14.6.1.3 Нормирующие преобразователи
Для введения информации, получаемой с помощью термопреобразователя сопротивления, в ЭВМ или в систему автоматического регулирования используются нормирующие токовые преобразователи, формирующие на своем выходе сигнал постоянного тока 0—5 мА. Схема нормирующего токового преобразователя, работающего в комплекте с термопреобразователем сопротивления, показана на рисунке 14.150. Этот преобразователь по схеме и принципу действия аналогичен нормирующему преобразователю, работающему в комплекте с термоэлектрическим преобразователем. Отличие указанных схем заключается в том, что в преобразователе (рисунок 14.144) вместо корректирующего моста КМ используется измерительный неравновесный мост ИМ, в одно из плеч которого по трехпроводной схеме подсоединен термопреобразователь сопротивления Rt. Остальные сопротивления выполнены из манганина. Сопротивления RЛ служат для подгонки сопротивления соединительных проводов к номинальному значению. К диагонали питания моста аb подведено стабилизированное напряжение постоянного тока. Выходной ток преобразователя IВЫХ пропорционален напряжению Ucd в измерительной диагонали моста, и соотношение между ними может быть представлено в соответствии с (14.93) выражением (14.105) /8/
(14.105)
Так
как
где kM
— коэффициент преобразования моста,
то получим выражение (14.106) /8/
(14.106)
Таким образом, токовый сигнал нормирующего преобразователя пропорционален сопротивлению термопреобразователя сопротивления. Классы точности рассматриваемого преобразователя 0,6—1,5.
Рисунок 14.144 - Схема нормирующего токового преобразователя, работающего в комплекте с термопреобразователем сопротивления
15 Электрические измерения /8, 10,11,14/
Различные физические величины имеют разную физическую природу, поэтому отличаются их методы и средства измерений. Для удобства разработки или выбора тех или иных методов и средств измерений все физические величины делятся на электрические, магнитные и неэлектрические.
Характерной особенностью современных измерений является то, что не только электрические и магнитные, но и большинство неэлектрических величин измеряются электрическими методами, т.е. путем предварительного преобразования неэлектрической величины в электрическую. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений: - электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью; - электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот; - электрические величины легко, точно и быстро преобразуются в цифровой код; - электрические измерения позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.
Автоматизация технологических процессов во всех отраслях народного хозяйства приводит как к возрастанию общего объема электрических измерений физических величин, так и к изменению доли тех или иных физических величин в общем объеме. В настоящее время существует примерно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: - температура 50 %, расход (массовый и объемный) 15 %, давление 10 %, уровень 5 %, количество (масса, объем) 5 %, время 4 %, данные
материалов (аналитические измерения) 4 %, электрические и магнитные величины менее 5 %. Отсюда видно, что подавляющее число измерений представляет собой измерения неэлектрических величин. При этом представляет интерес также абсолютный объем выполняемых измерений. Так, на атомной электростанции среднего размера имеется около 3000 точек измерений различных физических величин. На крупном предприятии химической промышленности только для измерения температур имеется около 20000 точек измерений. Таким образом, уже в настоящее время измерения физических величин - это массовый процесс, причем основную его долю составляют измерения неэлектрических величин. С большим основанием можно утверждать, что эта тенденция сохранится и будет развиваться в будущем.
Аналоговые и цифровые измерительные приборы и измерительные преобразователи предназначены главным образом для прямых измерений электрических величин: - постоянных токов и напряжений, параметров сигналов переменного тока, электрической мощности, расхода энергии, параметров электрических цепей и т.д. Знание их возможностей и принципа действия позволяет квалифицированно решать задачу измерений большинства электрических величин. Далее излагаются основные методы и средства измерений неэлектрических величин, причем основное внимание уделено методам преобразования различных неэлектрических величин в электрические.