Будова та принцип дії термометрів опору та автоматичного електронного мосту (КСМ-2, КСМ-3) і логометра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторна робота

Тема: Будова та принцип дії термометрів опору та автоматичного електронного мосту (КСМ-2, КСМ-3) і логометра

Мета роботи: Вивчити будову і принцип дії термометрів опору (мідних, платинових), електричного автоматичного мосту, логометра.

Обладнання: Термометр опору (ТЕМ, ТЕП), автоматичні електронні мости КСМ-2, КСМ-3, логометр Л-62, з'єднуючі провідники. Плакати.

Термометри опору

Вимірювання температури за допомогою термометрів опору засновано на визначенні електричного опору провідника в залежності від зміни температури. При збільшенні температури опір металів зростає, а напівпровідників (транзисторів) знижується. Найбільше розповсюдження для виготовлення термометрів опору набули метали - мідь та платина. Платинові термометри призначені для вимірювання температури від - 260 до + 750°С, мідні - від -50 до +200⁰С. Конструктивно вини складаються з чутливого елементу та захисної арматури. Чутливим елементом є дріт діаметром для платини від 0,05 до 0,1 мм, для міді - 0,08 мм, який намотують на стержень або пластину з ізоляційного матеріалу. Елемент розташований у захисному каркасі. Платина відповідає всім вимогам, має велику хімічну інтенсивність в окислювальному середовищі та може бути виготовлена в чистому виді.

Напівпровідники при виготовленні термометрів опору являють собою матеріал, який утворюється з порошкової суміші окису металів марганцю, міді, кобальту, нікелю та ін., який спресовують та запікають при високій температурі. термометр електричний автоматичний міст

Стандартні технічні термометри опору мають умовні позначення: платинові - ТСП, мідні - ТСМ.

Переваги термометрів оперу: чутливість, стабільність роботи, передача параметрів на великі відстані та підключення декількох термометрів до одного вторинного приладу. Також до переваг термометрів опору необхідно віднести високу точність і стабільність характеристики перетворення, можливість вимірювати кріогенні (наднизькі) температури.

До недоліків необхідно віднести великі розміри чутливого елемента, що не дозволяють вимірювати температуру в точці об'єкта чи вимірюваного середовища (діаметр оболонки чутливого елемента 6...20 мм, довжина 50... 180 мм) та необхідність додаткового джерела живлення

Як вимірювальні прилади, що застосовуються в комплекті з термометрами опору, використовуються логометри та урівноважені містки.

Рисунок 1 - Будова платинового термометра опору

1 - платинова спіраль; 2 - фарфорова трубка; 3,4 - пробки; 5 - керамічний порошок; 6 - виводи чутливого елемента; 7 - захисний чохол чутливого елемента; 8,9 - вивідні дроти, ізольовані захисними бусами; 10 - оксид алюмінію, 11 - захисна втулка; 12 - водозахисна головка; 13 - ущільнення водозахисної головки; 14 - кріпильний штуцер.

Конструкція термометрів опору

Тонкий мідний або платиновий дріт намотують на каркас, який поміщають у металічний кожух таким чином, щоб запобігти електричного контакту вивідних дротів та самої спіралі з корпусом. Для цього корпус засипають порошком з діелектричного матеріалу (зазвичай корундом), дроти закривають ізоляційними керамічними бусами.

Для молочної промисловості застосовують мідні або платинові термометри з захисним чохлом із нержавіючої сталі (ТСП, ТСМ).

Переваги: висока точність, великі інтервали вимірів, можливість з'єднання кількох термометрів з одним вторинним пристроєм (що зручно при необхідності порівнювати результати вимірів) автоматичний запис і сигналізація температури, висока надійність, відсутність отруйних матеріалів (таких як ртуть у рідинних термометрах).

Недоліки: значні габаритні розміри, високі вимоги до якості струму живлення (коливання напруги в мережі можуть бути сприйняті вторинним приладом як коливання температури), висока інерційність.

Автоматичні електронні мости. Врівноважені мости

В основу роботи врівноваженого мосту покладено принцип вимірювання електричних опорів методом врівноваження.

Термометр опору R_х підключається до одного плеча моста. Інші плечі моста складаються з постійних опорів (R₁ і R₃) і змінного (реохорда R₂). До однієї діагоналі підведено живлення, до іншої під'єднується гальванометр (міліамперметр).

При зміні температури величина електричного опору термометра R_x зміниться, міст розбалансується, в діагоналі виникне струм, пропорційний до температури, яких зафіксує гальванометр.

Для відновлення балансу необхідно змінювати опір реохорда R₂ доти, доки його опір не стане рівним термоопору R_х і стрілка гальванометра не стане на нуль. Для автоматизації роботи такого моста замість гальванометра приєднують електричний пропорційний підсилювач струму.

Рисунок 2 - Будова моста

При розбалансуванні моста підсилений електричний струм подається на реверсивний (такий що здатен змінювати напрям обертання при зміні полярності струму) електродвигун, який буде переміщувати движок реохорда до відновлення балансу моста і зникнення струму. Температуру можна вимірювати за допомогою омметра, приєднаного до R₂ і проградуйованого у градусах Цельсія.

Логометр

Логометри - це магнітоелектричні пристрої, в яких в полі постійного магніта розміщена рухома система з двух зкрещених рамок, закріпленних між собою. Кут поворота рухомої системи логометра залежить від відношення струмів у двох рамках.

Рисунок 3 - Будова логометра та його зовнішній вигляд

В рівновазі системи, обертаючі моменти 2-ох рамок однакові і направленні зустрічно, отже струми в обох рамках також рівні. В один з ланцюгів ввімкнено термометр опору. При зміні температури його опір змінюється, що веде до зміни струму у відповідній рамці. Рівновага системи порушується і система повертається на відповідний кут, пропорційний до зміни температури.

При повороті рівновага системи відновлюється, завдяки зміні відстані між рамками і магнітними полюсами та магнітними силами, діючими на рамки.

Хід роботи

1. Вивчення будови і принципу дії термометрів опору (ТСП, ТСМ).

2. Вивчення будови і принципу дії автоматичного моста.

3. Ознайомлення з принципом дії логометра.

4. Розбирання та збирання термометрів опору, вивчення їх деталей і особливостей конструкції.

5. Часткове розбирання автоматичних мостів КСМ-2, КСМ-З(КВМ), ознайомлення з будовою та роботою їх вузлів.

6. Заміна та установка діаграм пристроїв.

7. Відмінності та особливості різних типів електричних мостів.

8. Часткове розбирання логометра, вивчення його складових частин.

9. Способи підключення термометрів опору до електричних мостів і логометрів.

10. Складання звіту про роботу: описання одного з термоопорі (ТСП-175) і пристроїв електричного мосту. Зображення принципової схеми врівноваженого моста. Принцип дії логометра.

Контрольні запитання

1. Як класифікуються термометри ?

2. У чому принцип дії термометрів опору ?

3. Яка будова термоопору ?

4. Чим відрізняються термоопори ТСП і ТСМ'?

5. У чому полягає принцип дії врівноваженого мосту ?

6. Яка будова електронного автоматичного мосту ?

7. В чому принцип дії логометра ?

8. Як влаштований логометр ?

9. Де застосовують логометр ?

Література

1. А.П. Ладанюк; В.Г. Трегуб; І.Ельперін; В.Д. Цюцюра. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. Київ, 2001.

2. Н.И. Воробьева. Основы автоматизации технологических процессов мясной и молочной промышленности. М., 1983.

Размещено на Allbest.ru