книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

Повреждение может быть в любой части нуль-индикатора. Наиболее вероятная причина — неисправность фазочувствительного каскада, реже причиной служат повреждения входной части нуль-индпкатора, еще реже — неисправности усилителя напряже­ ния.

Проверку следует начинать с выяснения, в какой именно части нуль-индикатора находится неисправность. Это делается поочеред­ ным замыканием на корпус сеток фазочувствительного каскада и сетки первой лампы. Если после замыкания сеток фазочувстви­ тельного каскада вращение РД прекратится или сильно замед­

продолжается, то, очевидно, нарушена работа фазочувствптельного каскада.

Если при замыкании на корпус сетки первой лампы вращение прекращается, значит усилитель напряжения исправен и наоборот. Если усилитель напряжения исправен, единственной причиной остается повреждение входной части. При этом следует помнить, что наличие большого уровня помех («наводок») на входе нуль-ин- дикатора может быть следствием неисправностей в других узлах усилителя, например в силовом трансформаторе.

§ 4. Основные типы электронных потенциометров, уравновешенных мостов и нндукционпых приборов

В настоящее время промышленностью изготовляется значи­ тельное число электронных потенциометров, мостов и индукцион­ ных приборов различных типов. Отличаются друг от друга при­ боры различных типов одного вида главным образом конструк­ цией и габаритными размерами, что связано с различным назна­ чением их.

В последние годы наметилась тенденция к сокращению габарит­ ных размеров контрольно-измерительной аппаратуры массового применения. Это связано с увеличением количества приборов, применяемых в производственных процессах, и трудностями, вы­ званными необходимостью размещения на щитах приборов нормаль­ ных габаритных размеров. Дальнейшее развитие этой тенденции — создание бесшкальных приборов — датчиков, имеющих выход непосредственно на регуляторы, а также на регистраторы, осу­ ществляющие избирательную регистрацию показаний большого числа приборов — датчиков, отмечая лишь отклонения от нор­ мальных режимов.

В нашу задачу не входит описание конструкций различных типов приборов. Такие описания приводятся в заводских инструк­ циях и каталогах. Ниже будут отмечены основные отличия между отдельными группами приборов и их назначение, а также рассмотрены особенности электрических схем приборов отдель­ ных типов и приведены монтажные схемы электронных усилите­ лей потенциометров.

По конструкции приборов электронные потенциометры, мосты

ииндукционные приборы можно разделить на три группы:

1)автоматические показывающие приборы;

2)автоматические самопишущие приборы с дисковой диаграм­

мой;

3)автоматические самопишущие приборы с ленточной диа­ граммой.

Втабл. 9 показано распределение электронных приборов раз­ личных типов в зависимости от их конструктивных особенностей.

Приборы с цилиндрическим вращающимся циферблатом позво­ ляют наблюдать, сигнализировать и регулировать одну величину или наблюдать поочередно 6 или 12 величин. К малогабаритным относятся приборы, имеющие размеры 332 X 457 X 237 мм.

Приборы с дисковой диаграммой позволяют наблюдать, реги­ стрировать и регулировать одну величину. Их нормальные габа­ ритные размеры 420 X 292 X 506 мм.

Приборы с ленточной диаграммой позволяют наблюдать, ре­ гистрировать и регулировать одну величину или регистрировать несколько величин. Наибольшее распространение имеют при­ боры, имеющие нормальные габаритные размеры (507 X 387 X X 483 мм) и малогабаритные (360 X 404 X 275 мм).

Принципиальные электрические схемы приборов разных ти­ пов одного вида очень мало отличаются одна от другой в части

292

измерительных схем и электронных усилителей. Много сходного

ив конструкции основных узлов. Реверсивный двигатель (РД-09)

ивибратор одинаковы у всех приборов. Во всех приведенных

приборах используются электронные усилители около десяти раз­ личных типов. Каждый из усилителей применен в нескольких приборах. Основные электронные усилители следующие:

1)усилитель нормальных габаритных размеров УЭ-109 (УЭ-119), для потенциометров и уравновешенных мостов постоян­ ного тока (применен в приборах ЭПВ-01, ЭМВ-11, ЭПД. ЭМД-102, ЭПП-09, ЭМП-109);

2)усилитель нормальных габаритных размеров УЭ-219 для уравновешенных мостов переменного тока (применен в приборах ЭМВ-21, ЭМД-202, ЭМП-209);

3)усилитель нормальных габаритных размеров УЭ-249 для индукционных приборов (примепен в приборах ЭПИД, ЭПВИ-14);

4)малогабаритный усилитель типа УЭМ-109 (УМ-109) для потенциометров и уравновешенных мостов постоянного тока

(примепен в приборах ПС, ПСР, МС и МСР постоянного тока);

5)малогабаритный усилитель УЭМ-239 (УМ-239) для уравно­ вешенных мостов переменного тока (применен в приборах МС и МСР переменного тока);

6)малогабаритный усилитель типа УЭМ-249 (УМ-249) для индукционных приборов (применен в приборах ДС и ДСР).

Вторичные приборы электронных потенциометров и уравно­ вешенных мостов, кроме своего прямого назначения — измере­ ния температуры посредством термопар и термометров сопро­

тивлений, очень часто используются и для измерения других величин, которые предварительно могут быть преобразованы в постоянное напряжение или омическое сопротивление. Часть электронных потенциометров выпускается со шкалами, градуиро­ ванными в единицах напряжения (мв).

О с о б е н н о с т и 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

в 1 сек., имеют электронный усилитель типа УЭ-119, а приборы с пробегом каретки в 2,5 и 8 сек. — усилитель УЭ-109.

В усилителе УЭ-119 для достижения быстродействия умень­ шены переходные емкости, применены более мощные лампы в фазо­ чувствительном каскаде (6П6С) и введено устройство для полу­ чения отрицательной обратной связи пропорциональной скорости вращения ротора РД. Последние необходимы для успокоения ка­ ретки прибора, т. е. для устранения большого «выбега» ее у точки баланса и колебания у этой точки.

На рис. 136 приведена принципиальная схема электронного усилителя типа УЭ-119, на которой указаны нормальные величины

293

режимов основных ценен усилителя. На рис. 137 приведена прин- циппально-монтажная схема усилителя УЭ-109 (нумерация дета­ лей та же, что и на схеме рис. 136).

Рис. 135. Принципиальная схема электронного усилителя типа УЭ-119.

О с о б е н н о с т и с х е м ы м а л о г а б а р и т н о г о э л е к т р о н н о г о п о т е н ц и о м е т р а т и п а ПС

Малогабаритные потенциометры ПС н мосты МС выпускаются однозаппсные п многозаписные на 2, 3, 6 и 12 точек измерений. На рис. 138 приведена принципиальная электрическая схема однозаписного электронного потенциометра типа ПС, на которой обозначены нормальные величины режимов основных цепей.

■Измерительная схема прибора имеет некоторые особенности. Стандартная сила тока в ветви с реохордом принята равной 1 ма, а общий ток 3 ма. В связи с этим величины сопротивлений в ветви с реохордом соответственно увеличены. В измерительной схеме имеется устройство, которое позволяет контролировать исправ­ ность потенциометра. При нажатии кнопки К закорачиваются линия термопары и сопротивление компенсации температуры холодных спаев Яш, сопротивление начала шкалы RH шунти­

руется сопротивлением R ". Величины сопротивлений R' и R ” подбирают так, чтобы в исправном приборе стрелка останавлива­ лась на начальном делении шкалы. Сопротивления гн и гп служат для подгонки начала шкалы н пределов измерения.

294

I ’ I I C . 137. Принцншгалыго-монтажная схема электронного усилителя УО-Ю9.

(Обозначения деталей и выводов трансформаторов см. рис. 136).

Схема усилителя УМ-109 также значительно отличается от усилителя УЭ-109. В малогабаритном усилителе УМ-109 исполь­ зованы пальчиковые лампы — двойные триоды 6Н2П (усилитель напряжения) и 6Н1П (фазочувствительный каскад). В приборах с временем пробега каретки 2,5 сек. в фазочувствительном кас­ каде применяются лампы типа 6Н6П. Приборы с усилителем УМ-109 рассчитаны на питание от сети напряжением 127 н 220 в без разделительного трансформатора.

выход

Рис. 139. Принципиально-монтажная схема электронного усилителя УМ-109.

(Обозначения и нумерацию выводов обмоток см. рис. 138).

До 1959 г. потенциометры ПС выпускались с электронными усилителями типа УЭМ-109, схема которых имеет следующие особенности: выпрямитель анодного питания построен по мостиковой схеме с селеновыми столбиками, второй триод Л2 использо­ ван для усиления сигнала скоростной обратной связи, второй кас­ кад усиления напряжения охвачен отрицательной обратной связью, осуществляемой через двойной T-образный фильтр RC, настроенный на частоту 50 гц. Однако практика эксплуатации этих приборов показала, что усилителем УЭМ-109 с его сложной схемой не достигается надежная работа, и он был заменен модерни­ зированным усилителем УМ-109, построенным по обычной схеме и имеющим более удачную конструкцию. В этом усилителе в филь­ тре анодного питания применены, как и в У ЭМ, бумажные конден­ саторы емкостью 2 мкф (Се, С7, Cs). Это повысило надежность усилителя, хотя пульсация па С7 достигает 25 мв. Последнее обстоятельство при обычном использовании усилителя значения не имеет.

297

На рис. 139 приведена цринцшшалыю-монтажная схема элек­ тронного усилителя УМ-109.

Как пример использования ПТ в контрольно-измерительных приборах на рис. 140 приведена схема автоматического самопишу­ щего потенциометра с полупроводниковым усилителем типа УПД, разработанная одним из конструкторских бюро.

Усилитель переменного напряжения состоит из пяти каскадов на ПТ типа П13А, включенных по схеме с непосредственной связью. Выходной двухтактный каскад, работающий в режиме класса В, построен на двух ПТ типа П313 и нагружен на управляющую обмотку реверсивного двигателя РД-09П. Осо­

Основные параметры полупроводникового усилителя УПД превосходят аналогичные параметры усилителей на электронных лампах типа УЭ и УЭМ прп значительно меньших размерах и весе.

§5. Бесшкальные приборы — датчики для измерения температуры

Внастоящее время в схемах контроля и автоматизации в широ­ ких масштабах начинают применять бесшкальные приборы — дат­ чики, выходной параметр которых (сила тока пли давление воздуха) пропорционален величине контролируемого параметра. Такие приборы очень удобны для применения в схемах автоматического регулирования.

Датчики для измерения температуры применяются двух раз­ личных систем. Первая отличается от обычных систем автоматиче­ ских потенциометров только отсутствием указывающих и реги­ стрирующих механизмов и наличием устройств, преобразующих изменение положения ползунка реохорда в соответствующее изменение силы тока или давление воздуха. Вторая система пред­ ставляет собой электронную схему, преобразующую э. д. с. термопары (или другого источника) в пропорциональный выход­ ной ток. Далее этот ток (в случае необходимости) при помощи электропневмопреобразователя преобразуется в пропорциональное давление воздуха. Приборы этой системы не имеют движущихся частей н характеризуются большой надежностью, малой постоян­ ной времени и небольшими габаритными размерами.

Есть основанпя предполагать, что в ближайшие годы бесшкаль­ ные приборы — датчики второй системы — составят основную массу приборов, применяемых при автоматическом регулировании температуры и других технологических параметров производ­ ственных процессов.

В настоящее время разработано несколько бесшкальных при­ боров — датчиков для измерения температуры. Ниже дается краткое описание одного из них.

299

Э л е к т р о н н о - п н е в м а т и ч е с к и й д а т ч и к т е м п е р а т у р ы ЭДТ-2

Прибор предназначен для преобразованпя э. д. с. термопары в пропорциональное давление сжатого воздуха от 0,2 до 1 кГ/см2. Может использоваться в качестве датчика при работе в комплекте с автоматической унифицированной системой (АУС) или с регистри­ рующими, показывающими и сигнализирующими пневматическими или электронными приборами, а также с электронными регуля­ торами.

Прибор, разработанный СКВ АНН, состоит из электронного преобразователя типа ЭК-15, электропневмопреобразователя типа ПЭП-2 и стандартного компенсатора температуры холодных спаев термопар типа ТКТ-1. Конструктивно узлы прибора представляют отдельные блоки, смонтированные в общем корпусе.

Электронный преобразователь преобразует э. д. с. термопары в строго пропорциональный по величине постоянный выходной ток, причем при изменении э. д. с. от величины, соответствующей нижнему пределу шкалы, до величины, соответствующей верх­ нему пределу, выходпой ток изменяется от 0 до 15 ма.

Электропневмопреобразователь состоит нз электронного пре­ образователя ЭК-15, магнитоэлектрического реле втяжного типа, преобразующего выходной ток в пропорциональное механическое усилие, и пневмопреобразователя, создающего выходное давление воздуха, пропорциональное усилию на его рычаге.

На рис. 141 приведена принципиальная схема электронного преобразователя ЭК-15. Он работает на принципе статической компенсации измеряемой величины. На вход подается напряжение г/вх, являющееся суммой э. д. с. термопары Т и напряжения, развиваемого компенсатором ТКТ-1. Напряжение UBX пропорцио­ нально измеряемой температуре, оно сравнивается с напряжением UK, падением напряжения на сопротивлении Ri, по которому протекает весь выходной ток преобразователя / вых. Постоянное напряжение небаланса UBo подается на вход электронного уси­ лителя. Схема преобразования напряжения UBo в переменное п усиление его не отличается от аналогичных схем обычных элек­ тронных усилителей автоматических потенциометров. Преобра­ зование осуществляется при помощи вибратора Вб и входного трансформатора Трх обычного типа. Переменное напряжение уси­ ливается тремя каскадами (Jh и левым триодом Лг).

Усиленное переменное напряжение Uy, пропорциональное Рио, подается на сетку правого триода Л2 , являющегося фазочувствптельпым выпрямителем. Анод этого триода питается перемен­ ным напряжением от обмотки силового трансформатора Тря. Постоянная составляющая анодного тока проходит по сопроти­ влению R1 1 и создает на нем падение напряжения, запирающее лампу Ля. В зависимости от полярности UBQ переменное напряже­ ние Uу либо совпадает по фазе с напряжением анода, либо противо­ положно ему. В первом случае наличие переменного напряжения

300