книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

Градуировку (шкалу) п чувствительность электронных мостов проверяют при помощи .магазина сопротивлений, который вклю­ чается вместо термометра сопротивления на конце линии или непосредственно на зажимах прибора. В последнем случае должно быть включено добавочное сопротивление, равное сопротивлению линии. Регулятор коэффициента усиления электронного усилителя должен быть установлен так же, как и в случае проверки электрон­ ного потенциометра, — стрелка прибора при подходе к точке баланса должна совершать не более трех полуколебаний.

Для проверки градуировки моста на магазине сопротивлении устанавливают значения сопротивлений, которые соответствуют по градуировочной таблице данного термометра сопротивлений оцифрованным делениям шкалы.

Чувствительность электронного моста проверяется путем наблюдения за изменением показания прибора при изменении сопротивления магазина на величину, соответствующую 0,2% (т. е. 1 : 500) шкалы прибора. Так, для моста, имеющего пределы измерений 0—100° С и работающего с медным термометром, эта величина будет равна 0,05 ом, а для моста с пределами измерений 0—500° С (платиновый термометр) 0,17 ом. При изменении сопро­ тивления магазина на указанную величину прибор должен давать заметное на глаз перемещение стрелок.

Н а л а д к а и з м е р и т е л ь н ы х с х е м э л е к т р о н н ы х п о т е н ц и о м е т р о в н м о с т о в

Если измерительная схема электронного потенциометра в основном исправна и только градуировка не соответствует номи­ нальной, подгонка шкалы прибора производится так, как это ука­ зывалось выше. При наличии в измерительной схеме значитель­ ных нарушений, что внешне обычно проявляется в отсутствии компенсации плп невозможности стандартизировать ток в измери­ тельной схеме, проверка измерительной схемы, как правило, состоит в проведении измерений токов, напряжений и сопротивле­ ний в ее цепях, как это описано ниже. На рис. 135 показано включение измерительных приборов при проверке токов и напря­ жений.

И з м е р е н и е н а п р я ж е н и я н а в х о д е н у л ь -

и н д и к а т о р а п р и з а м к н у т ы х з а ж и м а х т е р м о ­ п а р ы . Измерять удобнее при помощи стрелочного милливольт­ метра mV1 или даже вольтметра постоянного тока с небольшими пределами измерений (1—1,5 в). Один из проводов, идущих к входу электронного усилителя, нужно отсоединить или вынуть из усилителя вибратор, чтобы измерительных! прибор не шунти­ ровался первичной обмоткой входного трансформатора. Напряже­ ние сети на электронный потенциометр подавать ненужно. Движок реохорда перемещается из одного крайнего положения в дру­ гое; при этом напряжение, показываемое милливольтметром, должно изменяться от величины, соответствующей нижнему

281

пределу шкалы прибора, до величины, соответствующей верхнему пределу шкалы.

Н а п р я ж е н и е н е п о с р е д с т в е н н о на о б м о т ­ к е р е о х о р д а и между концом обмотки и движком изме­ ряется тем же способом, что и в предыдущем случае, при помощи милливольтметра mV2 .

И з м е р е н и е с и л ы т о к а в н е р а з в е т в л е н н о й ч а с т и и з м е р и т е л ь н о й ц е п и п р и п о м о щ и м и л л и а м п е р м е т р а mAi. Миллиамперметр удобно вклю­ чать, отсоединив один из проводов сухого элемента от соответ­ ствующего зажима и включив миллиамперметр между зажимом и проводом сухого элемента с учетом полярности прибора. Диски батарейного реостата поворачивают вручную из одного крайнего положения в другое. Сила тока в цепи изменяется в некоторых

пределах, причем в эти пределы должна входить величина 6 ма (в потенциометрах типа ПС 3 ма), являющаяся обычно стандарт­ ной силой тока для неразветвленной части цепи измерительных схем электронных потенциометров. При этом следует учитывать сопротивление миллиамперметра, которое может достигать несколь­

ной катушкой RK (см. рис. 122) и сопротивлением стандартизации Яст измерение тока удобно провести, сняв компенсационную катушку с зажимов на панели и присоединив к этим зажимам провода от миллиамперметра. Таким образом, вместо компенса­ ционной катушки в ветвь моста оказывается включенным измери­

282

тельный прибор. Так как величина Як по сравнению с Я ст чительна, то выключение Як при измерении силы тока в ветви не имеет значения. Наоборот, в этом случае измерение даст более точный результат, так как будет уменьшена ошибка вследствие включения в цепь сопротивления миллиамперметра.

Для измерения силы тока в ветви с реохордом необходимо отпаять проводник от одной из двух катушек Ri или i ?4 (или отсоединить провод, идущий от одной из этих катушек к панели зажимов).

При изменении сопротивления батарейного реостата сила тока в ветви с Як должна изменяться в пределах, заключающих вели­ чину 2 ма, в ветви с реохордом — в пределах, заключающих 4 ма (в потенциометрах типа ПС — 1 п 2 ма).

И з м е р е н и е в е л и ч и н с о п р о т и в л е н и й и з м е ­ р и т е л ь н о й с х е м ы . При этом проверяется обычно сопро­ тивление как ветвей моста, так и отдельных элементов схемы. При измерении следует принять меры к устранению возможности ошибки вследствие шунтирования измеряемого сопротивления или части цепи каким-либо другим сопротивлением или цепью. Для этого один конец измеряемого сопротивления нужно отпаи­ вать от схемы, если нет другого способа разорвать цепь. Кроме того, при измерении сопротивлений нужно обязательно обесточить измерительную схему, отсоединив сухой элемент.

Определение неисправности в измерительной схеме (рис. 135) нужно всегда начинать с попытки стандартизировать ток. Если стандартизация не достигается, т. е. реверсивный двигатель при­ водит батарейный реостат в крайнее положение и продолжает вращаться, то следует измерить силу тока в неразветвленной части цепи миллиамперметром tnAi и определить изменения его при вращении батарейного реостата. При этом могут быть такие случаи.

1.Ток отсутствует. Это означает обрыв в измерительной цепи, чаще всего в неразветвленной ее части, т. е. в батарейном рео­ стате, монтажных проводах или на колодках зажимов. Неисправ­ ность легко обнаружить при помощи омметра, проверяя целость цепи по частям.

2.Ток в неразветвленной части цепи имеется п изменяется при вращении батарейного реостата, но величина его при этом остается меньше или больше 6 ма. В первом случае возможно уменьшение напряжения сухого элемента или наличие плохих контактов в измерительной цепи, во втором — замыкание в бата­ рейном реостате, в одном из сопротивлений измерительного моста или в схеме.

Во всех этих случаях перед началом поисков надо убедиться

вненормальной величине сопротивления измерительной цепи. Для этого отсоединяют сухой элемент от зажимов и к ним подклю­ чают омметр или мост, которыми измеряют сопротивление измери­ тельной цепи при крайних положениях дисков батарейного рео­

стата. Нормально это сопротивление при введенном реостате

283

должно быть около 300 ом, при выведенном — около 170 ом (для приборов типа ПС 600 и 370 ом).

3. Ток в неразветвленной части цепи изменяется в нормаль ных пределах, т. е. включает величину в 6 ма. Следует измерить ток в ветви компенсационной катушки миллиамперметром тАз и, если он изменяется в нормальных пределах (проходит через величину 2 ма), можно предполагать неисправность нормального элемента, отсутствие согласованности (синфазности) в работе реверсивного электродвигателя и остальных элементов схемы (т. е. направление вращения электродвигателя таково, что кине­ матический механизм передвигает ползунок реохорда не к точке баланса, а от нее), неисправность в переключателе П (неправильная регулировка пластин) или в электропрово­ дах.

Неисправность нормального элемента проще всего установить, заменив его другим, заведомо исправным. Отсутствие синфазности устанавливают так. Замечают, куда передвигаются стрелки при­ бора при крайних положениях батарейного реостата. Если ока­ жется, что при введенном реостате электродвигатель передвигает стрелки прибора в сторону одного предела, а при выведенном — в сторону другого предела, можно быть уверенным, что электро­ двигатель передвигает ползунок реохорда «от баланса», и неисправ­ ность устраняется переменой местами проводов входа электрон­ ного усилителя или выводов одной из обмоток реверсивного электродвигателя конденсаторного типа (если прибор с выходными трансформаторами, меняют местами провода сетевой обмотки ревер­ сивного электродвигателя).

При этом следует иметь в виду, что нарушение синфазности могло наступить только вследствие того, что при ремонте или про­ верке прибора провода были перепутаны или в прибор поставлен другой вибратор с иной полярностью, чем старый. Причину нару­ шения синфазности нужно постараться установить и устранить ее, включив провода так, как это было сделано при изготовлении прибора.

Когда признаков того, что двигатель ведет движок реохорда от точки баланса, нет, а при стандартной силе тока в измеритель­ ной цепи движок не останавливается, следует проверить, как изме­ няется напряжение на зажимах миллиамперметра mVi, к которым присоединяется электронный усилитель, при вращении батарей­ ного реостата (ключ стандартизации нажат). Интересен главным образом момент, когда ток в ветви с компенсационной катушкой равен стандартной величине (2 ма). Поэтому во время этой про­ верки полезно иметь миллиамперметр тАз включенным вместо компенсационной катушки. Тогда можно будет одновременно следить за изменениями тока, проходящего по сопротивлению Из, и напряжения па входе электронного усилителя.

Для измерения напряжения на зажимах к ним присоединяется милливольтметр пли лабораторный потенциометр. Последний следует установить на напряжение, равное нулю; тогда по откло­

284

нению стрелки гальванометра можно судить о наличии напряже­ ния небаланса и его полярности.

Если при изменении силы тока в цепи R г в таких пределах, которые включают 2 ма, напряжение небаланса не проходит через нуль, т. е. нет момента, когда оно отсутствует или если оно отсут­ ствует при всех положениях батарейного реостата, неисправность следует искать в переключателе стандартизации и в проводке той части измерительной схемы, которая относится к стандарти­ зации тока.

Когда напряжение небаланса изменяется по знаку, г. е. про­ ходит через пуль, это свидетельствует о том, что схема стандарти­ зации исправна и отсутствие остановки реверсивного электро­ двигателя есть следствие неисправности электронного усилителя или электродвигателя.

Если стандартизация тока происходит нормально, это является достаточной гарантией того, что токи в цепях измерительной схемы имеют нормальные значения. Тогда проверку схемы нужно начинать с измерения напряжения на входе электронного усили­ теля при замкнутых зажимах термопары (ключ стандартизации не нажат). Если напряжение при перемещении движка по обмотке реохорда изменяется правильно, нужно попробовать разомкнуть зажимы термопары. При размыкании напряжение на входе нульиндикатора должно псчезнуть. Наличие напряжения при разомк­ нутых зажимах термопары говорит о замыкании цепи термопары внутри прибора (неисправность конденсатора фильтра С ф , замы­ кание в проводке или на переключателе стандартизации П).

Когда напряжение на входе нуль-индикатора отсутствует, нужно проверить наличие напряжения милливольтметром тУг непосредственно на обмотке реохорда, между движком и концом обмотки. Таким образом легко установить, в какой части цепи пмеется нарушение схемы Т

При проверке измерительной схемы следует убедиться, что она ни в одной точке не соединяется с корпусом. Такое соединение непосредственно на работе измерительной схемы не отразится, но может отрицательно отразиться на работе всего прибора. Про­ верка производится при помощи мегомметра, высокоомного проб­ ника (например, с неоновой лампой) или в крайнем случае ом­ метра.

И з м е р и т е л ь н ы е с х е м ы у р а в н о в е ш е н н ы х м о с т о в переменного тока проверяются примерно в том же порядке, что и электронных потенциометров, с учетом особенно­ стей этих схем. Следует иметь в виду, что переменное напряжение, питающее измерительную схему, подается от силового трансфор­ матора электронного усилителя и снимается при выключении при­ бора из сети. Поэтому при проверке напряжений и токов в измери­ тельной схеме прибор не должен выключаться из сети. Чтобы можно было легко перемещать ползунок реохорда, нужно отсоеди-1

1 На стр. 174 приведена примерная схема последовательности проверки.

285

нить от соответствующего зажима один из концов сетевой обмотки реверсивного электродвигателя.

При проверке измерительной схемы моста переменного тока нужно производить следующие измерения.

1. Измерение переменного напряжения, подаваемого для пита­

вях моста миллиамперметром переменного тока. При этих измере­ ниях нужно следить за тем, чтобы в схему моста был включен термометр сопротивления или заменяющий его магазин сопроти­ влений. Сила тока в неразветвленной части цепи обычно бывает равна 10—20 ма, в ветвях силы токов примерно одинаковы.

3. Определение наличия напряжения небаланса на входе электронного усилителя при различных положениях движка реохорда или при различных величинах сопротивления магазина, соответствующих различным точкам шкалы прибора. В качестве индикатора удобно применять вольтметр переменного тока со шка­ лой 1 —1,5 в или электронный осциллограф.

4. Измерение величин сопротивлений, составляющих схему моста.

Вследствие простоты измерительной схемы моста нахожде­ ние неисправностей в ней обычно не представляет трудностей. Чаще всего происходят отпайки и замыкания проводов, обрывы в катушках сопротивлений, нарушение контакта и обрыв обмотки реохорда. После ремонта наблюдаются случаи отсутствия синфазности в работе реверсивного двигателя и измерительной схемы. Происходит это обычно в результате неправильного подключения входных проводов электронного усилителя или проводов питания измерительной схемы.

И е р е г р а д у и р о в к а э л е к т р о н н ы х п о т е н ц и о м е т р о в и м о с т о в

Переградуировка потенциометров состоит в изменении вели­ чины некоторых сопротивлений моста измерительной схемы так, чтобы падение напряжения на реохорде соответствовало характе­ ристике термопары в выбранных пределах измерения. Кроме того, если после переградуировки прибор должен работать с другой термопарой, необходимо изменить компенсационную катушку.

При переградуировке прибора изменяют величины сопроти­ влений Ri, R з п Ri. Сопротивление RK (см. рис. 122, а) заменяют только при изменении градуировки термопары. R5изменяют в ред­ ких случаях, если будет замечено, что после переградуировки чувствительность электронного потенциометра при стандартиза­ ции тока чрезмерна пли недостаточна. Остальные сопротивления измерительной схемы (У?2 , Rm, R$, г и R$. т) не изменяют.

Так как при переградуировке редко оказывается в наличии никелевый провод с нужным температурным коэффициентом, компенсационную катушку можно изготовить из медного провода

286

или имеющегося никелевого провода, температурный коэффициент которого известен.

В случае переградуировкп приборов на шкалы нормальных пределов, т. е. таких, когда разница между верхним и нпжнпм пределами шкалы составляет не менее 300° С, обычно бывает достаточно поставить компенсационную катушку с расчетным сопротивлением, чтобы получить удовлетворительные результаты.

В приборах узкопредельных подгонка сопротивления компен­ сационной катушки часто осуществляется путем практической проверки действия катушки и последующего изменения ее сопро­ тивления. Действие компенсационной катушки проверяется так. При двух значениях температуры катушки на вход электронного потенциометра подаются с лабораторного потенциометра напряже­ ния, равные э. д. с. термопары при определенной температуре горячего спая, соответствующей какой-нибудь точке шкалы, и температуре свободных концов, равной температуре катушки.

Если компенсационная катушка подобрана правильно, в обоих случаях показания электронного потенциометра будут одинако­ выми. Разница в показаниях может быть допущена не более 0,2% от диапазона шкалы при условии разности между температурой катушки при первом и втором измерениях в 10° С. Если разность температур больше, то допустимая погрешность соответственно увеличивается.

Эта разность температур должна быть возможно больше, тогда при проверке можно лучше определить действие катушки. Обычно измеряют при температуре катушки, равной комнатпой (18—20° С), и при 50—6СЕ С. Катушку нужно помещать в жид­ кость нужной температуры. Чтобы катушку можно было поместить в сосуд с жидкостью (маслом или чистой водой), к ее контактным лепесткам припаивают куски проводов такой длины, чтобы удобно было работать. Сечение провода должно быть не менее 1 мм2.

Если при переходе от более низкой температуры компенса­ ционной катушки к более высокой показания прибора увели­ чатся, это значит, что компенсационная катушка имеет слишком большое сопротивление (происходит «перекомпенсация») и его нужно уменьшить, а если показания прибора возрастут, то со­ противление нужно увеличить.

При проверке действия компенсационной катушки каждое измерение следует повторять несколько раз, чтобы избежать слу­ чайных ошибок. Перед каждым измерением ненужно забывать стандартизировать ток в измерительных цепях проверяемого прибора и лабораторного потенциометра. Для измерения темпе­ ратуры следует применять ртутный термометр, производить отсчет с точностью не ниже 0,2°.

При переградуировке электронного потенциометра на узкие пределы шкалы нужно тщательно изготовлять компенсационную катушку, подгонять остальные (манганиновые) катушки измери­ тельной схемы и налаживать электронный нуль-индикатор. После того как все сопротивления измерительного моста подогнаны,

287

нужно до разметки шкалы сделать перерыв в два-три дня, чтобы проверить, что шкала прибора «не уходит».

Для намотки катушек при изготовлении новых сопротивлений измерительной схемы нужно обязательно применять стабилизи­ рованный манганиновый провод.

Сопротивление, шунтирующее реохорд (7?з) и определяющее диапазон шкалы прибора, целесообразно расположить непосред­ ственно на реохорде, там же, где находится катушка сопротивле­ ния Яш. При этом отпадает необходимость в длинных соедини­ тельных проводах, сопротивление которых изменяется при изме­ нении температуры и может влиять на величину погрешности прибора.

Электронный усилитель и реверсивный двигатель должны быть также тщательно проверены и отрегулированы, так как при неболь­ ших пределах шкалы важно иметь высокую чувствительность электронного нуль-индикатора и малую величину помех на его входе. Последнее особенно важно, так как при наличии значи­ тельных помех показания прибора могут быть неустойчивыми.

При соблюдении всех изложенных правил удается получить электронные потенциометры, которые вполне устойчиво работают при диапазоне шкалы в 100° С (например, —50 -г +50° С ХК).

Н а л а д к а н у л ь - и н д и к а т о р о в э л е к т р о н н ы х п о т е н ц и о м е т р о в и м о с т о в

Наладка электронных нуль-индикаторов потенциометров со­ стоит в проверке исправности и приведении в работоспособное состояние в случае неисправности основных частей — источников питания, вибропреобразователя, усилителя напряжения, фазо­ чувствительного каскада, реверсивного электродвигателя.

Подробно порядок и способы проверки отдельных узлов элек­ тронного нуль-индикатора изложены в главе VII. Здесь будет указана наиболее рациональная последовательность проверки при­ менительно к электронному нуль-индикатору потенциометра или уравновешенного моста. На стр. 174 приведена примерная схема такой проверки.

Когда факт неисправности установлен, нужно прежде всего убе­ диться, что отказ вызван не одной из следующих простых причин:

1)отсутствие напряжения сети на первичной обмотке силового трансформатора;

2)неисправность одной из электронных ламп;

3)неисправность или нарушение регулировки вибратора. Наличие первой причины легко установить по отсутствию

накала ламп, второй и третьей — путем замены электронных ламп и вибратора заведомо исправными.

Когда установлено, что напряжение сети на усилитель подается, лампы и вибратор исправны, следует выяснить далее, в какой части электронного нуль-индикатора имеется неисправность — в усилителе напряжения или в фазочувствительном каскаде и реверсивном электродвигателе.

288

Для этого проще всею проверить исправность фазочувствительиого каскада, например подав на сетку его ламп переменное напряжение с цепи накала ламп, как это описано в § 6 главы VII. Если при этом окажется, что электродвигатель неправильно реа­ гирует на подачу переменою напряжения различных фаз на сетки ламп фазочувствительного каскада, то очевидна неисправность электродвигателя или каскада и они должны быть подвергнуты тщательной проверке.

В случае исправности фазочувствнтельного каскада нужно проверить усилитель напряжения. Проверку следует вести покаскадно, начиная с первого каскада. Последовательность про­ верки должна быть следующая:

1)установить наличие усиленного переменного напряжения сигнала в различных точках усилителя (например, на анодах триодов каждого каскада);

2)измерить коэффициент усиления каскадов; это следует сделать в том случае, если возникает предположение, что усиле­ ние каскадов или одного из них резко занижено;

3)проверить режим того каскада, который не работает или имеет пониженный коэффициент усиления.

Одной из причин нарушения режима каскада может быть не­ исправность источников питания, чаще всего выпрямителя. Если нарушен режим всех каскадов одновременно, это наиболее вероят­ ная причина.

Порядок п способы проверки каскадов усилителя напряже­ ния и источников питания усилителя подробно изложены в § 4 главы VII.

Отсутствие прибора (осциллографа, лампового вольтметра), позволяющего обнаружить наличие усиливаемого переменного напряжения и измерить коэффициент усиления каскада, т. е. позволяющего убедиться в его полной исправности, значительно осложняет процесс обнаружения неисправностей. В этом случае приходится ограничиваться измерением величин, характеризую­ щих режим каскадов: напряжения на электродах ламп и силу тока в их анодных цепях. При нормальном режиме каскада полезно убедиться, что изменение напряжения па сетке каскада изменяет силу анодного тока. Напряжение на сетке проще всего изменить, замкнув на корпус цепь сетки данного каскада. Анодный ток этого каскада тогда должен возрасти примерно вдвое. Это в ка­ кой-то степени свидетельствует о работоспособности каскада.

Если будет установлено, что усилитель напряжения работает нормально, то единственным местом, где может быть неисправ­ ность, является входная часть электронного нуль-ипдикатора, В электронных потенциометрах эта часть включает входной транс­ форматор II вибратор, в электронных мостах переменного тока — обычно только электрические провода, соединяющие вход уси­ лителя напряжения с мостовой схемой.

Приведенная последовательность проверки обычно приме­ няется, когда электронный нуль-индикатор вообще не работает.

Когда же он работает, но не обеспечивает некоторых параметров, то в зависимости от внешних проявлений неисправности направле­ ние поисков может быть изменено так, чтобы сократить время, затрачиваемое на обнаружение неисправности. Нужно сказать, что такие повреждения, которые только ухудшают качество работы прибора, обычно бывает значительно труднее обнаружить

В зависимости от внешних признаков неисправности можно рекомендовать следующую последовательность проверки отдельных

н о г о д в и г а т е л я . Это может быть результатом самых раз­ нообразных неисправностей во всех частях нуль-индикатора. Последовательность проверки, учитывающая вероятность местона­ хождения неисправности, можно рекомендовать такую: лампы, вибропреобразователь, усилитель напряжения, фазочувствитель­ ный каскад, реверсивный двигатель (РД). Проверку усилителя напряжения следует начинать с измерения коэффициентов уси­

время прохождения шкалы в зависимости от того, идет ли стрелка прибора от нуля к максимуму или наоборот. Наиболее вероятной причиной в данном случае является нарушение регулировки вибратора. Реже причиной являются несимметричный режим фазочувствительного каскада и неисправность РД и конденса­ торов.

Наличие неисправности в усилителе напряжения менее ве­ роятно.

Рациональный порядок проверки следующий: проверка регу­ лировки вибратора, замена ламп фазочувствнтельного каскада,

статок бывает заметен при проверке электронного потенциометра лабораторным потенциометром или при переключении с одной термопары на другую многоточечных приборов.

Наиболее вероятными причинами этого является возрастание сопротивления утечки сетки фазочувствительного каскада или одного из каскадов усилителя напряжения, а также нарушение режима одного из каскадов.

4. Б ы с т р о е в р а щ е н и е РД п р и з а к о р о ч е н ­ н о м в х о д е э л е к т р о н н о г о у с и л и т е л я . Это происходит вследствие наличия переменного напряжения па сетках фазочувствительного каскада при отсутствии напряжения на входе нуль-индикатора или вследствие несимметричной работы плеч фазочувствнтельного каскада.

290