равной
нулю, осуществляют следующим образом. Проверяют напряжение пи-
тания схемы в точках 1 и 4 (рис. 20, б), которое должно находиться в
пределах 18^’J В, и измеряют напряжение на стабиллитроне VD2. Нап-
ряжение должно составлять 7—8,5 В. Его регулируют изменением сопро-
тивления резистора А 7.
Выходное напряжение элемента КТ регулируют изменением сопро-
тивления резистора R5. Оно зависит от диапазона измерения и градуи-
ровочной характеристики прибора. Если с помощью резистора R5 не
удается получить соответствующее выходное напряжение, необходи-
мо проверить номинальные сопротивления резисторов мостовой схемы.
165
9. НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПТС)
Цель наладки ПТС (рис. 21) является достижение такого положе-
ния, чтобы при начальной отметке шкалы прибора в измерительной
диагонали на вершинах моста отсутствовала разность потенциалов,
а при конечном значении отметки шкалы прибора разность потенциа-
лов на вершинах моста была такой, при которой указатель измеритель-
ного прибора устанавливался бы на конечной отметке шкалы. Сна-
чала проверяют питание моста, которое должно находиться в пределах
18^’J В. Затем проверяют напряжение на выходе стабилизатора VD2,
которое должно быть равным 7—8,5 В. Если измеренное напряжение
отличается от приведенного значения, нужно заменить резистор R6.
Далее проверяют уравновешенность моста, т. е. убеждаются в отсутст-
вии напряжения на вершинах моста, для этого проверяют сопротивление
катушки, которое должно составлять 1/2 Rn, т. е. 2,5 и 7,5 Ом. При
необходимости катушки заменяют другими. На клеммы выхода ПТС
(вместо термопреобразователя сопротивления R) подсоединяют мага-
зин постоянного тока. На магазине устанавливают сопротивление, соот-
ветствующее начальной отметке шкалы прибора, и подают на мостовую
схему напряжение питания. При помощи образцового потенциометра
измеряют напряжение на вершинах моста, которое должно быть рав-
ным нулю или не более ± 0,05 мВ. Если измеренное напряжение выходит
за пределы допустимого напряжения, отпаивают резистор R5 и подклю-
чают магазин сопротивления, с помощью которого выполняют подгон-
ку. Катушку R5 подгоняют согласно значению, полученному на магази-
не сопротивления, и устанавливают на плату. Для проверки выходного
сопротивления ПТС на образцовом магазине сопротивления, подключен-
ном вместо термопреобразователя сопротивления, выставляют зна-
чение, соответствующее конечной отметке шкалы по градуировочной
таблице термометров сопротивления. Напряжение на вершинах моста
должно быть не менее 60 мВ. Если оно окажется меньше указанного,
нужно проверить все значения сопротивлений моста.
10. ПОВЕРКА И НАЛАДКА АВТОМАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОННЫХ
ПОТЕНЦИОМЕТРОВ И УРАВНОВЕШЕННЫХ МОСТОВ
При Поверке автоматических электронных потенциометров и урав-
новешенных мостов выполняют следующие операции: внешний осмотр;
опробование, а также проверку электрической прочности и сопротив-
ления изоляции, рабочего тока в измерительной цепи потенциометра,
характера успокоения указателя прибора, качества записи и продви-
жения диаграммной ленты (диска), отклонения скорости продвижения
диаграммных лент и скорости вращения диаграммных дисков от номи-
нальных значений и др. При проведении поверки применяют следующие
средства поверки: низкоомные потенциометры постоянного тока Р306,
Р348, Р363/3, Р37-1, ПП-63; высокоомные потенциометры постоянного
166
тока РЗО7; Р-345; универсальный переносной измерительный прибор
УПИП-60М; магазин сопротивлений МСР60 и МСР60М; измеритель-
ную катушку электрического сопротивления класса 0,02 с номинальным
сопротивлением 1, 10, 100 Ом; источник регулируемого напряжения
ИРН-64; делитель напряжения Р-35; ДН-3; амперметры Ф141, Д590;
термоэлектродные провода ХКев , ХАев, ПП68; термометр стеклянный
ртутный с ценой деления шкалы 0,1 °C; термостат нулевой температу-
ры; катушка манганиновая с проводами сопротивлением 2,5 Ом; ме-
гомметр М4101/1, М401/3 с номинальным напряжением 100 и 500 В;
секундомер с ценой деления 0,1 с; штангенциркуль, предназначенный
для измерения ширины записи диаграммных лент (дисков); установ-
ку для проверки электрической прочности изоляции УПУ-1М.
Средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь сви-
детельства (отметки в формулярах или паспортах) о поверке. При про-
ведении поверки необходимо соблюдать следующие условия: темпера-
тура окружающего воздуха должна находиться в пределах (20 ± 2) °C;
относительная влажность воздуха 30—80 %, напряжение питания (220 ±
±5) Вс частотой (50 ± 1) Гц [(60 ± 1) Гц]; отсутствие вибрации, тряс-
ки и ударов, влияющих на работу прибора; отсутствие внешних электри-
ческих и магнитных полей (кроме земного магнитного поля), влияю-
щих на работу, корпус прибора должен быть заземлен.
При внешнем осмотре проверяют комплектность прибора, отсутст-
вие повреждений, влияющих на работу прибора, соответствие располо-
жения конца указателя относительно наименьшей отметки шкалы, соот-
ветствие захода указателя за крайние отметки шкалы, наличие диаграм-
мной ленты (диска), соответствующей градуировке и пределу измере-
ния прибора, отсутствие внутри прибора посторонних предметов или
незакрепленных деталей, соответствие маркировки прибора.
При увеличении входного сигнала указатель поверяемого прибора
должен перемещаться к конечной отметке, а при уменьшении входного
сигнала — к начальной отметке. Проверку электрической прочности изо-
ляции осуществляют при отключенном от сети питания прибора, на спе-
циальной установке, обеспечивающей плавное изменение напряжений
от нуля до испытательного значения. Испытательное напряжение прикла-
дывают поочередно между корпусом и измерительной цепью, силовой
цепью, цепями дополнительных устройств, а также между перечисленны-
ми цепями. Электрическое сопротивление изоляции проверяют с по-
мощью мегомметра с номинальным напряжением 500 В. Испытательное
напряжение прикладывают к цепям, между которыми осуществляют
проверку.
Сопротивление изоляции измерительных и силовых цепей относи-
тельно корпуса прибора, а также относительно друг друга должно быть
не менее 20 МОм при температуре 20 °C и относительной влажности,
не превышающей 80 %. Проверку рабочего тока в измерительной цепи
потенциометра выполняют в соответствии с технической документаци-
ей на поверяемый прибор.
167
Рис. 92. Схемы присоединения поверяемого потенциометра
Характер успокоения указателя прибора проверяют на трех число-
вых отметках шкалы примерно в начале, середине и конце шкалы, при
подаче на зажимы прибора ступенчатого входного сигнала. Значение
скачка должно быть не менее 40 % диапазона измерений поверяемого
прибора. В середине шкалы характер успокоения проверяют при увели-
чении и уменьшении входного сигнала. Указатель прибора должен уста-
навливаться в соответствии с требованием технической документации
на поверяемый прибор.
Соответствие быстродействия допустимым значениям определяют
ступенчатым изменением входного сигнала от начального до конечного
значения шкалы. Секундомером измеряют время, за которое указатель
прибора достигает конечной (начальной) отметки шкалы.
Быстродействие определяют как среднее арифметическое четырех
измерений. Оно должно соответствовать технической документации на
поверяемый прибор. Основную погрешность приборов проверяют на
всех числовых отметках шкалы. Основную погрешность потенциомет-
ров проверяют путем сравнения его показаний с показаниями образцо-
вого потенциометра более высокого класса точности.
Возможные схемы присоединения поверяемого потенциометра к
образцовому приведены на рис. 92. В случае поверки потенциометра
168
1, работающего в комплекте с термоэлектрическим преобразователем,
к зажимам, служащим для подключения термопреобразователя, под-
ключают компенсационные провода 2, градуировка которых должна
соответствовать градуировке подключенного термопреобразователя.
Концы компенсационных проводов заводят в термостат, сосуд Дьюа-
ра или ванну с тающим льдом 4 (рис. 92, а), а затем с помощью медных
проводов 5 их подключают к образцовому потенциометру 6. Темпера-
туру в месте соединения проводов контролируют ртутным термомет-
ром 3 с ценой деления 0,1 °C.
При поверке показаний следует учитывать температуру в месте
соединения медных и компенсационных проводов. В соответствий с
температурой соединения проводов, измеренной ртутным термометром
3, вводят поправку в табличные значения ЭДС, устанавливаемые на об-
разцовом потенциометре. По схеме (рис. 92, б) осуществляют поверку
при помощи высокоомных образцовых потенциометров. Проверяемый
прибор 1 с помощью компенсационных проводов 2 соединяют с источ-
ником регулируемого напряжения 7. Образцовый прибор соединяют с
ИРН медными проводами 5. В этом случае показания образцового при-
бора равны термоЭДС термопреобразователя при условии, что тем-
пература среды, в которой находятся свободные концы термо преобразо-
вателя, равна температуре среды, в которой находятся наружные концы
компенсационных проводов. При использовании этой схемы необходи-
мо постоянно 'следить за показанием ртутного термометра 3, так как
внешние воздействия будут вызывать изменения температуры окру-
жающей среды. На основании показаний термометра вводят поправки
в табличные значения ЭДС.
Схемой (рис. 92, в) удобно пользоваться при поверке прибора
при помощи низкоомных образцовых потенциометров. Проверяемый
прибор 1 в этом случае соединяют с образцовым б с помощью компен-
сационных проводов 2. На основании показаний термометра 3 вводят
поправки в табличные значения ЭДС.
В схеме (рис. 92, г) вместо медной катушки применяют манганино-
вую, сопротивление которой равно сопротивлению медной катушки
при 30 °C. Этой схемой удобно пользоваться, когда происходят коле-
бания температуры окружающей среды. В этом случае в табличные
значения термоЭДС, устанавливаемые на образцовом потенциометре,
вводят поправки на температуру свободных концов 30 °C. Потенцио-
метр 1 в данном случае соединяют с образцовым прибором б при помо-
щи медных соединительных проводов 5.
Поверочная схема для потенциометров КСПЗ имеет некоторое от-
личие от рассмотренных выше схем. У этих потенциометров конструк-
цией предусмотрен переключатель, с помощью которого в положении
’’градуировка” подключают в измерительную схему вместо медной
катушки манганиновую с сопротивлением, эквивалентным медной при
нулевой температуре. Образцовый прибор подключают к поверяемому
потенциометру с помощью медных проводов, а задаваемое значение вы-
бирают по таблицам без поправок.
169
После выбора поверочной схемы потенциометр включают в работу.
Последовательно увеличивая напряжение на входе прибора, устанавли-
вают указатель на оцифрованные значения и выполняют отсчет по образ-
цовому потенциометру. После установки указателя на отметку, соот-
ветствующую конечной температуре, плавно снижают напряжение, воз-
вращаясь к начальной отметке, производя отсчеты, соответствующие
этим же оцифрованным точкам. Погрешность прибора и вариацию по-
казаний определяют соответственно по формулам
Е — е - Eq
Ек ~ Ен
100%; 5 = ^5—100%,
Ек ~Ен
где 7 — основная погрешность, %; Е — табличное значение ЭДС для по-
веряемой отметки, мВ; Ео — показания образцового прибора, мВ;
е — ЭДС, соответствующая температуре, измеренной образцовым тер-
мометром, мВ; £к, £н — значения ЭДС термопары по государствен-
ному стандарту, соответствующие конечной и начальной отметкам
шкалы, мВ; Ео п, Ео о — значения образцового прибора на поверяемой
точке при прямом и обратном ходах проверки.
Предел допустимой основной погрешности для потенциометров
численно равен классу точности прибора, а величина вариации не долж-
на превышать: 0,2 % — для приборов класса 0,25; 0,25 % — для при-
боров класса 0,5 и половины абсолютного значения предела допусти-
мой основной погрешности — для приборов остальных классов.
Основную погрешность и вариацию показаний уравновешенных
мостов определяют с помощью образцового моста постоянного тока
или образцового магазина сопротивлений, по схеме приведенной на
рис. 93. Для этого используют образцовый мост с основной погреш-
ностью, в 5 раз меньшей, чем погрешность поверяемого прибора, и ма-
газины сопротивлений рычажные шестидекадные с минимальной дека-
дой X 0,01 Ом. Образцовый магазин 2 присоединяют к уравновешенному
мосту 1 в соответствии со схемой внешних соединений вместо термо-
метра сопротивлений. Сопротивление линии (проводов и подгоночных
сопротивлений) должно быть равно (2,5 ± 0,01) Ом.
За номинальные значения сопротивления для каждой числовой от-
метки шкалы принимают данные, взятые из градуировочных таблиц.
Приборы проверяют на всех оцифрованных отметках шкалы при возрас-
тающих и убывающих значениях измеряемой, величины.
Погрешность прибора и вариацию показаний опре-
деляют соответственно по формулам
7 = Ю0%; B = -R° n~R°° 100%,
Лк-*н *к-*н
где R — табличное значение сопротивления на поверяе-
мой точке, Ом; Ro — отсчет по контрольному магази-
Рис. 93. Схема поверки мостов
170
ну, Ом; RK, RH — табличные значения сопротивления по государственно-
му стандарту, соответствующие конечной и начальной отметкам шка-
лы, Ом; Ro п, Ro о — показания магазина сопротивления при прямом
и обратном ходах поверки, Ом.
Определение соответствия основной погрешности записи допу-
скаемым значениям выполняют не менее чем на трех линиях отсче-
та диаграммной ленты (диска).
Перед проверкой приборов с диаграммными дисками устанавливают
на мере входного сигнала значение измеряемой величины, соответствую-
щее 50 % диапазона измерений, выставляют перо при помощи коррек-
тора на линию отсчета 50 % длины поля регистрации и проверяют, чтобы
при повороте диаграммного диска на 360° относительно пера оно не
выходило за пределы проверяемой линии отсчета более чем на толщину
пера. Если перо выходит за соответствующую линию отсчета, то диаг-
раммный диск следует заменить и операцию повторить.
Устанавливают перо ниже (по значению) проверяемой линии от-
счета и, медленно изменяя входной сигнал, совмещают перо с этой ли-
нией и определяют по мере входного сигнала значение х = х$. Затем
устанавливают перо выше (по значению) проверяемой линии отсчета
и, медленно изменяя входной сигнал, совмещают перо с этой линией
и определяют значение х = х6. Основную погрешность приборов оп-
ределяют как наибольшее из двух значений Д3 и Д4, рассчитанных
соответственно по формулам
L
Аз — •''ном ~ Л'н.о ~ — *н.о) “7 — Л'т>
ном
L„
Д4 -ХИОМ — Л'Н.О ~ (.Х6 ~ Л'Н.о) хт<
ном
где хн 0 — номинальное значение входного сигнала, соответствующее
начальной отметке шкалы; £д, LHOM — действительная и номинальная
ширина поля записи диаграммной ленты (диска), мм; хном — номи-
нальное значение входного сигнала на проверяемой отметке шкалы.
Основную приведенную погрешность приборов по регистрации
в процентах рассчитывают по формуле
7П=41°°%,
где Д - наибольшее значение, взятое из предыдущих формул; D — верх-
ний предел входного сигнала.
Проверка качества записи и продвижение диаграммной ленты (дис-
ка). Для проверки работы лентопротяжного механизма и качества за-
писи прибор заправляют диаграммной лентой. Для одноточечных при-
боров с записью чернилами заполняют чернильницу и подсасывают чер-
нила со стороны наконечника пера. Далее проверяют совпадение пера
171
с начальной линией диаграммы при положении указателя прибора на
начальной отметке шкалы (при несовпадении смещают перо до совме-
щения с начальной линией диаграммы) и перпендикулярность пера по
отношению к бумаге. После этого включают прибор на запись, проверя-
ют движение диаграммы, подачу чернил и качество записи.
Движение диаграммы должно происходить без перекосов, смятия
и разрывов перфорации. При неудовлетворительной подаче чернил про-
чищают капилляр пера тонкой проволокой или перо промывают. Если
качество записи плохое, то проверяют нажим на перо; при царапании
диаграммы наконечником пера его притирают. При значительном на-
мокании диаграммной бумаги перо следует заменить. В многоточеч-
ных приборах проверяют соответствие наносимых на диаграмму циф-
ровых или цветовых отметок положению многоточечного переклю-
чателя.
В самопишущих приборах с дисковой диаграммой проверяют дви-
жение пера по часовой радиальной дуге диаграммы. Линия записи долж-
на быть непрерывной, без подтеков, шириной не более 0,8 мм.
Проверку отклонения скорости продвижения диаграммных лент
и скорости вращения диаграммных дисков от номинальных значений
выполняют следующим образом. Среднюю скорость продвижения лен-
точной диаграммы определяют за время, необходимое для перемещения
ее на 0,3—0,5 м при любой скорости и напряжении питания в пределах
от 0,9 до 1,1 номинального значения. У приборов с дисковой диаграм-
мой проверку полагается производить в течение 24 ч.
У прибора с синхронным электродвигателем отклонение скорости
определяют следующим образом. Включают механизм записи и после
начала перемещения диаграммной ленты (диска) его отключают и де-
лают отметку на диаграммной ленте (диске) относительно неподвиж-
ной части прибора. Затем одновременно включают механизм записи
и электрические часы, питающиеся от того же источника, что и синхрон-
ный электродвигатель прибора. За время tR, соответствующее не менее
0,5 оборота диска или прохождению не менее 500 мм диаграммной лен-
ты (но не менее чем через 5 мин), включают механизм записи и делают
новую отметку на диаграммной ленте (диске) относительно той же
неподвижной части прибора. Отсчитывают время Гном по диаграмме
по делениям времени между указанными отметками и вычисляют откло-
нение скорости от номинальной в процентах по формуле
sv= (1 ном )Ю0%.
'д
Для проверки работы переключателя многоканального прибора
на каждую пару зажимов для присоединения датчиков подают такие
значения измеряемой величины, при которых близкие по номерам точ-
ки будут располагаться вдоль шкалы на наибольших расстояниях друг
от друга. Разброс одноименных точек при работе многоточечного пере-
ключателя не должен первышать 1 мм. •
172
После поверки мостов, прежде чем подключить к прибору термо-
преобразователь сопротивления, необходимо подогнать сопротивление
соединительных проводов внешней линии. Подгонку осуществляют с
помощью подгоночных (уравнительных) катушек. В одноточечных
приборах катушки монтируют снаружи прибора на клеммной колодке;
в многоточечных — на панели вне прибора (рядом с ним).
Подгонку сопротивления линии каждого термопреобразователя
сопротивления (термометры подключаются к прибору по трехпровод-
ной схеме) выполняют следующим образом: закорачивают зажимы на
головке термопреобразователя сопротивления, к которым присоеди-
няют провода, идущие от прибора; отсоединяют провода термопреобра-
зователя сопротивления от клеммной колодки (для одноточечного
прибора) или от панели (для многоточечного прибора), измеряют их
сопротивления попарно и составляют три уравнения с тремя неиз-
вестными:
7?! = 7?^ +7?с; ^2 ~Ra +^в> — Rb + rC>
из которых вычисляют
_ /?! — /? 3 +-К 2 _^3-Л1+/?2
------------ ; RB-----------
; 7?c-7?i -Ra,
где RA , RB, Rq — сопротивления проводов, подключенных соответствен-
но к зажимам А, В, С.
Снимают подгоночные катушки и путем сматывания с них провода
уменьшают сопротивление катушки 7?п к на величину сопротивления
RB для одной из них и на величину RA для другой, т. е.
^п.к1 — 2,5 — RB и Т?П к2 — 2,5 —Ra-
Катушки устанавливают на свои места, снимают перемычки с за-
жимов термометра и провода подключают к мосту. В случае необходи-
мости после подгонки сопротивления проводов осуществляют провер-
ку основной погрешности прибора.
11. НАЛАДКА И ПОВЕРКА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПРИБОРОВ
Реостатные задатчики. Наладка и поверка 10 % и 100 %-го реостат-
ного задатчика включает в себя поверку общего сопротивления рео-
статных задатчиков, настройку дифференциальной рычажной системы,
поверку надежности контактирования ползунка задатчика с обмоткой,
а также определение погрешности и вариации сигнала прибора по выходу
задатчика.
Проверку общего сопротивления реостатных задатчиков осущест-
вляют с помощью омметра класса 2, 5. Для этого необходимо выводы
задатчика подсоединить к контактам омметра и произвести отсчет со-
противления. Общее сопротивление 10 %-го реостатного задатчика долж-
но быть (120 + 40) Ом, а 100 %-го (150 ± 20) Ом.
173
Рис. 94. Схема проверки реостатного
задатчика с 10 %-й зоной регулирования:
1 — прибор с 10 %-м реостатным задат-
чиком; 2 — нуль-индикатор; El, Е2 —
источники постоянного напряжения;
R — резистор задатчика
Для проверки реостатного задатчика с 10 %-й зоной регулирования
используют схему, приведенную на рис. 94. Настройку рычажной сис-
темы 10 %-го задатчика выполняют следующим образом: к проверяе-
мому прибору подключают образцовый прибор, на котором устанавли-
вают градуировочное значение входного сигнала, соответствующее от-
метке 50 % шкалы; с помощью ручки установки задания 9 (рис. 95)
совмещают на диаграммном диске указатель задания 11 с пером 72;
при этом рычаг задания 4 визуально должен совпадать с контуром ко-
ромысла 3, находящегося в горизонтальном положении. В противном
случае ослабляют стопорный винт 5 и рычаг 4 устанавливают так, чтобы
его контур совпал с контуром коромысла 3. При этом рычаг 1 не дол-
жен выходить за габариты шасси, а указатель индикатора должен нахо-
диться в зоне нулевой отметки. Если указатель нуль-индикатора откло-
няется от нулевой отметки, перемещением тяги 6 в пазу рычага 7 уста-
навливают указатель в зоне нулевой отметки и закрепляют с помощью
валика 8. Точность установки пера 12 на проверяемую отметку диаг-
8
1, 4,
Рис. 95. 10 %-й реостатный задатчик:
7 - рычаги; 2, 5 — стопорные винты; 3 - коро-
мысло; 6 — тяга; 8 - валик; 9 - ручка установки
задания; 10 — корректор задания; 11 - указатель
установки задания; 12 - перо прибора; 13 - кор-
ректор пера
174
Рис. 96. Схема для проверки прибо-
ра со 100 %-м реостатным задат-
чиком:
1 — прибор со 100 %-м реостатным
задатчиком; 2 — нуль-индикатор;
Е — источник постоянного тока;
R1 — реохорд-датчик; R2 — резис-
тор задатчика; R3 — резистор точ-
ной настройки
раммной бумаги производят при помощи корректора пера 13. Для про-
верки реостатного прибора со 100 %-м реостатным задатчиком собирают
схему, приведенную на рис. 96.
Настройку рычажной системы 100 %-го реостатного задатчика осуще-
ствляют следующим образом: на образцовом приборе устанавливают
градуировочное значение входного сигнала, соответствующее начальной
отметке шкалы и совмещают указатель задания 9 (рис. 97) с пером 8\
поворачивают лекало 6 так, чтобы рычаг 1 занял начальное положение
на лекале, ослабляют стопорные винты 5 втулки лекала и поворачивают
ось резистора 3 задатчика R2 (задание) до тех пор, пока указатель
» 5 6 7
Рис. 97.100 %-й реостатный задатчик:
1 — рычаг; 2 — винты крепления; 3 - ось резистора задатчика; 4 — ось резистора
точной настройки; 5 - стопорные винты; 6 - лекало; 7 - ручка установки зада-
ния; 8 — перо прибора; 9 — указатель установки задания
175
индикатора не установится на нулевой отметке. Затем стопорные винты
закрепляют; устанавливают на образцовом приборе градуировочное
знафние входного сигнала, соответствующее конечной отметке шкалы,
и совмещают указатель задания с пером; поворачивают ось переменного
резистора 4 до установки указателя индикатора на нулевой отметке.
Пой необходимости перечисленные операции повторяют снова.
Проверку надежности контактирования ползунка 10 %-го задатчи-
ка с обмоткой (рис. 94) выполняют следующим образом: совмещают
перо и указатель задания на 50 %-й отметке шкалы; перемещают указа-
тель задания поочередно в обе стороны от отметки 50 % шкалы, при этом
указатель нуль-индикатора должен плавно перемещаться в одну и другую
стороны от нулевой отметки. Резкие срывы и уход указателя индикатора
на нуль свидетельствуют о потере контакта.
Надежность контактирования ползунка 100 %-го задатчика с намот-
кой (рис. 96) проверяют в следующем порядке: совмещают перо прибо-
ра и указатель задания на отметке 50 % шкалы; перемещают указатель
задания в обе стороны от отметки 50 % шкапы, при этом указатель ин-
дикатора должен плавно перемещаться в одну и другую стороны от
нулевой отметки; снова совмещают перо и указатель задания на 50 %
отметки шкалы и путем изменения входного сигнала, подаваемого от
образцового прибора, перемещают указатель прибора в обе стороны от
отметки 50 % шкалы, при этом указатель индикатора должен плавно
двигаться в одну и другую стороны от нулевой отметки.
Проверку приведенной погрешности и вариации сигнала прибора
по выходу задатчика для приборов с 10 %-ым реостатным задатчиком
(рис. 94) выполняют в следующем порядке: с помощью образцового
прибора указатель поверяемого прибора устанавливают на поверяемую
отметку; совмещают указатель задания с пером прибора; добиваются
симметрирования задатчика (т. е. установки указателя индикатора в
зоне нулевой отметки с отклонением не более 5 % от напряжения пита-
ния задатчика) плавным изменением входного сигнала, подаваемого
от образцового прибора, как в сторону увеличения его, так и в сторону
уменьшения; отсчитывают величину входного сигнала по образцовому
прибору; приведенную погрешность сигнала прибора по выходу задат-
чика определяют по формулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
Д = ± -» * ЮО %;
XN
для приборов с квадратичным лекалом
Хуг — х 1
Дп = ±—5— -т— 100%,
xjy 2у
где хд — действительное значение входного сигнала на1 поверяемой от-
метке шкалы, соответствующее моменту симметрирования задатчика,
дающее наибольшее отклонение от номинального, выраженное в едини-
176
цах измерения входного сигнала (Ом, мВ); х — номинальное (градуи-
ровочное или расчетное) значение входного сигнала, соответствующее
поверяемой отметке шкалы, выраженное в единицах измерения входно-
го сигнала (Ом, мВ); х^ — нормирующее значение входного сигнала;
у — часть шкалы до проверяемой отметки в относительных единицах;
у = (N - ZVH)/(ZVK — TV); /V, NH, TVK — соответственно поверяемая,
начальная и конечная отметки шкалы.
Вариацию сигнала прибора по выходу задатчика вычисляют по
формулам:
для приборов с линейным лекалом
Ь = *_п,Р_.*?_бР Ю0%;
для приборов с квадратичным лекалом
ъ = *пр~.*°б_р 2_ 100%,
XN 2у
где хпр, хобр — действительные значения входного сигнала на поверяе-
мой отметке шкалы, соответствующие моменту симметрирования за-
датчика соответственно при прямом и обратном ходах указателя прибо-
ра, выраженные в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ).
Если на всех поверяемых отметках приведенная погрешность имеет один
знак и превосходит допустимую величину, необходимо подрегулировать
положение указателя задания с помощью корректора задания.
Контактные задатчики. Схема проверки приборов с контактным
задатчиком приведена на рис. 98. Схема дифференциальной рычажной
системы и узла установки задания приведена на рис. 57. Настройку кон-
тактного задатчика выполняют в следующей последовательности: под-
ключают к проверяемому прибору соответствующий образцовый при-
бор, установив на нем градуировочное значение входного сигнала, соот-
ветствующее отметке 50 % шкалы; с помощью ручки установки задания
7 — Ю. Е. Крамарухин
10 (рис. 57) совмещают на диаг-
раммной бумаге указатель за-
дания 13 с пером 12, при этом
рычаг задания 7 визуально дол-
жен совпадать с контуром ко-
ромысла 6, находяще/ося в го-
ризонтальном положении. Винт
Рис. 98. Схема для проверки приборов
с контактным задатчиком:
I — прибор с контактным задатчи-
ком; ППР-1М - приставки позицион-
ного регулирования; HL1, HL2 — ин-
дикаторные лампы
177
11 служит для плавного перемещения указателя 13. Если совпадения
нет, ослабляют стопорный винт 8 и рычаг 7 устанавливают так, чтобы
его контур совпадал с контуром коромысла, но рычаг 4 не должен вы-
ходить за габариты шасси. Ослабляют три винта крепления основания
контактного задатчика и, перемещая основание, устанавливают подвиж-
ный контакт 3 в вертикальное положение. Ослабляют зажимные винты
14 и 15, вворачивают регулировочные контакты 1,2 и настраивают тре-
буемую зону нечувствительности. После этого затягивают винты 14
и 15. Проверку надежности контактирования подвижного контакта с
неподвижными контактами в контактном датчике и рабочих контактах
реле в приставке ППР-1М проводят по схеме (рис. 98) следующим об-
разом: совмещают перо и указатель задания на отметке 50 % диаграммы
и перемещают указатель задания в обе стороны от этой отметки. При
соприкосновении подвижного контакта с неподвижными должны сраба-
тывать реле приставки ППР-1М и загораться индикаторные лампы HL1
и HL2, что будет свидетельствовать о наличии контактов в проверяемых
цепях. Если одна или обе индикаторные лампы HL1,HL2 не загорятся,
необходимо почистить и промыть спиртом контакты контактного задат-
чика. Если это не поможет, то необходимо почистить и промыть спир-
том рабочие контакты реле приставки ППР-1М.
Проверку минимальной и максимальной зон нечувствительнос-
ти проводят в средней части шкалы в следующей последовательности:
контактные винты датчика вворачивают и устанавливают минимально
возможное расстояние между подвижным и неподвижным контакта-
ми; плавно увеличивая входной сигнал, определяют его величины, при
которых одна индикаторная лампа гаснет, а другая загорается; затем
вывернув винты контактного датчика до отказа и снова плавно меняя
входной сигнал, определяют уже максимальную зону нечувствительнос-
ти. Зону нечувствительности, выраженную в процентах, находят по фор-
мулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
xt - х2
Дн =--------- 100 %;
для приборов с квадратичным компенсирующим лекалом
где х2 — действительное значение входного сигнала, при котором гас-
нет индикаторная лампа HL1, выраженное в единицах измерения вход-
ного сигнала (Ом, мВ); Xj — действительное значение входного сигна-
ла, при котором загорается индикаторная лампа HL2, выраженное в
единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ); xN — нормирующее
значение входного сигнала; у — часть шкалы до проверяемой отметки
в относительных единицах.
Поверку приведенной погрешности и вариации сигнала прибора
178
по выходу контактного задатчика выполняют в следующей последо-
вательности (рис. 98): устанавливают с помощью образцового прибора
указатель поверяемого прибора на поверяемую отметку; совмещают
указатель задания с пером прибора; добиваются срабатывания задатчи-
ка (т. е. установки подвижного контакта в среднее положение между
неподвижными контактами) плавным изменением входного сигнала,
подаваемого от образцового прибора, как в сторону увеличения его,
так и в сторону уменьшения; отсчет величин входного сигнала произ-
водят по образцовому прибору.
Приведенную погрешность сигнала прибора по выходу задатчика,
выраженную в процентах, определяют по формулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
х - х
Дн = ±-------- 100%;
хдг
для приборов с квадратичным компенсирующим лекалом
х - х 1
Дн = ± —--------Z— юо %,
н XN 2у
где хср — действительное значение входного сигнала, соответствующее
моменту симметрирования задатчика, дающее наибольшее отклонение
от номинального, выраженное в единицах измерения входного сигнала
(Ом, мВ), т. е.
х = *1пР.*х2ц, 5
р 2
где Хщр — действительное значение входного сигнала при прямом ходе
указателя прибора, при котором гаснет индикаторная лампа HL1, выра-
женное в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ); *2пр —
действительное значение входного сигнала при прямом ходе указателя
прибора, при котором загорается индикаторная лампочка HL2, выражен-
ное в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ);
•^юбр + х2обр
хср2 2 ’
где Хюбр — действительное значение входного сигнала при обратном
ходе указателя прибора, при котором загорается индикаторная лампа
HL1, выраженное в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ);
%2обр ~ действительное значение входного сигнала при обратном ходе
указателя прибора, при котором гаснет индикаторная лампа HL2, выра-
женное в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ); х — номи-
нальное значение входного сигнала, соответствующее проверяемой от-
метке шкалы, выраженное в единицах измерения входного сигнала
(Ом, мВ); xN - нормирующее значение входного сигнала проверяемо-
го прибора, соответствующее нормирующим значениям, указанным в
179
7*
технических описаниях приборов; у — часть шкалы до проверяемой от-
метки в относительных единицах.
Вариацию сигнала прибора по выходу задатчика, выраженную в про-
центах, определяют по формулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
b = Xcpl-Xcp2 i00%j
для приборов с квадратичным компенсирующим лекалом
fc= xcpl-xcp2 1
Хуу 2j>
где хср j; хср2; Xj^ — то же, что и в предыдущих формулах.
Если на всех проверяемых отметках приведенная погрешность
сигнала прибора по выходу задатчика имеет один знак и превосходит
допустимую величину, необходимо подрегулировать положение указа-
теля задания с помощью корректора узла установки задания.
Сигнализирующие устройства. Наладка и поверка приборов с сигна-
лизирующими устройствами предусматривают выполнение следующих
операций: настройку устройства на сигнализацию достижения заданного
значения измеряемого параметра; проверку приведенной погрешности
и вариации срабатывания контактов сигнализирующего устройства,
проверку максимальной регулируемой зоной ’’норма” (для трехпози-
ционных сигнализирующих устройств).
Настройку однопозиционного сигнализирующего устройства
(рис. 99) на сигнализацию достижения заданного значения измеряемого
параметра производят в следующем порядке: подключают к поверяе-
мому прибору 2 соответствующий образцовый прибор 1, на выходе
подключают индикаторные лампочки; с помощью образцового прибора
устанавливают указатель прибора на заданную отметку шкалы; зна-
чение параметра, при котором должно сработать сигнализирующее
устройство, устанавливают поворотом диска 5 (рис. 51), для чего от-
ворачивают гайку 6 и поворачивают диск до совмещения края впадины
диска с роликом сигнализирующего устройства на требуемой отметке.
После установки диска гайку затягивают.
Проверку приведенной погрешности и вариации срабатывания кон-
Рис. 99. Схема для проверки
погрешности и вариации сра-
батывания однопозиционного
сигнализирующего устройства:
1 - прибор образцовый; 2 -
прибор проверяемый; HL1,HL2 -
индикаторные лампы
180
тактов одно позиционного сигнализирующего устройства выполняют на
оцифрованных отметках шкалы в следующей последовательности:
освободив диск 5, поворачивают его до момента включения индикатор-
ной лампы HL1 на проверяемой отметке шкалы и закрепляют; устанав-
ливают с помощью образцового прибора указатель проверяемого прибо-
ра на начальную отметку шкалы, при этом должна гореть индикаторная
лампа HL1 (параметр ниже заданного значения); устанавливают с по-
мощью образцового прибора такое значение входного сигнала плавным
изменением его в сторону увеличения, при котором гаснет индикатор-
ная лампа HL1', производят отсчет величины входного сигнала по об-
разцовому прибору; устанавливают с помощью образцового прибора
такое значение входного сигнала, продолжая его увеличивать, при кото-
ром загорается индикаторная лампа HL2 (параметр выше заданного
значения); повторяют операции по перечисленным выше позициям при
обратном ходе указателя прибора.
Настройку контактов устройства кулачкового типа, приведенного
на рис. 52, осуществляют следующим образом: проворачивают вручную
механизм отключенного от сети прибора до установки указателя на от-
метку шкалы, соответствующую точке срабатывания одного из микро-
переключателей; предварительно ослабив винт 6, проворачивают хому-
тик 5 до срабатывания соответствующего микропереключателя, после
настройки винт 6 затягивают. Хомутики 5 крепят на оси так, чтобы каж-
дый из них можно было бы проворачивать независимо друг от друга.
При выпуске прибора с завода-изготовителя контакты сигнального
устройства настроены на срабатывание при положениях указателя прибо-
ра на 20 % (первый контакт), на 80 % (второй контакт), на 30 % (тре-
тий контакт), на 70 % (четвертый контакт) отметке шкалы прибора.
Приведенную погрешность срабатывания контактов, выраженную в про-
центах, определяют по формулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
ха- х
&П=—------- 100%,
XN
для приборов с квадратичным компенсирующим лекалом
хп - х 1
Д„ =—5-----— 100%,
" XN 2у
где хд — действительное значение входного сигнала на проверяемой
отметке шкалы при прямом ходе указателя прибора, при котором
гаснет индикаторная лампа HL1, выраженное в единицах измерения
входного сигнала (Ом, мВ); х — номинальное (градуировочное или
расчетное) значение входного сигнала, соответствующее поверяемой
отметке шкалы, выраженное в единицах измерения входного сигнала
(Ом, мВ); Xjy — нормирующее значение входного сигнала; у — часть
шкалы до проверяемой отметки в относительных единицах.
181
Рис. 100. Схема для проверки погрешности и вариации срабатывания трехпози-
ционного сигнализирующего устройства:
1 — прибор образцовый; 2 - прибор проверяемый; HL1, HL2 — ’’норма”; HL3,
HL4 — ’’много”; HL5, HL6 — ’’мало” в зависимости от настройки микропереклю-
чателей
Вариацию срабатывания контактов, выраженную в процентах, опре-
деляют по формулам:
для приборов с линейным компенсирующим лекалом
Ю0%,
для приборов с квадратичным компенсирующим лекалом
хпр;^обр 100%>
*7V 2у
где хПр (хобр ) — действительное значение входного сигнала на прове-
ряемой отметке шкалы при прямом (обратном) ходе указателя при-
бора, при котором загорается (гаснет) индикаторная лампа HL1, вы-
раженное в единицах измерения входного сигнала (Ом, мВ).
Настройка приборов с трехпозиционным сигнализирующим устрой-
ством принципиально не отличается от настройки приборов с однопози-
ционным устройством и производится согласно схеме, приведенной
на рис. 100.
Контактные устройства. Проверка контактных регулирующих
устройств состоит в определении правильности установки указателей
задачи и проверке погрешности их срабатывания. Проверку установки
указателей задачи в приборах КС2 для трехпозиционного регулирующего
устройства для регулирования всех точек на одно значение с блокиров-
кой или без блокировки выходного сигнала осуществляют следующим
образом. Перемещают указатели задания влево (зеленый) и вправо
182
(красный) и измеряют расстояние от крайних точек шкалы прибора
до указателя. Это расстояние должно быть не более 8 мм.
Указатели четырехконтактного устройства устанавливают следую-
щим образом: расстояние между указателями (красными) ’’аварийный
много” и ’’аварийный мало” в крайних положениях должно быть не
менее 144 мм; минимальное расстояние между указателями (зелены-
ми) ’’предупредительный мало” и ’’предупредительный много” — не
более 9,6 мм; расстояние между указателем ’’аварийный много” (крас-
ный) при установке на конечное значение вправо и указателем ’’предуп-
редительный мало” (зеленый) при установке в левое крайнее положение
должно быть не менее 128 мм; такое же расстояние должно быть между
указателями ’’аварийный мало” (красный) и ’’предупредительный
много” (зеленый).
Указатели задач трехпозиционного регулирующего устройства для
регулирования одной точки необходимо установить таким образом,
чтобы при максимальном диапазоне задания расстояние между задатчи-
ками было не менее 128 мм, а минимальное расстояние между ними —
не более 1,6 мм.
В приборах КП1 и КС1 указатели задачи обеспечивают установку
в пределах от 10 до 90 %; в приборах КВ1 от 0 до 100 %; в приборах
КС4 от 5 до 95 %; а для модификации с устройством аварийной сигна-
лизации — от 10 до 90 % длина шкалы.
Для проверки срабатывания контактов регулирующего устройства
к прибору подключают сигнальные лампы с источником питания и осу-
ществляют проверку при прямом и обратном ходах указателя прибора.
Срабатывание проверяют на трех числовых отметках шкалы, примерно
соответствующих 10, 50 и 90 % диапазона измерения. Указатель задачи
устанавливают на проверяемую отметку шкалы и плавно подводят
указатель прибора до момента срабатывания контактов, что определяют
по загоранию (или погасанию) сигнальной лампы. В этот момент делают
отсчет по образцовому прибору.
Погрешность подсчитывают по формуле
Xi - х2
7 =-------- 100%,
где Xi — номинальное значение входного сигнала, соответствующее
проверяемой отметке шкалы; х2 — значение входного сигнала, соответ-
ствующее срабатыванию контактов регулирующего устройства; D —
нормирующее значение измеряемой величины.
Устройство трехпозиционного регулирования. Погрешности сра-
батывания регулирующего устройства в приборах с раздельной зада-
чей регулирования каждой точки проверяют по схеме, показанной
на рис. 101. Проверяемый прибор присоединяют по всем точкам к бло-
ку БР через штепсельный разъем Ш9. Через штепсельные разъемы бло-
ка Ш6 — Ш8 подключают сигнальные лампы с внешним источником пи-
тания (на каждую точку по три лампы HL1 — HL3). Указатели задачи
183
Рис. 101. Схема проверки погрешности срабатывания регулирующего устройст-
ва с раздельной задачей регулирования на каждой точке:
КС2 — проверяемый прибор; БР — блок реле; HL1 — сигнальная лампа позиции
мало ; HL2 — сигнальная лампа позиции ’’много”; HL3 — сигнальная лампа
позиции ’’норма”
каждой точки регулирования позиции ’’мало” устанавливают на число-
вую отметку’, Соответствующую начальной отметке шкалы задачи,
указатели позиции ’’много” устанавливают на числовую отметку, соот-
ветствующую 80—90 % диапазона измерения. Не включая питание синх-
ронного электродвигателя, управляющего переключением точек регу-
лирования, подают на вход проверяемого прибора сигнал на 1,5 % мень-
ше, чем заданное значение по шкалам задающего устройства. Значение
входного сигнала контролируют по образцовому прибору. Включают
синхронный электродвигатель переключения точек регулирования:
при обходе всех точек должны загореться только сигнальные лампы
позиции ’’мало”. Переводят указатель прибора на отметку шкалы боль-
ше 1,5% заданного значения, при обходе всех точек должны загореться
лампы позиции ’’норма”. Соответствующим образом выполняют провер-
ку всех точек регулирования с указателями позиции ’’много”. Более
точную проверку регулирующего устройства осуществляют на каждой
точке регулирования при прямом и обратном ходах, контролируя мо-
мент срабатывания по образцовому прибору. Если погрешность срабаты-
вания окажется выше допустимой по одной или нескольким точкам,
необходимо произвести наладку регулирующего устройства.
При одинаковой погрешности на всех точках регулирования ре-
гулировку производят балансировкой с мостовой схемы путем изме-
184
нения номинальных значений резисторов R29 и R30 (рис. 58). Если
погрешность срабатывания неодинакова по точкам регулирования,
регулировку осуществляют путем смещения стрелки указателя задачи
в ту или иную сторону по отношению к контактам движка, на котором
крепится стрелка, или смещением шкалы задатчика.
Погрешность срабатывания (%) контактов регулируемого устрой-
। ства определяется по формуле
Д = [ (Лп - Лср) / (Ак - Лн) ] 100 %,
где Ап — отсчет по образцовому прибору в единицах измерения; Лср —
отсчет по образцовому прибору в момент срабатывания контактов в
единицах измерения; Ак и Ан — номинальные значения, соответствую-
щие конечной и начальной отметкам шкалы.
Устройство дистанционной передачи. Проверка реостатного устрой-
ства для дистанционной передачи показаний заключается в определении
равномерности распределения сопротивления провода по длине на-
мотки.
Шкалу прибора делят на десять равных частей и наносят на ней от-
метки карандашом. При измерении равномерности при помощи моста
постоянного тока его подключают к началу обмотки реостатного устрой-
ства и токосъемному контакту. Устанавливают указатель на первую
карандашную отметку и измеряют сопротивление. Затем поочередно
устанавливают указатель на остальные карандашные отметки и измеряют
сопротивление с точностью не ниже 0,05 %. Погрешность неравномер-
ности (%) реостатного устройства определяют по формуле
s = -^- 100%,
Лпр
где AR — разность значений последовательно измеренных сопротивлений
участков реостатного устройства, Ом; /?пр — приведенное сопротивле-
ние реостатного устройства.
Погрешность неравномерности не должна превышать класса точнос-
ти проверяемого прибора. В противном случае необходимо произвести
замену сопротивления реохорда. Затем изменением сопротивления шун-
та нужно подогнать приведенное значение реохорда к номинальному
[(90 ± 0,1) или (300 ± 0,1) Ом] и вновь произвести проверку реостат-
ного устройства.
ГЛАВА 10
МОНТАЖ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Развитие и широкое внедрение автоматизации производственных
процессов приводит к дальнейшему увеличению объема работ по монта-
жу средств и систем автоматизации.
185
Монтаж средств и систем автоматизации представляет собой один
из наиболее сложных видов монтажных работ, от качества выполнения
которого во многом зависит безотказная работа технологического обо-
рудования.
К началу работ по монтажу систем автоматизации выполняют подго-
товительные работы, направленные на повышение эффективности мон-
тажного производства.
К таким работам относятся: инженерно-техническая подготовка —
включает рассмотрение проекта автоматизации и составление проекта
производства работ для выполнения монтажных работ наиболее прог-
рессивным методом; материально-техническая подготовка — включает
заготовку материалов, монтажных изделий, конструкций, узлов и бло-
ков; изготовление нестандартных изделий и конструкций; доставку
материалов, укрупненных узлов, блоков и комплексного оборудова-
ния в зону монтажа; организационная подготовка — включает организа-
цию комплексных бригад; организацию приобъектных мастерских,
прорабских и складских помещений, организацию необходимых транс-
портных средств; обеспечение ритмичной работы и безопасных условий
труда; контроль за выполнением строительными организациями зак-
ладных деталей и проемов в строительных конструкциях и элементах
зданий, а также за своевременным представлением ими и механомонтаж-
ными организациями фронта работ.
Монтажные работы средств автоматизации выполняют, как прави-
ло, в две стадии.
На первой стадии выполняют следующие работы: проверку нали-
чия закладных устройств, проемов, отверстий в строительных конструк-
циях и элементах зданий, наличия закладных устройств на технологичес-
ком оборудовании и трубопроводах; разметку трасс и установку опор-
ных и несущих конструкций для проводок, рам, подставок, кронштей-
нов, щитов, пультов, исполнительных механизмов, приборов, закладку
в сооружаемые фундаменты, стены, полы и перекрытия труб и глухих
коробов для скрытых проводок. Одновременно вне зоны монтажа долж-
ны выполняться работы по заготовке монтажных конструкций, узлов
и блоков и их укрупненная сборка. Работы первой стадии обычно выпол-
няют одновременно с основными строительными работами и монтажом
технологического оборудования и трубопроводов.
На второй стадии выполняют работы по прокладке трубных и элект-
рических проводок по установленным конструкциям, установке щитов,
пультов, приборов и средств автоматизации и подключению к ним труб-
ных и электрических проводок. Работы второй стадии выполняют, как
правило, после окончания строительных и отделочных работ.
Монтаж систем автоматизации выполняют индустриальным ме-
тодом с применением унифицированных укрупненных узлов и блоков
и максимальной механизации монтажных работ. Индустриализация мон-
тажных работ заключается в использовании стандартных изделий, изго-
товляемых серийно, а также в изготовлении блоков, узлов, нестандарт-
186
ных конструкций на специализированных предприятиях, где эти работы
могут быть максимально механизированы. В этом случае монтаж ведут
крупными блоками и узлами, что позволяет сократить объем работ не-
посредственно на месте монтажа и повысить качество монтажных работ.
Монтаж систем автоматизации необходимо производить в строгом
соответствии с рабочими чертежами проекта, с соблюдением всех требо-
ваний технических условий. Завершающим этапом монтажа систем ав-
томатизации является монтаж приборов и средств автоматизации. Мон-
таж приборов должен обеспечивать точность измерений, свободный дос-
туп к ним при монтаже и обслуживании.
Приборы и средства автоматизации необходимо устанавливать
при температуре окружающего 'воздуха и относительной влажности,
оговоренных в монтажно-эксплуатационных инструкциях заводов-из-
готовителей. Приборы и средства автоматизации устанавливают по от-
весу и уровню, если конструкцией не предусмотрена их установка
в других положениях. К опорным конструкциям приборы крепят с по-
мощью деталей, входящих в их комплект. Если крепежные детали в
комплект прибора не входят, то для крепления используют стандартные
и нормализованные изделия. При наличии в месте установки прибора
вибрации резьбовые крепежные изделия должны иметь приспособле-
ния, исключающие самопроизвольное их отвинчивание (пружинные
шайбы, контргайки, шплинты и т. д.).
Крепление приборов и средств автоматизации на технологическом
оборудовании и трубопроводах не должно нарушать герметичность
трубопроводов и аппаратов, на которых их устанавливают. Возможные
варианты установки первичных приборов для измерения и регулирова-
ния температуры приведены в табл. 26. Корпуса приборов и средств ав-
томатизации должны быть заземлены.
В общем случае монтаж приборов и средств автоматизации осущест-
вляют в соответствии с требованиями установочных чертежей проекта
Таблица 26
Эскиз Условия приме- нения Наименование прибора
Установка на тру-
бопроводах
ф > 76 мм или ме-
таллической стен-
ке
Технический ртутный
термометр в оправе. Термо-
преобразователь сопротив-
ления. Термоэлектрический
преобразователь. Маномет-
рический термометр
Установка на тру- Технический ртутный
бопроводе ф 45 термометр в оправе. Термо-
и 57 мм преобразователь сопротив-
ления. Термоэлектрический
прео бразователь
187
Продолжение табл. 26
Эскиз Условия приме- нения Наименование прибора
Установка в рас-
ширителе на тру-
бопроводе
ф45—76 мм
Установка на тру-
бопроводе
ф 14—38 мм
Термопреобразователь
сопротивления. Термоэлек-
трический преобразователь.
Манометрический термо-
метр
Технический термометр
в оправе. Термопреобразо-
ватель сопротивления. Тер-
моэлектрический преобра-
зователь. Манометрический
термометр
Установка на вер-
тикальном трубо-
проводе ф 76 мм
или металличес-
кой стенке
Термопреобразователь
сопротивления. Термоэлект-
рический преобразователь.
Манометрический термо-
метр
Установка в коле-
не трубопровода
ф 76 — 168 мм
Установка в опра-
ве фланцевой с
бобышкой на тру-
бопроводе ф >
> 5 30 мм с внут-
ренней кирпич-
ной кладкой
Технический ртутный
термометр в оправе. Термо-
преобразователь сопротив-
ления. Термоэлектрический
преобразователь. Маномет-
рический термометр
Термопреобразователь
сопротивления. Термо-
электрический преобра-
зователь
188
Продолжение табл. 26
Эскиз Условия приме- нения Наименование прибора
Установка в опра- Термопреобразователь
ве фланцевой с бо- сопротивления. Термоэлект-
бышкой в кирпич- рический преобразователь
ной кладке
Установка на тру- Термопреобразователь
бопроводе ф = сопротивления. Комбини-
=76 мм или метал- рованное термореле
лической стенке
Установка на тру-
бопроводе
ф 377 мм или на
металлической
стенке
Термоэлектрический
преобразователь
Установка на тру- Поверхностный термо-
бопроводе или ме- преобразователь сопротив-
таллической стен- ления
ке -
Установка на тру- Термоэлектрический
бопроводе или ме- поверхностный преобразо-
таллической стен- ватель
ке
Установка в опра- Термоэлектрический
вё фланцевой с преобразователь
сальником на тру-
бопроводе
0530 мм с внут-
ренней кирпичной
кладкой
189
Продолжение табл. 26
Эскиз
Условия применения
Наименование прибора
JL
О
Установка в флан- Термоэлектрический
цевой оправе с преобразователь
сальником в кир-
пичной кладке
автоматизации и монтажно-эксплуатационных инструкций заводов-из-
готовителей.
После окончания монтажных работ и проведения необходимых
^спытаний осуществляют индивидуальное опробывание приборов и
средств автоматизации.
Индивидуальное опробывание должна выполнять организация,
монтирующая систему автоматизации. К индивидуальному опробыва-
нию могут привлекаться также специализированные организации, выпол-
няющие работы по наладке систем автоматизации. Смонтированные и
опробованные системы автоматизации сдаются по акту заказчику.
2. УСТАНОВКА ЖИДКОСТНЫХ СТЕКЛЯННЫХ ТЕРМОМЕТРОВ
Точность показания термометров зависит от правильности их уста-
новки. Важнейшим требованием, предъявляемым при установке тер-
мометров, является обеспечение благоприятных условий притока тепла
от измеряемой среды к термобаллону и наименьший отвод тепла от ос-
тальной части термометра во внешнюю среду.
Термометры устанавливают в достаточно освещенных местах, дос-
тупных постоянному наблюдению и исключающих возможность слу-
чайного механического повреждения, обычно на высоте 1,5 — 1,8 м
от уровня пола.
Термометры следует устанавливать таким образом, чтобы термо-
баллон располагался в середине потока и был направлен навстречу
измеряемой среде.
При измерении температуры в трубопроводах малого диаметра
термометр следует устанавливать по углам к оси трубопровода, актив-
ной частью навстречу потоку.
Для установки приборов на трубопроводах диаметром менее 57 мм
используют различные расширители, устанавливаемые таким образом,
чтобы поток измеряемой среды направлялся снизу вверх.
В вертикальных трубопроводах устанавливают угловые термометры
или прямой термометр под углом. При этом применяют два способа
установки термометров: с непосредственным соприкосновением термо-
баллона с измеряемой средой или изолированно от измеряемой среды в
защитной оправе.
190
Рис. 102. Оправы защитные:
а — прямые; б — угловые
Первый способ создает
благоприятные условия для
теплопередачи, но не гаранти-
рует от повреждений термо-
метра и требует уплотнения
мест ввода термометра в из-
меряемую среду.
Второй способ увеличи-
вает инерционность термо-
метра, но обеспечивает за-
щиту его от повреждения.
Большей частью стеклянные
термометры устанавливают в
защитных оправах, которые
ввертывают в бобышку, вде-
ланную в трубопровод. По
форме оправы (рис. 102),
как и термометры, выполняют прямыми (П) и угловыми (У). Промыш-
ленность выпускает оправы для технических стеклянных термометров
согласно ГОСТ 3029—75 двух типов: оправы с защитной трубкой с пер-
форацией для неагрессивных сред при условном давлении измеряемой
среды, близкой к атмосферному; оправы с закрытой защитной труб-
кой для изоляции резервуара и погружаемой части термометра от со-
прикосновения с измеряемой средой при условном давлении среды
6,4-32 МПа.
Для лучшей теплопередачи от измеряемой среды к резервуару тер-
мометра и уменьшения времени запаздывания показаний, кольцевой
зазор между термобаллоном и стенками оправы заполняют машинным
маслом при температуре измеряемой среды до 200 °C; медными или
стальными опилками при температуре выше 200 °C.
Термопроводящий материал должен покрывать лишь активную
часть термометра. Для уменьшения теплоотдачи во внешнюю среду
целесообразно, чтобы часть гильзы, выступающая за пределы измеряе-
мой среды, была по возможности короткой и теплоизолированной.
Для монтажа термометров на технологических трубопроводах и
оборудовании в местах измерения температуры устанавливают специ-
альные закладные конструкции. Последние выполняют в виде бобы-
шек с внутренней резьбой, фланцевого соединения с бобышкой, втул-
ки (оправы) с сальниковым уплотнением прибора или фланцевого сое-
динения с оправой и сальниковым уплотнением. Закладные конструк-
ции изготовляют и устанавливают по типовым чертежам. Примеры ус-
тановки жидкостных стеклянных термометров приведены на рис. 103.
191
б)
Рис. 103. Примеры установки жидкостных стеклянных термометров:
а — установка термометра под углом 90°; б — установка прямого термометра
3. МОНТАЖ МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ
Монтаж манометрических термометров выполняют с соблюдением
следующих требований. Приборы необходимо устанавливать в местах,
обеспечивающих надежную работу, на высоте, позволяющей наблюдать
без вспомогательных средств за показаниями. Приборы и капилляры
не должны размещаться вблизи мощных нагревательных или охлаждаю-
щих устройств во избежание появления дополнительной погрешности
в показаниях. Температура окружающей среды в местах установки при-
бора должна быть в пределах 5—50 С. Приборы не должны подвергаться
вибрации и тряске, в противном случае необходимо применять амортиза-
ционные устройства. В воздухе помещений, где устанавливаются при-
боры, не должно быть примесей, разрушающе действующих на металли-
ческие части прибора.
Для обеспечения правильности показания измеряемой температуры
необходимо полное погружение термобаллона в измеряемую среду.
Для этого термобаллон снабжен жестким трубчатым хвостовиком.
Положение термобаллона газовых и жидкостных манометрических тер-
мометров может быть любым, а термобаллон конденсационных прибо-
ров должен располагаться вертикально или слегка наклонно, так как
паровая фаза рабочей жидкости не должна попадать в капиллярную труб-
ку и пружину. Термобаллон при помощи соединительного штуцера с
резьбой М32 X 2 для газовых и М27 X 2 для жидкостных термометров
устанавливают в бобышку, приваренную к технологическому оборудо-
ванию.
Для уплотнения присоединительный штуцер снабжен сальником.
В качестве уплотняющего материала в сальнике используют асбестовую
сальниковую набивку.
В зависимости от химических свойств измеряемой среды и ее рабо-
чего давления термобаллон может быть смонтирован в защитной гильзе
или без нее. Для увеличения теплопередачи пространство между защит-
192
Рис. 104. Примеры установки термобаллона термометра манометрического:
а — в нормальной среде; б — в агрессивной среде; 1 — термобаллон; 2 - хвосто-
вик; 3 - капилляр; 4, 5, 11, 12 — штуцера; 6 - шайба; 7 — сальниковая набив-
ка; 8 - труба; 9 — защитная гильза; 10 — масло или медные опилки
ной гильзой и термобаллоном заполняют металлическими опилками
или жидкостью с температурой кипения выше, чем верхний предел изме-
рения. Примеры установки термобаллона манометрического термомет-
ра показаны на рис. 104.
При выборе и монтаже манометрических термометров необходимо
учитывать длину термобаллона, его диаметр и монтажную длину термо-
метра (длину погружения термобаллона). Промышленность выпуска-
ет манометрические термометры с длиной погружения: газовые — 160;
200; 250; 315; 400; 500; 600; 800; 1000 мм; жидкостные - 80;
100; 125; 160; 200; 250; 315; 400 мм; конденсационные — 100;
125; 160; 200; 250; 315; 400 мм.
При установке термобаллонов на трубопроводах диаметром ме-
нее 80 мм необходимо применять специальные расширители, устанавли-
ваемые таким образом, чтобы измеряемая среда проходила снизу
вверх. Капилляр манометрических термометров должен прокладывать-
ся в местах с постоянной температурой. В случае необходимости прок-
ладки капилляра по горячим или холодным поверхностям он должен
быть изолирован от них воздушным зазором или теплоизоляционным
материалом. Капилляр прокладывают со слабиной. По всей длине ка-
пилляр необходимо защищать от механических повреждений. Повороты
должны быть плавными, радиус закругления в местах изгиба капилля-
ра должен быть не менее 60 мм. Конструкции защитного устройства
должны обеспечивать свободный доступ к капилляру для периодичес-
кого осмотра. Укладку капилляра необходимо начинать от прибора,
а крепление — со стороны термобаллона, свободную длину капилляра
193
сворачивают в виде бухты диаметром не менее 350 мм, бухту закрепля-
ют в трех точках и подвешивают у прибора.
Показывающий прибор устанавливают в строго вертикальном
положении по возможности на одном уровне с термобаллоном. Это
обстоятельство имеет большое значение для жидкостных манометричес-
ких термометров, так как разность уровней мест установки термобал-
лона и показывающего прибора за счет образующегося гидростатичес-
кого напора вносит дополнительную погрешность в показания. Вторич-
ный прибор манометрического термометра допускает настенный или
утепленный монтаж.
4. МОНТАЖ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
При установке по месту термоэлектрических преобразователей
применяют типовые закладные детали. В местах установки термоэлект-
рических преобразователей не должно быть притоков холодного возду-
ха или прорыва наружу нагретых газов. Глубина погружения преобразо-
вателей должна быть максимальной, благодаря чему увеличивается ее
тепловоспринимающая поверхность. Располагать их следует в местах,
где наибольшая скорость потока среды, в результате чего будет увели-
чиваться коэффициент теплопередачи.
Монтаж термоэлектрических преобразователей производят с соблю-
дением следующих требований:
исполнение монтируемых преобразователей должно соответство-
вать параметрам и свойствам измеряемой и окружающей среды;
перед установкой необходимо проверить с помощью мегоммет-
ра целостность сваренных термоэлектродов;
- при малых диаметрах трубопроводов преобразователи устанавли-
вают под углом 30 или 45° к оси трубопровода или размещают их в ко-
лене трубопровода. Для этих целей могут также применять специальные
расширители,, устанавливаемые таким образом, чтобы поток протекал
снизу вверх;
рабочая часть поверхностных термоэлектрических преобразова-
телей должна плотно прилегать к измеряемой поверхности на возможно
большей площади, а места соприкосновения должны быть очищены до
металлического блеска;
при измерении температуры сред, имеющих высокое давление
и большую скорость движения, погружаемые преобразователи мон-
тируют в специальных защитных оправах. Длину защитной оправы
выбирают в зависимости от длины монтажной части термопары;
при измерении температур более 400 °C термоэлектрические преоб-
разователи рекомендуется устанавливать вертикально. При горизон-
тальном размещении для предотвращения деформации необходимо
устанавливать дополнительную опору;
при горизонтальном ^ наклонном монтаже штуцер для ввода прово-
дов в головку преобразователя, как правило, должен быть направлен
вниз;
194
рабочий конец термопары необходимо располагать в середине изме-
ряемого потока или плотно прижать к измеряемой поверхности. Ко-
нец погружаемой части термопары должен выступать за ось потока на
5—10 мм. При установке преобразователя для измерения температуры
в рабочем пространстве печей, в топках и газоходах конец термопары
должен входить в измеряемую среду на 20—50 мм;
при монтаже платиновых преобразователей нельзя допускать не-
посредственного воздействия пламени или холодного воздуха на фар-
форовую оболочку, так как она при резких колебаниях температуры
быстро выходит из строя;
при монтаже термоэлектрических преобразователей для измерения
температур потоков запыленных сред, для предотвращения быстрого
механического их износа в отборных устройствах предусматривают спе-
циальные отбойные козырьки в виде равнобокого уголка 540 X 40
или сегмедта из листовой стали;
при измерении температуры поверхности стен и сводов печей, топок,
газоходов преобразователи следует помещать в коническом углубле-
нии, выбранном в кладке;
при присоединении к термоэлектрическим преобразователям ком-
пенсационных проводов, необходимо строго соблюдать полярность.
Свободные концы преобразователей должны иметь постоянную тем-
пературу;
соединительные линии от термоэлектрических преобразователей
Рис. 105. Примеры установки термоэлектрических преобразователей при исполь-
зовании:
а — прямой и б — скошенной бобышек; в — в оправе фланцевой с бобышкой и
г — с сальником; 1 — закладная конструкция; 2 — термоэлектрический преобразо-
ватель; 3 — легкоснимаемый слой тепловой изоляции
195
должны быть защищены от механических повреждений, электрических
помех, влияния высокой температуры и влажности окружающей среды;
соединительные линии должны иметь минимальное сопротивление,
которое для всех соединительных и компенсационных проводов вмес-
те с термопарой не должно превышать паспортное значение сопротив-
ления внесшей цепи, подключаемой к прибору;
особое внимание следует обратить на снижение переходных сопро-
тивлений в клеммных зажимах и переключателях. На соединительных
линиях запрещается применять однополюсные переключатели, так как
возможный электрический контакт между отдельными термопарами
приводит к искажению показаний прибора. Примеры установки термо-
электрических преобразователей приведены на рис. 105.
5. МОНТАЖ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Для установки на рабочих местах термопреобразователей сопротив-
ления используют закладные конструкции. Монтаж термопреобразова-
телей сопротивления осуществляют с соблюдением следующих требо-
ваний: исполнение монтируемых термометров должно соответство-
вать параметрам и свойствам измеряемой и окружающей среды; пе-
ред установкой термопреобразователей сопротивления необходимо
проверить целостность электрической цепи термометра и сопротивление
изоляции между чувствительным элементом и корпусом термометра
с помощью мегомметра; конец погружаемой части термопреобразова-
теля сопротивления необходимо размещать для платиновых термо-
метров на 50—70 мм ниже оси измеряемого потока, для медного на
25—30 мм; на трубопроводах диаметром 50 мм и менее термопреобразо-
ватель сопротивления необходимо устанавливать в специальных расши-
рителях таким образом, чтобы поток проходил снизу вверх; рабочая
часть поверхностных термопреобразователей сопротивления должна
плотно прилегать к измеряемой поверхности на возможно большей
площади, а места соприкосновения должны быть очищены до металли-
ческого блеска; при измерении температур сред, имеющих высокое
давление и большие скорости движения, погружаемые термометры мон-
тируют в специальных защитных оправах.
Длину защитной оправы выбирают в зависимости от длины монтаж-
ной части термометра; в местах установки термопреобразователей со-
противления не должно быть притоков холодного воздуха или проры-
ва наружу нагретых газов; при измерении температуры более 400 °C
термопреобразователи сопротивления рекомендуется устанавливать вер-
тикально.
При горизонтальной установке с целью предотвращения деформации
необходимо устанавливать дополнительную опору; при горизонтальном
и наклонном монтаже штуцер для ввода проводов в головку термомет-
ра рекомендуется направлять вниз; сечение соединительных проводов
должно быть 1—1,5 мм; соединительные провода должны бытьзащище-
Рис* 106. Примеры установки термопреобразователей сопротивлений иа трубопроводах:
а, б — на горизонтальных и вертикальных участках; в — на колене; г — с помощью расширителя; 1 — трубопровод; 2 — бобышки;
3 — термопреобразователь; 4 — расширитель
ны от механических повреждений, влияния высокой температуры и
влажности окружающей среды; термопреобразователи сопротивле-
ния, измеряющие температуру воздуха в помещениях, необходимо
устанавливать на конструкциях, которые расположены от стены на
50—70 мм; подвод проводов к термометрам, как правило, осущест-
вляют в металлорукавах длиной не более 500 мм. Разрешается непос-
редственное подсоединение защитной трубы к головке термометра.
При этом необходимо предусматривать разъемное соединение. Подводи-
мые к термометру кабели, провода и трубы должны быть промаркиро-
ваны и иметь бирки с номером позиций по проекту; платиновые термо-
преобразователи сопротивления нельзя устанавливать на вибрирующем
оборудовании и трубопроводах. Примеры установки термопреобразо-
вателей сопротивлений приведены на рис. 106.
6. МОНТАЖ ПИРОМЕТРИЧЕСКИХ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРОВ
Монтаж пирометрических милливольтметров выполняют с соб-
людением следующих технических требований: милливольтметры разме-
щают в сухом месте с постоянной температурой окружающей среды в
пределах 5—50 °C и относительной влажностью воздуха 30—80 %. Шкала
прибора должна быть хорошо освещена; прибор устанавливают строго
вертикально. Отклонение от вертикального положения не должно пре-
вышать 1 ; милливольтметры необходимо защищать от воздействия
теплового излучения и вибрации; во избежание электрических наводок
не рекомендуется устанавливать милливольтметры вблизи сильноточ-
ных кабелей переменного тока. Если этого избежать невозможно, то
приборы экранируют стальными кожухами; в зависимости от типа
прибора монтаж может быть выполнен утопленным или выступающим;
к прибору может быть присоединен термоэлектрический преобразова-
тель только той градуировки, на которую рассчитан прибор.
Термоэлектрические преобразователи присоединяют к прибору ком-
пенсационными проводами соответствующей марки. Провода соедини-
тельных линий от термоэлектрических преобразователей должны быть
защищены от механических повреждений, электрических помех, а также
влияния высокой температуры и влажности окружающей среды; после
установки прибора подгоняют внешнее сопротивление каждого термо-
электрического преобразователя, доводят его до величины, указанной
на шкале милливольтметра, с которым работает преобразователь. Это
достигается изменением сопротивления подгоночной катушки. Чтобы
подогнать внешнее сопротивление каждого термоэлектрического преоб-
разователя, поступают следующим образом. Не устанавливая преобра-
зователь на рабочее место, подключают его к компенсационным и соеди-
нительным проводам. При этом температура окружающей среды долж-
на быть близкой к 20 °C.
С помощью равновесного мостика дважды измеряют и фиксируют
общее сопротивление соединительных и компенсационных проводов:
198
сначала измеряют сопротивление, а затем меняют полярность и измеряют
его вторично. Результат измерений складывают и делят пополам, полу-
ченная цифра дает истинную величину внешнего сопротивления. Дву-
кратное измерение необходимо во избежание погрешности, которая
может быть вызвана наличием ЭДС, развиваемой термопарой в нерабо-
чем состоянии. Измеренную величину следует вычесть из величины
внутреннего сопротивления, указанной на шкале милливольтметра.
Затем отключают мостик от внешней цепи и присоединяют его
к уравнительной катушке толстым медным проводом диаметром око-
ло 1 мм, устанавливают на реохорде мостика разность, полученную от
вычитания фактической величины внешнего сопротивления из его вели-
чины, указанной на шкале прибора. Отматывают провод обмотки катуш-
ки, зачищая и укорачивая его до тех пор, пока стрелка ’’нуль” прибора
мостика не установится на нуле. Удаляют лишнюю часть проволоки с
катушки, предварительно спаяв и скрутив соответствующее место об-
мотки, и проверяют (после пропайки) на мостике точность подгонки,
которая должна быть не ниже 0,1 Ом. Отключают мостик от катушки
и тщательно изолируют катушку лентой, устанавливают термоэлектри-
ческий преобразователь на место и окончательно присоединяют к нему
провода. Проверяют все соединения с прибором и подгоночными катуш-
ками по монтажным схемам.
7. МОНТАЖ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛОГОМЕТРОВ
Монатж магнитоэлектрических логометров выполняют с соблю-
дением следующих требований: логометры следует устанавливать в су-
хом месте с температурой окружающей среды в пределах 5—50 °C и от-
носительной влажностью воздуха 30—80 %; шкала прибора должна
быть хорошо освещена; прибор надо устанавливать строго вертикаль-
но, отклонение от вертикального положения не должно превышать 1°;
логометры необходимо защищать от воздействия теплового излучения
и вибрации; во избежание электрических наводок не рекомендуется
устанавливать логометры вблизи сильноточных кабелей переменного
тока; в зависимости от типа прибора монтаж может быть выполнен
утопленным или выступающим; к прибору может быть присоединен
термометр сопротивления только той градуировки, на которую рассчи-
тан прибор.
Провода соединительных линий от термометров сопротивлений
должны быть защищены от механических повреждений, электрических
помех, а также влияния высокой температуры и влажности окружаю-
щей среды.
Чтобы уменьшить влияние изменения температуры окружающей
среды на точность измерения, следует применять высокоомные термо-
метры, сопротивление которых должно значительно превышать сопро-
тивление соединительных проводов. В этом случае можно логометр
подключать по двухпроводной схеме. Когда оба соединительных про-
199
водника входят в одно из плеч измерительного моста логометра, можно
пренебречь изменением сопротивления проводников, вызванным коле-
банием температуры окружающей среды. В тех случаях, когда колеба-
ния температуры окружающей среды значительны и сопротивление сое-
динительных проводов соизмеримо с сопротивлением термометра,
логометр подключают по трехпроводной схеме. При этом сопротивление
соединительных проводов равномерно распределяется между соседни-
ми плечами измерительного моста и тем самым практически изменение
сопротивления соединительных проводов не влияет на показания лого-
метра. Суммарное сопротивление каждого проводника с уравнительной
катушкой должно быть равно половине величины, указанной на шкале
прибора. После окончания монтажных работ необходимо разарретиро-
вать логометр, проверить правильность его показаний и подогнать сопро-
тивление соединительных проводов.
8. МОНТАЖ ЭЛЕКТРОННЫХ МОСТОВ И ПОТЕНЦИОМЕТРОВ
Монтаж приборов должен обеспечивать точность измерений, приборы
необходимо устанавливать в местах, удобных для обслуживания, а шка-
лы их должны быть хорошо освещены. Температура окружающего воз-
духа должна находиться в пределах 20—30 °C при относительной влаж-
ности 60—70 %. Недопустимо наличие в воздухе примесей аммиака,
сернистых и других агрессивных газов, портящих детали прибора.
Для удобства обслуживания и регистрации показаний приборы луч-
ше всего монтировать на высоте около 1500 мм от уровня пола или
площадки. Приборы следует устанавливать по отвесу, отклонение от вер-
тикального положения не должно превышать 1°. Нельзя располагать
приборы вблизи мощных источников электромагнитных полей. Лучше
всего монтировать приборы на специальных щитах, устанавливаемых
в светлых, отапливаемых и сухих помещениях.
Приборы необходимо устанавливать в местах, где отсутствуют
тряска и вибрации, могущие вызвать ослабление крепления. Для обес-
печения надежной работы измерительной схемы приборы должны быть
заземлены. Заземление осуществляют присоединением к зажиму ’’Зем-
ля” на задней стенке корпуса медного провода сечением 2—3 мм2. Пи-
тание прибора — от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой
50 Гц. Для цепей питания желательно применять провода с прорезинен-
ной водонепроницаемой изоляцией, сечением не менее 1 мм2 и не более
1,5 мм2. К приборам присоединяют датчики только той градуировки,
на которую рассчитан прибор.
Для включения термоэлектрических преобразователей рекоменду-
ется применять компенсационные провода соответствующей марки,
проложенные в стальных трубах отдельно от силовых цепей. Термо-
преобразователи сопротивления присоединяют медными проводами,
проложенными в стальных трубах, также отдельно от силовых цепей.
Для уменьшения влияния изменения сопротивления соединительных
200
проводов от температуры подключение термопреобразователей сопро-
тивления осуществляют по трехпроводной схеме.
Перед подключением производят подгонку сопротивлений каждого
из соединительных проводов при помощи подгоночных катушек, распо-
ложенных на клеммных колодках, сопротивление каждого провода
должно быть (2,5 ± 0,01) Ом. Подгонку выполняют следующим образом:
подготавливают три провода соответствующей длины для подключения
термопреобразователя сопротивления; закорачивают концы проводов,
подключаемых к термопреобразователю сопротивления; измеряют
попарно их сопротивления и составляют три уравнения:
7?1 = т1 +г2; Т?2 = т\ +r3- R3 = г2 + г3,
где , г2 — сопротивления проводов, последовательно которым включа-
ют подгоночные резисторы, т. е, провода А, В; г3 — сопротивление
третьего провода С. Из этих уравнений находят значение сопротивления
ri — (^1 —^з +/?г)/2 иг2 = (R3 — R2 +Ri)/2. После этого путем от-
мотки провода уменьшают значения сопротивления подгоночных резис-
торов до значений и г2 , а затем ставят резисторы на место и подключа-
ют провода к прибору и термопреобразователю сопротивления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев А. А. Автоматические электронные показывающие, регистрирую-
щие и регулирующие приборы. Л.: Машиностроение, 1981. 261 с.
2- Гинзбург И. Б., Титов Ю. А. Монтаж, наладка и эксплуатация автоматичес-
ких устройств в промышленности строительных материалов. Л.: Стройиздат,
1984. 263 с.
3- Казьмин П. М. Монтаж, наладка и эксплуатация автоматических устройств
химических производств. Л.: Химия. 1979. 294 с.
4. Клюев А. С. Монтаж приборов и средств автоматизации. М.: Энергия, 1979.
724 с.
5. Клюев А. С„ Кошелев С. В. Монтаж приборов, средств автоматизации и сла-
боточных устройств. М.: Стройиздат, 1978. 512 с.
6- Клюев А. С., Минеев П. А. Наладка систем контроля и автоматического уп-
равления. Л.: Стройиздат, 1980. 208 с.
7. Миранцев Г. Я. Ремонт автоматических приборов и регуляторов. М.: Энер-
гия, 1980. 224 с.
8. Мурин Г. А. Теплотехнические измерения. М.: Энергия, 1979. 424 с.
9. Петров И.КЧ Солошенко М. М., Царьков В. А. Приборы и средства автомати-
зации для пищевой промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность,
1981.415 с.
10. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энер-
гия. 1978. 703 с.
11. Разумов В. П. Вторичные приборы контроля, управления и регулирования.
Л.: Машиностроение, 1981.255 с.
12. Рассовский В. Э., Котов Г. И. Ремонт измерительных электроприборов.
М.: Высшая школа, 1980. 96 с. (
13. Старостин В. А. Технологические измерения и контрольно-измерительные
приборы в промышленности строительных материалов. М.: Стройиздат, 1980.
14. Чистяков С.Ф. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем управления
теплотехническими объектами. М.: Энергия, 1980. 280 с.
15. Шевцов Е. К. Справочник по поверке и наладке приборов. Киев: Техника,
1981. 206 с.
Производственное издание
Крамарухин Юрий Ефимович
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Редактор Л.П. Строганов
Художественный редактор А. С. Веришнкин
Обложка художника Н.А. Игнатьева
Технический редактор Г. Г. Семенова
Корректор Т.П. Бровкина
ИБ № 5458
Сдано в набор 28.02.89. Подписано в печать 09.11.89. Т-08232.
Формат 60X90 1/16. Бумага офсетная № 2. Гарнитура Пресс Роман.
Печать офсетная. Усл.печл. 13,0. Усл.кр.-отт. 13,13. Уч.-изд. л. 13,98.
Тираж 31 400 экз. Заказ 579 Цена 70 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство ’’Машиностроение”,
107076, Москва, Стромынский пер., 4
Отпечатано в московской типографии № 6 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
109088, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24
с оригинала-макета, изготовленного в издательстве ’’Машиностроение”
на наборно-пишущих машинах
УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ!
В издательстве ’’Машиностроение” вышли в свет и готовятся к
изданию следующие книги:
1989 год
Общетехнический справочник /Е.А. Скороходов, В.П. Законников,
К.Ф. Скворцов и др,; Под общ. ред. Е.А. Скороходова. — 3-е изд., пере-
раб. и доп. - М. — 512 с.: ил. - (Сер. справочников для рабочих). —
(В пер.): 1 р. 70 к., 100 000 экз.
Приведены сведения по математике, технической механике, электро-
технике, материалам в машиностроении, деталям машин, допускам,
посадкам и техническим измерениям.
Третье издание (2-е изд. 1981 г.) переработано в соответствии с но-
выми стандартами и дополнено сведениями из ЕСКД, ЕСТПП и ЕСТД,
а также по программированию технологических процессов для станков
сЧПУиГПС.
Для мастеров и квалифицированных рабочих.
Шевцов Е.К., Ревун М.П. Электрические измерения в машинострое-
нии. - М. — 168 с.: ил. — (В обл.): 50 к., 24 900 зкз.
Описаны основные свойства средств измерения, даны основные
сведения из теории погрешностей, методы проверки измерительных
приборов и обработки результатов измерений, принципы действия ана-
логовых, цифровых и микропроцессорных приборов, методы измерения
электрических величин.
Для техников и мастеров машиностроительных предприятий. Может
быть полезна лицам,занятым эксплуатацией средств измерения в области
машиностроения.
Шилоносов М.А., Ларин В.М. Электролаборатория промышленного
предприятия и ремонт приборов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. —
400 с.: ил. - (В пер.): 1 р. 70 к., 25 400 зкз.
204
Изложены сведения по организации и техническому оснащению
электротехнических лабораторий промышленных предприятий. Под-
робно освещены вопросы ремонта и регулировки наиболее распростра-
ненных электроизмерительных приборов.
В настоящем издании (4-е изд. 1972 г.) значительно обновлен мате-
риал всех глав и разделов, включены описания новых приборов и уст-
ройств, приспособлений для ремонта и наладки, дан новый перечень
нормативных документов и др.
Для инженерно-технических работников энергослужб предприятий
по организации электролабораторий, а также для персонала лаборато-
рий, занимающихся эксплуатацией и ремонтом электроизмерительных
приборов, наладкой устройств релейной защиты и автоматики, испыта-
нием электрооборудования.
1990 год
Козьяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении:
Учебник для машиностроительных техникумов. — М. — 16 л.: ил. —
(В пер.): 80 к.
Рассмотрены правовые и организационные вопросы охраны труда.
Описаны меры и средства индивидуальной и коллективной защиты от
поражения электрическим Током, вредного воздействия вибрации,
шума, ультразвука, ионизирующих излучений. Изложены требования
безопасности к оборудованию, производственным процессам, помеще-
ниям, а также вопросы пожарной безопасности.
Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической
механики: Учебник для немашиностроительных специальностей техни-
кумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л. — 21 л.: ил. — (В пер.): 1 р.
Кратко изложены элементарные основы технической механики.
Теоретические построения и выводы формул даны без использования
аппарата высшей математики на основе единой методической системы,
обеспечивающей наглядность и раскрытие физической сущности рас-
сматриваемых явлений. Приведены примеры по всем вопросам курса,
которые помогут учащимся при включении домашних заданий.
Третье издание (2-е изд. 1982 г.) дополнено примерами конструк-
ций, применяемых в гибких производственных системах.
Прудиус Б.В., Огурцов Ю.М. Ремонт и монтаж оборудования. Мон-
таж: Альбом: Учеб, пособие для машиностроительных техникумов. —
М. — 15 л.: ил. — (В обл.): 1 р. 30 к.
205