Потенциометры

Электронные автоматические потенциометры и уравновешенные мосты применяют для измерения, записи и регулирования температуры и других величин, изменение значений которых может быть преобразо­вано в напряжение постоянного тока или в изменение активного сопро­тивления.

Приборы состоят из трех основных узлов: измерительной схемы, электронного усилителя и отсчётного устройства. В основу работы автоматических потенциометров положен компенсационный метод измере­ния, основанный на уравновешивании измеряемой величины другой известной величиной. Компенсационный метод характеризуется высо­кой точностью измерения.

Типовая измерительная схема автоматического потенциометра приведена на рис. 4. В одну диагональ мостовой схемы включен ста­билизированный источник питания У2; в другую через нуль-индикатор У1 подается ЭДС датчика УЗ. Если измеряемая ЭДС равна падению на­пряжения на реохорде К, 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, рав­ную или большую чувствительности усилителя, на вход последнего по­дается напряжение разбаланса, которое после преобразования и усиле­ния воздействует на уравновешивающий электродвигатель. Ротор по­следнего, вращаясь, перемещает движок реохорда до равновесного сос­тояния схемы. Вращение выходного вала реверсивного электродвига­теля с помощью механической передачи преобразуется в перемещение указателя.

Рис. 4. Измерительная схема автоматического потенциометра

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: Rр — сопротивление реохорда, урав­новешивающего измерительную схему; Rш - сопротивление подгонки реохорда к эквивалентному сопротивлению; Rн - сопротивление под­гонки начальной точки шкалы потенциометра; Rп — сопротивление подгонки конечной точки шкалы потенциометра; r_н и r_п - подгоночные сопротивления, выполненные в виде спиралей и представляющие собой части сопротивлений Rн и Rп.

Сопротивления служат: Ra — для ограничения тока в измерительной схеме; Rc — для проверки наличия рабочего тока в измерительной цепи; Rpт - для ограничения тока в цепи источника питания; R¢pт — для уста­новки величины рабочего тока в измерительной схеме; Rх, Rу, Rоу и Rту - для соединения элементов измерительной схемы. Все резисторы измерительной схемы, кроме Rм, изготавливают из стабилизированной манганиновой проволоки. Резистор Rм выполнен из медной проволоки, имеющей большой температурный коэффициент сопротивления, и рас­положен в месте подключения компенсационных проводов к прибору. В результате этого резистор Rм и свободные концы термопары находят­ся при одинаковой температуре и изменение ЭДС термопары за счет изменения температуры свободных концов компенсируется изменением падения напряжения на Rм вследствие изменения величины этого сопро­тивления. Таким образом, компенсация температуры свободных концов термопары осуществляется автоматически.

Уравновешивающим устройством в измерительных схемах потенци­ометров является реохорд, состоящий обычно из рабочей и токосъемной спиралей, выполненных из устойчивой к износу и коррозии вольфрамопалладиевой проволоки, намотанной на две изолированные мед­ные 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 автома­тического уравновешенного моста показана на рис. 5. Она построена по схеме уравновешенного моста, в одну диагональ которого включают источник постоянного или переменного тока, а в противоположную диа­гональ - электронный усилитель, управляющий работой асинхронного электродвигателя следящей системы.

Рис.5 Измерительная схема автоматического