Принцип действия, конструкция автоматического потенциометра КСП-4, описание его измерительной схемы

Потенциометры типа КСП-4 являются автоматическими приборами следящего уравновешивания Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) и предназначены для измерения, регистрации температуры и других величин, изменение которых может быть преобразовано в изменение напряжения, постоянного тока.

Электронные потенциометры типа КСП-4 являются приборами повышенной точности, обычно класса 0,25 и 0,5. Приборы могут быть одноканальным или многоканальным, (по числу подключаемых термопар к одному прибору); работают в комплекте с термопарами стандартных градуировок. Регистрация показаний прибора осуществляется в прямоугольных координатах на диаграммной ленте с равномерной шкалой. Сопротивление линии связи для КСП-4, включая сопротивление термопары, не должно превышать 250 Ом. КСП-4 построен по блочному типу. Блоки и отдельные элементы прибора размещены внутри корпуса на выдвижном кронштейне. Устанавливается автоматический потенциометр на щитах управления.

Принцип действия потенциометра основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой Т.Э.Д.С.. известной разностью потенциалов. Эта разность потенциалов создается в потенциометре посторонним источником электрической энергии. Принципиальная электрическая схема автоматического потенциометра показана на рис. 4.2.

ТЭПТ (источник измеряемой Т.Э.Д.С.) включается последовательно с электронным усилителем ЭУ в диагональ db компенсационной мостовой измерительной схемы, в другую диагональ включен источник стабилизированного питания ИПС, обеспечивающий постоянство рабочего тока в измерительной схеме.

Напряжение, компенсирующее измеряемую Т.Э.Д.С. ТЭПТ, определяется разностью потенциалов между точками d и b. Для автоматической компенсации погрешности при изменении температуры холодных спаев служит резистор R_M, который изготавливается из медной или никелевой проволоки и располагается внутри прибора в непосредственной близости от свободных концов компенсационных проводов КП, соединяющих ТЭПТ с клеммами прибора. Все резисторы измерительной схемы, кроме R_M, изготовлены из манганиновой проволоки.

Принцип работы потенциометра заключается б непрерывном уравновешивании измеряемой Т.Э.Д.С. E (t;t₀) ТЭПТ напряжением U(d;b), между точками d и b мостовой схемы. Если , то сигнал разбаланса  подается на вход усилителя.

Рис. 2.6. Принципиальная электрическая схема автоматического потенциометра

При изменении сигнала, поступающего с измерительного преобразователя, на входе усилителя возникает напряжение разбаланса постоянного тока, которое преобразуется в напряжение переменного тока и усиливается до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного двигателя РД, выходной вал которого будет вращаться в ту или иную сторону (в зависимости от знака сигнала разбаланса) до тех пор, пока напряжение, снимаемое с компенсационной схемы реохорда U(d;b), не станет равным по величине подаваемого с ТЭПТ Е (t;t₀).

Вращение выходного вала двигателя преобразуется в прямолинейное движение каретки, на которой закреплены указатель и устройство регистрации. Двигатель РД будет перемещать движок реохорда, изменяя напряжение U(d;b) до тех пор, пока оно не уравновесит измеряемую Т.Э.Д.С. В момент равновесия измерительной схемы положение указателя определяет значение измеряемого параметра. Таким образом, благодаря наличию электронного усилителя и реверсивного двигателя, приводящего систему в равновесие, осуществляется непрерывное автоматическое измерение величины этого параметра.

Данный метод измерения Т.Э.Д.С. является одним из наиболее точных, т.к., во-первых, в момент измерения ток в измерительной цепи равен нулю, а следовательно, отсутствуют погрешности засчет дополнительного падения напряжения в подводящих проводах, и, во-вторых, само отсутствие тока в цепи может быть установлено с более высокой точностью, чем его конечное значение в определенном интервале измерения.