Теңестірілген көпір
Кедергі термоөзгерткіштердің объектің температурасына сәйкес өзгеретін кедергісін өлшеу үшін теңестірілген көпірдің тепе-теңдік шартын (2.20) орындау қажет. Бұл шартты орындауға өлшейтін көпірдің бір немесе бірнеше кедергілері айнымалы болуы шарт. Белгілі үш кедергілердің мәндерін алдын ала біле отырып, көпірдің тепе-теңдік жағдайын анықтағаннан кейін, белгісіз кедергі термоөзгерткіштің мәнін табуға болады.
14.1. суретте кедергі Rt сезгіш элементі Rс кедергілері бар екі сым арқылы көпірлік схемаға қосылған. Бір диоганальына ток көзі қосылса, екінші диоганальына өлшеу құралы қосылған.
Көпірдің тепе-теңдік қалпында:
(14.1)
Кедергі сезгіш элементтің мәні болса төмендегі теңдік арқылы анықталынады:
(14.2)
Егерде сыртқы ортаның температурасы өзгермейтін болса, онда:
. (14.3)
Сыртқы ортаның температурасы тұрақты болмай өзгере берсе, сезгіш элементті қосатын сымның кедергісі өлшенетін шаманың мәніне кері әсерін туғызуы мүмкін. Сондықтан Rt мәнін жоғарғы дәлдікпен өлшеу үшін сол кедергі сезгіш элементін өлшеу көпіріне үш сым (14.1.сурет) арқылы қосқан жөн.
Өлшеу көпірінің тепе-теңдігі төмендегі теңдікпен өрнектелінеді:
|
|
|
(14.4)
| I |
| Rt |
| + - |
| Rc Rc |
| R3 |
| R2 |
| R1 |
| Rt |
| I |
| Rc Rc |
| R3 |
| R2 |
| R1 |
| + - |
а) б)
14.1. сурет. Rt екі сым арқылы (а), үш сым арқылы (б) көпірге қосу схемасы.
Симметриялы көпірлер үшін, яғни R1=R3 болған жағдайда:
(14.5)
сыртқы ортаның әсері өлшенетін шаманың мәніне тигізетін әсері жоқтың қасы.
Автоматты теңестірілген көпір. Автоматты теңестірілген көпірдің электрлік схемасы айнымалы ток көзіне қосылады. Теңестірліген көпірлердің тепе-теңдігі бұзылған кезде (12.5.сурет) автоматты түрде Rp (ТО) мәні өзгеріп, тепе-теңдік жағдай орнықтыланады.
14.1.,.суреттерде келтірілген Rt үш сым арқылы көпірге қосу схемасы осы автоматты теңестірілген көпірдің электірлік схемасының негізін құрайды. Өлшенетін ортаның температурасы өзгерген кезде, оған сәйкес Rt мәні өзгеріп, көпірдің А және В нүктелерінің арасындағы кернеудің шамасы электронды күшейткішке жетеді де онда күшейтіліп электрлік жылжытқышты (ТО) жұмысқа қосады.
| 12.2.сурет. Автоматы теңестірілген көпір. |
|
|
|
Бұл электрлік жылжытқыш болса, электрлік күшейткішке келіп түскен кернеудің шамасына, бағытына байланысты оң бағытқа не болмаса сол бағытқа (РД) қарай тепе-теңдік қалып орналасқанға дейін қозғалады. Қазірге кезде электронды техниканың дамуына байланысты электронды күшейткіштер, сыртқы ортаның температурасының өзгеруін ескеретін күрделі электрлік схемалар микросхема түрінде жиналып, технологиялық параметрлерді жоғарғы дәлдікпен өлшеуге мүмкіншілік беріп отыр.
Теңестірілмеген көпір. Теңестірілмеген көпірлік схемалар температураларды өлшеуге қолдана берілмейді. Бірақ мұндай схемаларда сезгіш элемент ретінде кедергі термоөзгерткіштері қолдана отырып, жеке газдардың, олардың қоспаларының құрамына химиялық, не болмаса физикалық талдау жасағанда және сұйықтардың концентрацияларын анықтағанда көптеп қолданылады.
| ˆˆˆˆˆˆ |
| ˆˆˆˆˆˆ |
| ˜ ˆˆˆˆˆˆ |
| эк эж |
| Rt f |
| c II d |
| a I b |
| R3 |
| R4 |
| R2 |
| R1 |
| e |
| R7 |
| R8 |
| R6 |
| R5 |
|
|
|
14.3.сурет. Екі көпірлі компенсациялы өлшеу схемасы.
14.3.суреттегі екі көпірлі компенсациялы өлшеу схемасы I- өлшеу көпірі мен II – салыстыру көпірлерінен тұрады. Олар бір ток көзінен қоректелінеді. Өлшеу көпіріндегі бір, не болмаса екі кедергілері сезгіш элементтердің рөлін атқарады. Өлшеу кезінде олардың кедергілерінің мәндері бастапқы мәндеріне қарағанда өзгеруіне байланысты потенциалдар айырмасы пайда болады.
Ол потенциалдар айырмасы, R1=Rx болған жағдайда, төмендегі теңдік арқылы анықталынады:
. (14.5)
Егер R1=Rx, Rx=R3 сонымен қатар R2=R4 = Rxmin болған жағдайда:
. (14.6)
Ал салыстыру көпіріндегі R6=R8 = Rxmin , R5=R7 = Rxmax тең болатындай етіп алынған. Бұл кездегі Ucd потенциалдар айырмашылығы a мен b нүктелерінің арасындағы (R1 = R3 тең болғанда) Uabmax тең болады. 
Rp реахордасының көмегімен тепе-теңдік орналастырылады. Uab кернеуінің мәні болса, Ucd потенциалдар айырмашылығының Uef = Uab қанағаттандырытын мәнімен теңестіріледі.
а) б)
14.4.сурет. Siemens, Метрэкс (б, Россия) фирмаларының өлшеу құралдары.
|
|
|
Егер Uef # Uab болмаған жағдайда, электр күшейткішке сигнал келіп түседі де тепе-теңдік қалып болғанға дейін реахорданың жылжымалы тетігі қозғалысқа түседі. Екі теңестірілмеген көпірден тұратын бір теңестірілген көпірдің артықшылығы ток көзінің ауытқуына тәулді еместігі. Себебі, ток көзінің кернеуі U өзгерсе, кернеулер айырмашылықтыры Uab мен Ucd да өзгереді. Сондықтан мұндай екі көпірлі компенсациялық схемалар кедергілері өте аз өзгеретін сезгіш элементтердің мәнін анықтауға жиі қолданылады. Мысалыға, газды талдау жасайтын өлшеу құралдарының схемаларында көптеп пайдаланылады.
14.4.сурет. Siemens, Метрэкс (Россия) фирмаларының өлшеу құралдары көрсетілінген. Мұндай өлшеу құралдарына түрлі сезгіш элементтерді қосуға болады. Негізгі мәселе, сезгіш элементтерден шығатын бағдарламалық сигналдар халықаралық стандартқа сәйкес болуы қажет. Халықаралық стандартты электрлік сигналдар аналогты, импульсті және сандық түрінде ұсынылады. Аналогты (токтың мәні) сигналдың мәні 4-20 мА шамасы аралығында өзгерсе, импульсті сигналдың мәні 0-1 кГц аралығында өзгеріп отырады.
14.5.сурет. Honeywell (АҚШ) фирмасының DPR 180 сандық өлшеу құралы.
14.5.суретте көрсетілінген өлшеу құралы 24 аналогты сигналдар мен 36 дискретті сигналдарды бақылай алады. Диаграммасында технологиялық параметрлерді әртүрлі форматтарда жазып көрсетеді Сонымен қатар бес тілде түсініктеме береді. Мұндай өлшеу құралдарын фармацевтикалық, химиялық өндірістерінде, энергетика салсында қолдануға өте қолайлы. Осы өлшеу құралымен қатар бұл фирма DPR 100 ab, DPR 100 cd, DPR 100 gh, DPR 250, VRX 100, VPX 150 өлшеу құралдарын ұсынады.
3 дәріс Тақырыбы мен жоспары: Қысымды өлшеу және бақылау. Қысым, абсолютті қысым, артық қысым, кері қысым түсініктері. Манометр, вакууметр, мановакууметр, дифманометрлер. Сұйықты, деформациялық, жүкті–поршенді, электрлік, пьезоэлектрлі, ионизациялық, радиоизотопты манометрлер.
Ысымды өлшеу
Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) кысымның өлшем бірлігі ретінде паскаль (Па) тағайындалған. Паскаль (Па) дегеніміз ауданы 1 квадрат метр бетке біркелкі түскен 1 ньютон (Н) күштен туған қысым, яғни (Н/м2):
· 1 кПа - 10 Па;
· 1 МПа - 10 Па.
Бұл өлшем бірліктерінен басқа төмендегі аталынған бірліктерді де пайдалануға болады. Олар кгс/сма (1кгс/см2 - 98066,5 Н/m2= 0,98066.5 бар); мм. сынап бағанасы (1 мм. сынап бағ. =132.3224 Н/m2); 1 ат (техн.)- 1кгс/ см2; 1 атм(физ) = 1,033227 кгс/см2; 1 мм. су бағ. = 0,00011 кгс/см2.
Сонымен қатар басқа елдерде төмендегідей өлшем бірліктері де пайдаланылады; 1 фунт /дюйм2 = 0,070307 кгс/см2 (Ұлыбританияда); 1 фунт/дюйм2(рsі) = 0.070306682 кгс/см2 (АҚШ).
Қысым атмосферлік, абсолюттік, артық қысым, вакуумдік қысымдар болып бөлінеді,
Атмосферлік қысым - ол жерді қоршап тұрған ауа бағанасының салмағының жер бетіне түсіретін қысымы. Қысқаша белгісі (ат).
Абсолюттік қысым - абсолюттік нөлден (-273.16°С)басталып есептелінеді. Абсолюттік қысымның есептелінетін бастапқы қысымы, ол ауасы толығымен шығарылып тасталынған ыдыстың ішіндегі қысымнан басталады.
Артық қысым - абсолюттік пен барометрлік қысымдардың айырмасына тең.
Вакуум - барометрлік пен абсолюттік қысымдардың айырмасына тең қысым.
Өлшенетін қысымның түріне байланысты өлшеу құралдары да (манометрлер) бірнеше топтарға бөлінеді:
· артық қысымды өлшейтін манометрлер;
· абсолютті қысымды өлшейтін манометрлер;
· атмосферлік қысымды өлшейтін барометрлер;
· вакуумді өлшейтін вакуумметрлер;
· аз ғана қысымды өлшөйтін (40 кПа дейін) напорометрлер;
· жоғарғы өлшеу шегі 40 кПа аспайтын вакуумметр-лерді тягомерлер деп атайды;
· екі қысымның айырмашылығын өлшейтін дифференциалды манометрлер болып бөлінеді.
Жұмыс істеуіне байланысты қысымды өлшейтін құралдар сұйықтық, деформациялық, жылулық, электрлік, иондык, болып бөлінеді.
Соңғы кезде жартылай өткізгіш жасау технологиясының, микроэлектрониканың, қабыршықты технологиялардың тез дамуының нәтижесінде көлемі жағынан өте кішкене сезгіш элементтер арқылы
10-12 - 1011Па аралығында өзгеретін қысымдарды дәлдікпен өлшеуге мүмкіншіліктер бар.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 1; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!