Приборы для измерения постоянного напряжения

Для измерения постоянного напряжения нулевым методом применяют автоматические потенциометры КСП.

Принципиальная схема автоматического потенциометра приведена на рис. 48, а. Потенциометр состоит из неуравновешенного моста 1, усилителя 4, реверсивного электродвигателя 6 и показывающего устройства 5.

Структурная схема прибора дана на рис. 48, б. Измерительная цепь включает два преобразователя. Первый преобразует измеряемое напряжение U в поворот вала реверсивного электродвигателя 6 и в перемещение l механически связанных с ним движка реостата 2 и стрелки показывающего устройства 5. Второй — показывающее устройство 5 — преобразует это перемещение в показания прибора у.

Рис. 48. Автоматический потенциометр КСП. а — принципиальная схема, б — структурная схема, в — входная цепь при измерении постоянного тока; 1 — неуравновешенный мост, 2 — реостат (реохорд), 3 — источник питания стабилизированный, 4 — усилитель, 5 показывающее устройство, 6 — реверсивный электродвигатель, 7 — постоянный резистор

Рассмотрим принцип действия автоматического потенциометра. Во входную цепь усилителя 4 последовательно с измеряемым напряжением включен неуравновешенный мост 1. Его выходное напряжение U_м действует встречно с измеряемым напряжением U и поэтому к входу усилителя 4 приложена их разность ΔU. Эта разность усиливается, и усиленное напряжение U₁ приводит в действие реверсивный электродвигатель 6. Вал электродвигателя перемещает движок реостата 2 и стрелку показывающего устройства 5. Это перемещение l является одновременно выходным сигналом следящей системы и входным сигналом преобразователя в цепи обратной связи, функцию которого выполняет неуравновешенный мост 1.

В рассмотренной следящей системе входная цепь усилителя играет роль сумматора С, а реверсивный электродвигатель является интегратором. Поэтому эта следящая система астатическая. Следовательно, чтобы ее статическая характеристика была линейной, такой же должна быть характеристика неуравновешенного моста 1. Но у неуравновешенного моста с переменным резистором в одном плече нелинейная характеристика. Здесь же переменный резистор — реостат 2— включен в два смежных плеча моста, благодаря чему суммарное сопротивление их не изменяется при перемещении движка. Поэтому, как следует из формулы (16), зависимость выходного напряжения моста U_к от сопротивления реостата 2 между движком и верхним концом его будет линейная.

В качестве переменного резистора в этом мосте применен реостат с линейной характеристикой — реохорд. Поэтому статическая характеристика всего моста, как обратного преобразователя перемещения l в напряжение U_м, оказывается линейной. Таким образом получается равномерная шкала автоматического потенциометра КСП.

Поскольку выходной сигнал неуравновешенного моста зависит от напряжения источника питания 3, в автоматических потенциометрах используются стабилизированные источники питания.

Промышленность выпускает различные типы автоматических потенциометров, отличающиеся главным образом конструктивным оформлением (размером, формой шкалы, видом диаграммы и т. п.). Принципиальные же измерительные схемы всех этих приборов одинаковы.

Наибольшее применение получили автоматические потенциометры КСП4. Они производят запись показаний на складывающуюся диаграммную ленту. Блочный принцип построения обеспечивает удобство их эксплуатации и ремонта.

В техническое обслуживание прибора, кроме периодической замены диаграммной ленты и заправки чернилами, входит также регулировка успокоения колебаний стрелки при резком изменении измеряемого напряжения. Для этого служат регуляторы чувствительности и обратной связи, размещенные в усилителе. При правильной настройке стрелка прибора должна успокаиваться после двух-трех колебаний возле положения равновесия.

Дата добавления: 2014-01-14