Поверка электронного моста

Лабораторная работа № 4.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с техническими данными и принципом действия электронных уравновешенных самопишущих и регулирующих мостов типа КСМ, произвести оценку основной погрешности и дополнительных погрешностей моста.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Электронные уравновешенные автоматические самопишущие и регулирующме мосты, предназначенные для измерения, записи и регулирования (позиционного) температуры и других величин, которые могут быть преобразованы в постоянный ток, напряжение или активное сопротивление. Эти приборы весьма широко используются в технических измерениях. В основу работы этих приборов положен нулевой метод измерения сопротивления.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УРАВНОВЕШЕННОГО ЭЛЕКТРОННОГО МОСТА ТИПА КСМ-4

Принципиальная электрическая схема уравновешенного измеретильного моста КСМ-4 показана на рис. В основу работы электронных автоматических мостов положен нулевой метод измерения сопротивления.

Мостовая схема состоит из трех плеч с сопротивлениями , , и четвертого плеча, в которое включен термометр сопротивления и калиброванное сопротивление-реохорд .

Питание измерительной схемы моста осуществляется напряжением переменного тока 6,3 В от обмотки силового трансформатора усилителя, включенного в диагональ моста bd.

Подключение термометра к прибору производится по трехпроводной схеме. В этом случае сопротивление проводов (, ), предназначенных для присоединения термометров к прибору, поровну распределяется между двумя прилегающими плечами моста ( и ).

Примение трехпроводной схемы для присоединения термометра снижает величину температурной погрешности, вызванной измением сопротивления соединительных проводов вследствие изменения температуры окружающего воздуха.

При изменении температуры контролируемого объекта изменится сопротивление термометра сопротивления и нарушится равновесие измерительной схемы. В результате в измерительной диагонали моста ас появится напряжение разбаланса, которое усиливается электронным усилителем до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного двигателя (РД).

Рис.1

Ось двигателя при помощи шкива и троса связана с кареткой, на которой закреплен движок реохорда и указатель.

Ротор реверсивного двигателя вращается до тех пор, пока существует сигнал, вызванный разбалансом схемы. Одновременно перемещается указатель прибора по шкале и движок по реохорду до наступления равновесия в измерительной схеме. В момент равновесия измерительной схемы положение указателя на шкале определяет значение измеряемой величины.

Силовая часть электронного моста типа КСМ-4 состоит из электронного усилителя мощности, включенного в измерительную диагональ моста, силового трансформатора (питающего измерительную схему), реверсивного двигателя и синхронного двигателя СД, предназначенного для перемещения диаграммной ленты.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Проверка основной погрешности.

1.1 Соберите схему согласно рис. 2.

1.2 Тумблером ''Вкл. стенда'' включите стенд (табло ''Вкл. стенда'' светится).

1.3 Наберите на магазине сопротивлений МСР-60 значение сопротивления, соответствующее начальной отметке шкалы уравновешенного моста по градуировочной таблице. Тип градуировки указан на шкале прибора.

1.4 Установите изменением сопротивления прибора МСР-60 стрелку прибора КСМ-4 на начальную отметку шкалы. Величину сопротивления, набранного на МСР-60, записать в табл.1.

1.5 Повторите опыт 1.4 для следующих оцифрованных точек рпибора КСМ-4, плавно подводя стрелку прибора к оцифрованным отметкам шкалы слева (прямой ход), занося показания прибора МСР-60 в табл.1().

1.6 Произвести поверку прибора КСМ-4 при обратном ходе, подводя стрелку прибора к оцифрованным отметкам справа, занося полученные результаты в таблицу ().

Рис. 2

Таблица

Сопрот. соединит. линий	Поверяемая отметка шкалы прибора	Показания образцового моста МСР-60	Основная погрешность прибора	Вариация
Знач. т-ры	град. знач.	Прям. ход	Обрат. ход	Прям. ход	Обрат. ход
Ом	tºC	Ом	Ом	Ом	∆1%	∆2%	γ%

2. Определение дополнительной погрешности прибора КСМ-4 при

отклонении сопротивления линии от номинального.

Прибор КСМ-4 соответствует своему классу точности при сопротивлении соединительных линий, соответствующих сопротивлению линии указанному на шкале прибора. При изменении сопротивления соединительных проводов от датчика до прибора возникает дополнительная погрешность.

Соберите схему согласно рис.3. По указанию преподавателя установите дополнительное сопротивление . Повторите опыты 1.3, 1.4,1.5,1.6.

Рис.3

Результаты эксперимента представляются в табличной форме (табл.) в виде графических зависимостей характеристик прибора (погрешностей, вариации) для конкретных условий заданных преподавателем. Значения погрешностей и вариации моста выражаются в процентах с указанием трех значащих цифр. Основная погрешность определяется по формуле:

, (1)

где – градуировочное значение сопротивления, соответствующее поверяемой отметке шкалы; – отсчет по магазину сопротивлений; и – значения сопротивления, соответсвующие начальному и конечному значениям шкалы.

Вариация прибора определяется по формуле:

. (2)

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Объясните принципиальную электрическую схему моста.

2. Изложите последовательность проведения опыта.

3. Какой метод измерения положен в основу уравновешивания мостов?

4. В чем разница между уравновешенным и неуравновешенным измерительными мостами?

5. Каково основное преимущество уравновешенного моста по сравнению с неуравновешенным?

6. С какой целью применяется трехпроводная схема подключения термометра?

7. Что называется классом точности прибора?

8. Что называется поверкой прибора? С какой целью поверка производится при прямом и обратном ходе?

9. Как определить абсолютную и относительную погрешности.