Соловцов В.К., Контрольно-измерительные приборы

Подождите немного. Документ загружается.

Например, для шеститочечного прибора измеряемую величину

можно подключить параллельно на точки 1; 3; 5, а точки 2; 4 и 6

на выходных зажимах замкнуть накоротко, что соответствует ну-

левому значению измеряемой величины. При таком включении

прибор должен записывать показания в виде двух параллельных

линий, соответствующих установленному значению измеряемой

величины и ее нулевому значению.

На рис. 168 показан характерный вид точечной записи при

правильной и неправильной работе самопишущего прибора.

Лентопротяжные механизмы самопишущих приборов обычно

Рис. 168. Точечная запись при постоянных значениях измеряемой ве-

личины:

а — нормальная запись, б — рассеянная запись

имеют приемную кассету, на которую наматывается ленточная

диаграмма. При постоянной линейной скорости продвижения

диаграммы угловая скорость приемной кассеты непрерывно из-

меняется в связи с увеличением диаметра намотанного на кас-

сете рулона диаграммы. Поэтому привод приемной кассеты осу-

ществляется через фрикционное сцепление. Нормальное натяже-

ние диаграммы регулируют усилением или ослаблением трения

во фрикционном сцеплении. Если трение велико, то диаграмма

чрезмерно натягивается и перфорация на ее краях начинает

рваться. При слабом трении кассета не обеспечивает нормаль-

ной перемотки и диаграмма провисает.

При регулировке кинематических схем самопишущих прибо-

ров можно изменять взаимное расположение зубчатых шестерен,

храповых колес, раздвижных рычагов и других деталей, однако

недопустимо изменять размеры отдельных элементов путем под-

пиливания или подгибания, что может сделать невозможной пол-

ноценную регулировку механизма прибора.

В самопишущих приборах с электронными усилителями, кро-

ме наладки механической части бывает необходимой проверка и

наладка электрической схемы прибора.

221

Сложные электрические схемы следует налаживать, начиная

с поочередной проверки отдельных узлов.

Так, например, в электрической части автоматического потен-

циометра можно выделить следующие узлы: измерительная схе-

ма, электронный усилитель и реверсивный электродвигатель.

Измерительную схему проверяют при отключенном питании

прибора. К входным зажимам вместо термопары подключают

источник регулируемого напряжения постоянного тока, а на

выход вместо усилителя включают чувствительный магнитоэлект-

рический гальванометр с двусторонней шкалой (с нулем посре-

дине). Источником напряжения устанавливают некоторое зна-

чение напряжения в пределах измерения данного типа потенцио-

метра. При этом стрелка гальванометра должна отклониться.

Затем, вращая от руки выходной вал реверсивного двигателя,

перемещают в ту и другую сторону скользящий контакт рео-

хорда. Стрелка гальванометра должна приближаться к нулевой

отметке, если направление перемещения контакта совпадает с

направлением, при котором схема уравновешивается. При даль-

нейшем перемещении контакта реохорда стрелка отклоняется в

противоположную сторону от нулевой отметки. Плавное, без

толчков, движение стрелки характеризует также наличие надеж-

ного контакта в цепи реохорда.

Измерительную схему автоматического моста можно прове-

рить таким же способом, но вместо источника регулируемого

напряжения к зажимам термометра сопротивления подключают

постоянное сопротивление. Значение этого сопротивления должно

приблизительно соответствовать градуировочному значению со-

противления термометра в пределах средней части шкалы дан-

ного моста. Если мостовая схема питается от переменного тока,

то необходимо отсоединить один из питающих проводов и под-

ключить к схеме сухую батарею с напряжением около 1,5 в.

При неправильной работе измерительной схемы место повреж-

дения отыскивают детальной проверкой всех элементов электри-

ческой цепи.

Электронный усилитель также проверяют по частям. При на-

личии в усилителе вибропреобразовательного каскада необхо-

димо проверить правильность регулировки вибропреобразова-

теля.

Для получения симметричной формы кривой напряжения на

вторичной обмотке входного трансформатора вибропреобразова-

тель должен обеспечивать одинаковую длительность замыкания

среднего контакта с обоими крайними контактами. Длительность

замыкания контактов зависит от расстояния между подвижными

и неподвижными контактами. Схема для проверки и регулиров-

ки зазоров между контактами вибропреобразователя показана

на рис. 169. Сухой элемент с напряжением 1,4 в попеременно под-

ключается через контакты вибропреобразователя к двум одина-

222

ковым миллиамперметрам со шкалой 3 ма. Регулировка контак-

тов контролируется по показаниям этих миллиамперметров.

Одинаковые показания миллиамперметров около 1,5 ма свиде-

тельствуют о симметричной работе контактов.

Убедившись в правильной работе измерительной схемы и виб-

ропреобразователя, приступают к проверке усилителя и ревер-

сивного электродвигателя. В усилителе должен быть установлен

заведомо исправный комплект электронных ламп.

Проверка этих деталей и электрических цепей усилителя при

отключенном напряжении питания весьма трудоемка, учитывая

значительное количество различ-

ных элементов и связей между

ними. Поэтому на практике элект-

ронные усилители чаще проверя-

ют при включенном напряжении

питания. Работу такого рода мо-

жет выполнять только опытный

приборист, хорошо знающий уст-

ройство и принцип действия каж-

дого элемента схемы прибора, а

также знакомый с правилами тех-

ники безопасности при работах

под напряжением.

Усилитель проверяют в опре-

деленном порядке, испытывая по

очереди каждый каскад. В инст-

рукциях, прилагаемых к элект-

ронным приборам, обычно содер-

жатся сведения о нормальных

значениях напряжении в определенных точках электрической схе-

мы усилителя.

Необходимо проверить с помощью авометра соответствие дей-

ствительных параметров усилителя с данными, указанными в ин-

струкции. Сначала измеряют напряжения на обмотках трансфор-

матора, выпрямителя, а затем напряжения на анодах лампы каж-

дого каскада. Установив неисправность какого-либо участка,

внимательно осматривают схему соединений этой части с целью

выявления случайных замыканий, обрывов проводов, некачест-

венных паек, повреждений конденсаторов и сопротивлений. Если

внешних повреждений не обнаружено, то измеряют значения вхо-

дящих в данный участок сопротивлений и конденсаторов и све-

ряют с данными, указанными на схеме.

В процессе наладки электронных усилителей не рекомен-

дуется изменять взаимное расположение монтажных проводов

и деталей, включенных в сеточные и анодные цепи схемы. От

этого может возникнуть самовозбуждение усилителя и нарушает-

ся правильная работа прибора. Поэтому при замене проводников

223

Рис. 169. Схема для регулировки

зазоров между контактами вибро-

преобразователя

и деталей необходимо сохранять их первоначальное положение в

схеме. Сеточные и анодные провода должны размещаться воз-

можно дальше один от другого. Если сеточные провода заключе-

ны в экранную металлическую оболочку, то ее следует электри-

чески соединить с корпусом прибора.

Весьма полезным прибором при наладочных работах с элек-

тоонными усилителями является электронный (катодный) осцил-

лограф (рис. 170), позволяю-

щий получить на экране изоб-

ражение переменных напряже-

ний, различных по частоте,

форме и амплитуде. Электрон-

ный осциллограф позволяет на-

блюдать быстроменяющиеся

электрические процессы.

Подключая осциллограф к

различным точкам усилителя,

можно быстро обнаружить не-

исправный каскад усилителя.

У исправно работающего уси-

лителя амплитуда переменного

напряжения на выходе каждо-

го каскада возрастает или

уменьшается при соответствую-

щем изменении сигнала на вхо-

де усилителя. Нарушение

этой зависимости свидетельст-

вует о неисправности данного

каскада усилителя.

Катодный осциллограф име-

ет большое входное сопротивление и его подключение к схеме

электронного усилителя практически не изменяет параметров

этой схемы. Для еще большего увеличения входного сопротивле-

ния последовательно с осциллографом включают добавочное со-

противление 0,5—1 Мом. При проверке схем с помощью осцил-

лографа один из его входных зажимов обычно соединяют с кор-

пусом усилителя, а другой зажим — с той точкой схемы, где тре-

буется наблюдать амплитуду и форму кривой переменного на-

пряжения. Для удобства подсоединения проводников к различ-

ным точкам схемы используют специальные пружинные зажимы.

Реверсивные конденсаторные электродвигатели, применяемые

в автоматических приборах, могут иметь механические и элект-

рические повреждения. Вначале следует проверить с помощью

омметра электрическую цепь обмоток электродвигателя и убе-

диться в отсутствии замыканий обмоток на корпус. При этом

внешняя цепь должна быть отсоединена. Затем восстанавливают

соединение обмотки, питаемой от сети через конденсатор, а на

224

Рис. 170. Электронный осцилло-

граф

другую управляющую обмотку подают переменное напряжение

50—60 в через понижающий трансформатор также от сети пере-

менного тока.

Исправный электродвигатель должен вращаться в ту и дру-

гую сторону при перемене концов, подключенных к управляющей

обмотке. Механические неисправности обнаруживаются при про-

вертывании вала электродвигателя вручную.

После проверки отдельных элементов восстанавливают все

электрические цепи прибора и налаживают правильное взаимо-

действие узлов кинематической схемы прибора. Так, например,

для автоматических вторичных самопишущих приборов с диско-

вой диаграммой необходимо отрегулировать правильное взаим-

ное расположение показывающей стрелки и рычага с пером для

записи.

Взаимное расположение всех элементов кинематической схе-

мы прибора должно быть отрегулировано таким образом, чтобы

их рабочий угол поворота или линейного перемещения обеспе-

чивал прохождение стрелки указателя и пишущего устройства

между крайними отметками шкалы прибора.

Во вторичных приборах с электронными усилителями необхо-

димо проверить и отрегулировать порог чувствительности усили-

теля. При недостаточном коэффициенте усиления электронного

усилителя возрастает вариация показаний прибора, а при излиш-

ней чувствительности возникают автоколебания механизма урав-

новешивания измерительной схемы. На рис. 171 показан харак-

терный вид записи на диаграмме автоматического самопишу-

щего прибора при недостаточной и излишней чувствительности

электронного усилителя. Пунктирной линией изображен график

действительных значений измеряемой величины.

Возникновение незатухающих автоколебаний при излишней

чувствительности усилителя связано с тем, что при уравновеши-

вании измерительной схемы может происходить переход компен-

сирующего элемента (реохорда или дифференциального тран-

сформатора) через положение равновесия. В результате на вход

Рис. 171. Зависимость характера записи от чувствительности усилителя:

а — при недостаточной чувствительности, б — при избыточной чувствительности

225

усилителя поступает сигнал небаланса различного направления,

не связанный с действительным изменением измеряемой вели-

чины. Это заставляет электродвигатель совершать непрерывные

реверсы и перемещать механизм компенсации и стрелку прибора

в пределах некоторой зоны с обеих сторон от положения, соот-

ветствующего балансу схемы.

Контрольные вопросы

1. Какие причины способствуют возникновению неисправностей приборов

и как обнаруживаются эти неисправности?

2. Назовите наиболее характерные виды повреждений корпусных деталей

приборов и измерительных механизмов.

3. В чем заключаются операции по восстановлению осей и подшипников

подвижной части измерительных механизмов приборов?

4. Какие виды деталей и узлов входят в электрические схемы приборов

и какие ремонтные операции обычно выполняются по этим деталям?

5. Расскажите об основных видах паяльных работ и применяемых при

этом материалах и инструменте.

6. Каков порядок сборки прибора при капитальном ремонте?

7. Какие лабораторные приборы наиболее часто используются для про-

верки электрических цепей и наладки электронных схем?

8. Как влияет излишняя или недостаточная чувствительность электрон-

ного усилителя самопишущего прибора на качество записи и вариацию

показаний?

§ 42. ПОВЕРОЧНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ

Цехи КИП и автоматики на электростанциях и промышлен-

ных предприятиях имеют в своем составе ремонтно-механические

участки и поверочные лаборатории, в которых выполняют рабо-

ты по регулировке, градуировке и поверке приборов. Для прове-

дения таких работ необходимо иметь соответствующее оборудо-

вание и приспособления, в том числе источники измеряемых ве-

личин и образцовую измерительную аппаратуру.

Источник измеряемой величины должен обеспечивать под-

держание любого установленного значения измеряемой вели-

чины в течение промежутка времени, достаточного для нанесения

отметки на шкале при градуировке или для отсчета показаний

при проверке прибора.

Образцовые меры и приборы должны иметь более высокий

класс точности по сравнению с поверяемыми приборами. Для

каждого вида измерений существуют поверочные схемы, преду-

смотренные в инструктивных материалах Государственного ко-

митета стандартов, мер и измерительных приборов.

В поверочных схемах указана образцовая аппаратура, кото-

рая должна использоваться для поверки тех или иных рабочих

мер и приборов с целью обеспечения единообразия и точности

средств измерения, применяемых в народном хозяйстве.

Поверочные лаборатории, как правило, выполняют работы

по поверке определенных видов контрольно-измерительных при-

боров. Содержание основных операций и порядок поверки каж-

дого вида приборов вполне определенные, поэтому нерацио-

нально перед каждой поверкой подбирать и соединять по вре-

менной схеме необходимую образцовую аппаратуру и различные

вспомогательные устройства. Чтобы избежать неоправданных

затрат труда и времени и обеспечить максимальные удобства

для типовых поверок приборов, создают специальные повероч-

ные установки. Такие установки представляют собой стационар-

ный комплекс различных устройств, схема соединений которых

может изменяться путем простейших переключений.

В измерительных установках используют образцовую аппара-

туру, выпускаемую приборостроительными заводами, однако

общую компоновку этой аппаратуры совместно с другими вспо-

227

ГЛАВА XI

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОВЕРОЧНЫХ РАБОТ

228

Рис. 172. Нулевые термостаты:

а -

ТН-

б —

ТН-5

могательными устройствами, а также изготовление различных

приспособлений часто выполняют сами предприятия. При этом

учитывают объем и виды проводимых поверочных работ и воз-

можности наиболее рационального использования имеющихся

образцовых измерительных средств.

§ 43. ОБОРУДОВАНИЕ ПИРОМЕТРИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Пирометрические лаборатории выполняют работы по регу-

лировке, градуировке и поверке приборов для измерения темпе-

ратуры. В состав оборудования такой лаборатории входят тер-

мостаты и нагревательные печи, предназначенные для создания

и поддержания на заданном уровне различных значений темпе-

ратуры.

Для воспроизведения постоянной температуры 0°С служат так

называемые нулевые термостаты или термостаты тающего льда

(рис. 172).

Нулевой термостат ТН-4 (рис. 172, а) для термостатирования

Рис. 173. Термостат паровой

ТП-3

холодных концов термопар в точке 0°С представляет собой ванну

из винипласта, вмонтированную в специальный термостатирован-

ный ящик. Между стенками ванны и ящика заложена теплоизо-

лирующая прокладка из пенопласта. На верхней крышке ящика

размещены гнезда для ввода в термостат холодных концов тер-

мопар и контактные зажимы для подключения термопар к пове-

рочным приборам. Термостат заполняется толченым льдом или

снегом. Для удаления талой воды в

нижней части термостата имеется

сливной кран. Тепловая изоляция

обеспечивает очень медленное тая-

ние льда или снега.

Термостат ТН-5 (рис. 172, б)

предназначен для поверки техниче-

ских и лабораторных термометров

сопротивления в точке 0° С. Конст-

руктивно термостат выполнен в ви-

де стеклянного сосуда с двойной

стенкой, помещенного в металличе-

ский защитный кожух. Воздушная

прослойка между стенками стеклян-

ного сосуда служит тепловой изоля-

цией. Активные части поверяемых

термометров сопротивления поме-

щают в специальные пробирки для

защиты от влаги и погружают в таю-

щий лед, которым заполнена внут-

ренняя полость термостата. Для под-

держания выводных концов термо-

метров предусмотрена стойка, регу-

лируемая по высоте.

Постоянная температура 100°С

воспроизводится в паровых термо-

статах или термостатах кипящей

воды.

Паровой термостат ТП-3 (рис. 173) выполнен в виде цилин-

дрического кипятильного сосуда с двойной стенкой. Зазор между

стенками заполнен теплоизолирующей набивкой.

Вода, залитая в нижнюю часть сосуда, нагревается до непре-

рывного кипения с помощью электрического нагревателя. Пары

воды, поднимаясь вверх, конденсируются на менее нагретой стен-

ке и стекают в нижнюю часть термостата.

Поверяемые термометры сопротивления размещаются в верх-

ней центральной части термостата, огражденной термоуравнива-

ющим металлическим экраном. Между поверхностью воды и ра-

бочей камерой термостата помещена сетка, защищающая поверя-

емые термометры от брызг кипящей воды.

229

Для контроля уровня воды в термостате предусмотрено водо-

мерное стекло,

При проведении поверочных работ с использованием парового

термостата следует учитывать, что температура 100° С может

быть получена только при нормальном атмосферном давлении.

При пониженном или повышенном атмосферном давлении темпе-

ратура насыщенного пара в термостате будет соответственно ни-

же или выше 100°С. Действительное значение температуры мож-

но определить по показаниям контрольного термометра или с

помощью таблиц зависимости точки кипения воды от барометри-

ческого давления.

Нулевой и паровой термостаты дают возможность получать

два постоянных значения температуры — 0 и 100°С, которых

достаточно для поверки стеклянных термометров, медных тер-

мометров сопротивления и некоторых других видов технических

температурных приборов. Однако для других поверочных работ

необходимы приспособления с плавной регулировкой температу-

ры в широких пределах. К таким приспособлениям относятся во-

дяные, масляные, соляные термостаты и нагревательные элект-

рические печи.

Водяной термостат представляет собой сосуд, заполненный

водой и снабженный электрическим нагревателем с регулиров-

кой тока. Для выравнивания температуры воды в сосуде приме-

няют специальную мешалку с электроприводом. Водяной термо-

стат позволяет получить любые

значения температуры в преде-

лах 25—95° С. Нижний пре-

дел ограничивается темпера-

турой воды, заливаемой в тер-

мостат.

Масляный и соляной термо-

статы имеют аналогичное уст-

ройство, но заполняются соот-

ветственно специальным мас-

лом или соляной смесью. В

масляном термостате можно

получать регулируемую темпе-

ратуру до 300° С, а в соляном

термостате — до 500° С.

Для получения температуры

в пределах до 1000—1300° С ис-

пользуют трубчатые электри-

ческие печи (рис. 174). Нагрев

печи регулируется включенны-

ми в цепь нагревателя приспо-

соблениями в виде автотранс-

форматора или реостата. Зна-

Рис. 174. Трубчатая электрическая

печь с автотрансформатором

230