Самопишущие электроизмерительные приборы

Ø Самопишущие электроизмерительные приборы представляют средство электрических измерений, в котором предусмотрено не только показание значения измеряемой величины, но и регистрация (запись) этих показаний в форме диаграммы.

Самопишущий прибор (самописец) применяют тогда, когда требуется проследить за изменением физической величины, характеризующей опреде­ленный параметр технологического процесса или состояние технического объекта в течение длительных промежутков времени (смена, сутки) и задо­кументировать эти изменения. Такая запись может служить документом, по­зволяющим судить о поведении контролируемого объекта, зависимости из­меряемого параметра от условий внешней среды, других технологических параметров, о ходе технологического процесса, работе контролируемых агре­гатов или действиях обслуживающего их персонала. Причем, в отличии от средств записи информации на электронные или магнитные носители, запись на бумажную ленту осуществляется высоконадежными и простыми техниче­скими средствами, в минимальной степени зависит от систем электропита­ния, позволяет легко и наглядно анализировать ход технологического про­цесса на значительном временном интервале без применения каких-либо технических средства. Кроме того, практически исключается возможность неумышленного повреждения или уничтожения измерительной информации.

Самопишущие приборы применяют для регистрации одной или не­скольких электрических величин (напряжения, тока, мощности, частоты, фазы, сопротивления и др.) как функции времени или (реже) другой физиче­ской величины. Если самопишущий прибор используется совместно с дру­гими измерительными преобразователями, то он может применяться для ре­гистрации самых разнообразных физических величин - усилия, температуры, влажности, перемещения, расхода и т. д. Наиболее известны самопишущие вольтметры амперметры и ваттметры, автоматические потенциометры и мосты, термографы, барографы, сейсмографы и др

Различают самописцы прямого действия, когда измеряемая электрическая величина (ток или напряжение) непосредственно подается на измерительный механизм прибора (самописцы прямого преобразования - с разомкнутой цепью обратной связи) и самопишущие приборы с компенсационным преобразованием (с уравновешиваением с замкнутой цепью обратной связи). В последнем случае в цепи обратной связи могут использоваться усилители мощности сигнала, что позволяет применять самопишущие приборы для измерения очень слабых сигналов.

Простейший самопишущий прибор (Рис. 2.66) представляет собой электромеханический измерительный прибор, к подвижной части которого присоединён пишущее устройство — перо, фломастер, капиллярная трубка и т. д., оставляющий след на движущемся носителе записи, обычно бумажной ленте. В качестве измерительного механизма обычно используются магнито­электрическая (на постоянном токе) или ферромагнитная (на переменном токе) системы, которые обладают наибольшим моментом при заданном из­меряемом токе.

Различают самопишущие приборы для дискретной записи (точками, штрихами или другими знаками) и для непрерывной записи (в виде некото­рой линии). Для одновременной регистрации нескольких величин, изменяю­щихся во времени, самописец оснащают соответствующим числом пишущих устройств и широким ленточным носителем записи (со шкалами измеряемых величин по ширине и шкалой времени по длине ленты). При этом результаты измерений разных величин записываются различными знаками либо отмет­ками разных цветов.

Перемещение ленты во времени осуществляется специальным меха­низмом, который обеспечивает ее строго равномерную или шагообразный подачу. В последнем случае получающаяся запись обладает дискретностью в двух измерениях: по шкале значений и во времени.

Существует множество разнообразных систем самопишущих прибо­ров, которые различаютсяс пособом записи, механизмом, конструктивным исполнением, числом регистрируемых параметров и т. д. Используется не только линейная система координат, но и полярная (круговые диаграммы), двухкоординатная запись и др. Двухкоординатные самопишущие приборы (графопостроители) предназначаются для регистрации одной переменной как функции другой y=f(x). Измеряемые величины x и y подаются каждая на свою измерительную цепь. Как и обычные электроизмерительные приборы с амопишущие приборы выпускают в стационарном (щитовом) и переносном исполнениях

Самопишущие электромеханические приборы обычно применяются для регистрации медленно меняющихся сигналов, частоты которых не пре­восходят 0,5-1 Гц. Для более высоких частот используются либо специаль­ные конструкции самописцев (до 10-20 Гц), либо применяются светолучевые осциллографы, в которых вместо пера используется запись следа светового луча, оставляемого им на специальной фоточувствительной бумаге (рис. 2.68). Сканирование светового луча осуществляется с помощью малоинерци­онного магнитоэлектрического механизма, в котором вместо стрелки исполь­зуется легкое отражающее зеркало. Уменьшение массы движущихся частей и малая амплитуда смещения зеркала позволяет с помощью светолучевых ос­циллографов производить запись сигналов с характерной частотой до 20 кГц.

Современные самопишущие приборы в основном являются модифика­цией достаточно старых, но хорошо зарекомендовавших себя приборов (рис. 2.69). Они создаются на современной мик­ропроцессорной элементной базе с преобразования входного сигнала в цифровой код и последующей про­граммной обработкой измерительной информации, но полностью совмес­тимы по присоединительным, элек­трическим и механическим характе­ристикам с предыдущими моделями.

Как правило, современные са­мопишущие приборы (самописцы) они имеют следующие основные от­личия от традиционных моделей:

· Наряду регистрацией данных изме­рений на бумажной диаграммной ленте и унифицированным выходным сигналом (4-20 мА), имеется цифровой канал передачи данных по стан­дартному интерфейсу (HART, RS-232/485, USB, Ethernet и т.п.) и, как пра­вило, в комплект поставки прибора входит программное обеспечение для организации его взаимодействия с компьютером.

· Точность измеряемых и регистрируемых показаний прибора по цифровому каналу данных существенно выше - до 0,1- 0,25 % по сравнению с 1,0-0,5% в стандартных модификациях.

· Повышается быстродействие регистрации данных по цифровому каналу (до 0,1 с против 0,5-1 с) и, соответственно, быстродействие встроенных систем сигнализации. При этом работа цифрового не зависит от работы механического регистратора.

· Практически все приборы выпускаются в нескольких модификациях, каж­дая из которых предназначается для работы со своим типом датчиков. и различающихся только типом входной цепи и встроенным программным обеспечением. Так в различных модификациях входным сигналом может быть сигнал напряжения или тока, датчиком служить термопара или тер­мосопротивление. При этом реализуются различные схемы измеритель­ного преобразования, причем выбор схемы происходит автоматически при изменении программы обработки и точек подключения датчика.

· Программно реализованы функции автоматической установки типа первич­ного преобразователя (из некоторого набора) линеаризации, ком­пенсации температурных искажения и сопротивлений линии связи.

Дата добавления: 2015-03-31