Питание схемы производится от источника стабилизированного питания постоянного тока ИПС, включенного в диагональ cd * . (* В современных автоматических потенциометрах нормальный элемент для установки рабочего тока не применяется, так как постоянство последнего обеспечивается источником стабилизированного питания.) Привод диаграммной ленты отсчетного устройства ОУ осуществляется синхронным микродвигателем СД.
При отклонении температуры t измеряемой среды (рабочего конца термометра) на вход электронного усилителя подается напряжение постоянного тока, вызванное разбалансом измерительной схемы. Это напряжение преобразуется в усилителе в напряжение переменного тока и усиливается до достаточного значения для работы реверсивного двигателя. Последний при помощи кинематической системы перемещает влево или вправо, в зависимости от понижения или повышения измеряемой температуры, подвижную каретку е отсчетного устройства ОУ с закрепленными на ней токосъемным движком реохорда Rр, указательной стрелкой и пером. Показания потенциометра отсчитываются в ºС по линейной шкале 1 и записываются на диаграммной ленте 2. Реверсивный двигатель РД находится в работе до тех пор, пока не наступит новое состояние равновесия (компенсации) измерительной схемы прибора.
Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра (рис. 2-34) производится в следующем порядке.
Принимаются значения токов в верхней I1 и нижней I2 измерительных ветвях исходя из условий: токи должны вызывать необходимое падение напряжения на реохорде и резисторах и иметь по возможности небольшие значения, чтобы не приводить к заметному нагреву элементов схемы. Оптимальными значениями токов I1 и I2 соответственно являются 3 и 2 мА .
По заданным значениям начальной tн и конечной tк температуры диапазона показаний прибора и типу термоэлектрического термометра по градуировочной характеристике последнего (при температуре свободных концов t0 = 0 °С) находятся значения термо-э.д.с. для начала Ен и конца Ек шкалы и определяется диапазон измерения термо-э.д.с. Е ( мВ ) по формуле
Находится сопротивление сравнительного резистора Rc, падение напряжения на котором от протекающего тока I2 должно равняться э.д.с. нормального элемента Ес (1018,6 мВ), т. е.
Принимаются значения сопротивлений балластного и регулиовочного резисторов в цепи питания соответственно Rт = 750 Ом и Rр.т = 56 Ом..
Эквивалентное сопротивление Rэ реохорда Rp с подключенным шунтирующим резистором Rш выражается формулой
Однако, обычно эквивалентное сопротивление реохорда является заданным, равным 90, 100 или 300 Ом (преимущественно 90 Ом), поэтому сопротивление шунтирующего резистора Rш зависит от сопротивления реохорда Rp и определяется при подгонке последнего вместе с шунтом до значения Rэ . Величина Rш находится из выражения
Приведенное сопротивление всей цепи реохорда Rп состоит из параллельно соединенных сопротивлений реохорда Rр и резисторов Rш и Rк . Падение напряжения на сопротивлении Rп при протекании тока I1 должно соответствовать диапазону показаний Е , т.е.
С другой стороны, приведенное сопротивление цепи реохорда Rп может быть выражено уравнением
Находится сопротивление резистора Rк, определяющего конечное значение шкалы потенциометра. Для этого приравниваются правые части уравнений (2-52) и (2-53), совместное решение которых относительно Rк дает зависимость1 (1 При более точном определении сопротивления резисторов Як, RH и др. следует учитывать сопротивление нерабочих (концевых) участков реохорда и соединительных проводов измерительной схемы.).
Находятся сопротивления медного резистора Rм температурной компенсации, сопротивление которого при температуре свободных концов термометра t0 = 0° С будет Rм (t0), и резистора Rн, определяющего начальное значение шкалы потенциометра. Сопротивления этих резисторов определяются исходя из условия равновесия измерительной схемы при измерении начальной температуры tн, когда движок реохорда устанавливается в левое крайнее положение (в начале, шкалы). При этом в левой ветви измерительной схемы между точками аи b термо-э. д. с. Ен компенсируется падением напряжения на сопротивлениях резисторов Rн и Rм (t0), т. е.
При повышении температуры свободных концов термометра до величины t¢0 , представляющей собой предельное значение изменения этой температуры, обычно равное 50 °С, уравнение (2-55) принимает вид:
где ЕАВ ( t¢0 , t0 ) - снижение термо-э.д.с. термометра при повышении температуры свободных концов от t0 до t¢0
∆Rм - приращение сопротивления резистора Rм при изменении температуры свободных концов от от t0 до t¢0
. Определяется в соответствии с формулой (2-43) сопротивление медного резистора Rм ( t¢0 ) при температуре свободных концов термометра t¢0 = 50 °С:
Г де α - температурный коэффициент электрического сопротивления меди, равный 4,26 ·10-3 K --1
