3. Описание лабораторной установки

3.1. Устройство лабораторного стенда

Работа выполняется на специальном стенде, в котором смонтирова­ны: электрическая печь с термопарой типа ХК, автоматический потен­циометр ПСР1, электромагнитное реле МКУ-48, элементы коммутации питающей сети и сигнализации. Кроме того, на стенде изображена мне­мосхема (рис. 6), дающая представление об основных элементах системы регулирования. Ниже описывается их назначение.

Рис. 6. Схема соединения элементов лабораторного макета

Переключатель Sj служит для подачи питающего напряжения на ус­тановку, А - плавкий предохранитель обеспечивает защиту от перегрузок и коротких замыканий, лампочка сигнализирует о наличии напряжения. Реле К1 служит исполнительным механизмом и через свою контактную пару К1.1 обеспечивает питание нагревательного элемента ЕК печи. Изме­рение температуры в печи производится с помощью термопары ВК типа ХК.

Пунктиром на рис. 5 обведено всё, относящееся к потенциометру Г1СР1. Все элементы ПСР1 и их назначение описаны ранее в пунктах 2.5.1-2.5.4, где использованы те же обозначения, что и на рис. 5. Следует отметить лишь, что роль источника э.д.с. Е выполняет в ПСР1 стабилизи­рованный источник питания G₁, показанный на рис. 5 прямоугольником.

Для выполнения работы необходимо иметь секундомер.

3.2. Краткое описание работы установки

Принцип действия установки можно проследить по рис. 5 и 6. Э.д.с. термопары Ех подается на измерительную схему потенциометра, где сравнивается с падением напряжения от источника Е на части сопротив­ления реохорда К1, находящийся под движком (см. выр. 2.6). Если изме­ряемая э.д.с. Ех равна указанному напряжению, то сигнал на входе усили­теля А равен нулю и система находится в покое.

При изменении э.д.с. термопары на величину, превышающую порог чувствительности усилителя А, произойдёт срабатывание реверсивного двигателя, который переместит движок реохорда К1 в такое положение, при котором снова наступит равенство Ех и напряжения с измерительной схемы.

С осью движка реохорда кинематически связаны перо и указатель потенциометра. Последний дает возможность производить отсчёт темпе­ратуры в месте размещения термопары.

Обеспечение требуемой температуры в печи оказывается возмож­ным благодаря наличию контактной пары регулирующего позиционного устройства SQ, которая находится в замкнутом состоянии до тех пор, по­ка температура не достигнет того значения, которое задано посредством установки задатчика в соответствующее положение. При превышении температуры заданного значения размыкаются контакты SQ, а следова­тельно, и цепь питания нагревательного элемента Ек. Однако при этом возможно дальнейшее повышение температуры объекта в силу его инер­ционности, что будет отмечено перемещением указателя потенциометра.

При понижении температуры ниже заданной картина будет обрат­ной. Установка рабочего тока I₁ (см. п. 2.5.1) производится нажатием пе­реключателя SB, т.е. переводом его из положения «Измерение» (И) в по­ложение «Контроль» (К). При этом к усилителю оказывается подключен­ной вместо Ех цепь, состоящая из сопротивления R3 и нормального эле­мента с э.д.с. Енэ. Если падение напряжения на R3 не равно э.д.с. нормаль­ного элемента Енэ, то усилитель будет иметь на входе сигнал, отличный от нуля, усилит его и приведет в движение вал двигателя М. Последний, в результате наличия кинематической связи, переместит движок реостата R2 и установит требуемое значение рабочего тока 1₁. Кинематическая связь двигателя с движком реостата R2 имеет место только при нахожде­нии переключателя SB в положении "К".