Site Loader

Назначение, устройство и принцип действия логометров

Назначение, устройство и принцип действия логометров

Категория:

Приборы для измерения температуры


Назначение, устройство и принцип действия логометров

Логометры применяют для измерения температуры в комплекте с Термопреобразователями сопротивлений. При наличии дополнительных устройств они могут осуществлять измерение, запись, регулирование и сигнализацию температуры. Применение логометров наиболее целесообразно при измерении низких минусовых (от -200 °С) и невысоких плюсовых температур (до +500 °С), так как в данном случае они обладают большой надежностью по сравнению с милливольтметрами. Принципиальная схема пирометрического логометра показана на рис. 1.

Пирометрические логометры являются магнитоэлектрическими приборами и состоят из измерительного механизма и измерительной схемы.

Измерительный механизм логометра состоит из двух жесткосвязанных между собой скрещенных рамок, вращающихся на одной оси в магнитном поле постоянного магнита. Воздушный зазор между полюсами магнита и сердечником 4 сделан неравномерным, в результате чего магнитная индукция в воздушном зазоре между ними будет непостоянная. Наибольшее значение магнитная индукция будет иметь у середины полюсных наконечников, наименьшее — в зазоре у краев.

Рамки логометров изготовляют из тонкой медной проволоки и соединяют таким образом, чтобы их вращающиеся моменты М1 и М2 были направлены навстречу друг другу. Подвод тока к рамкам осуществляется по трем спиральным пружинам с очень малым противодействующим моментом.

Измерительная схема логометра состоит из двух параллельных цепей (плеч), питаемых от источника постоянного тока.

Действие прибора основано на измерении отношения токов, проходящих в двух параллельных цепях, питаемых от постороннего источника тока, в каждую из которых включено по одной рамке. Таким образом, ток от источника питания, разветвляясь, проходит по двум цепям: через сопротивление R и обмотку одной рамки, через термопреобразователь сопротивления Rt и обмотку Другой рамки. Значение этих токов обратно пропорционально сопротивлениям плеч логометра. Токи, проходящие по соответствующим рамкам, создают вращающие моменты Mi и М2, действующие на рамки в противоположных направлениях. При равенстве сопротивлений в плечах, токи в них будут равны, а следовательно, вращающие моменты Мх и М2 тоже равны и подвижная система находится в равновесии.

Рис. 1. Принципиальная схема логометра

При увеличении сопротивления датчика (за счет его нагревания) величина тока в рамке R2 уменьшится, а вместе с этим уменьшится и момент, создаваемый этой рамкой М2

Равенство моментов нарушится и подвижная система логометра начнет поворачиваться в сторону действия большого момента. Таким образом, рамка R1, по которой протекает теперь больший ток, попадает в область более слабого магнитного поля, что ведет к уменьшению момента, а рамка R2, наоборот, начинает входить в область более сильного магнитного ноля, что ведет к увеличению момента М2.

Новое равновесие подвижной системы прибора наступит, когда вращающие моменты рамок сравняются. Следовательно, различным температурам сопротивления датчика будут соответствовать различные углы поворота рамок, зависящие от отношения величины токов, проходящих в рамках.

Так как цепи обеих рамок питаются от одного источника тока, то значительные колебания его напряжения не оказывают существенного влияния на показания лого метра. Однако при большом понижении напряжения возрастает влияние упругости спиральных пружин, подводящих ток к рамкам и сил трения при перемещении подвижной системы, а при увеличении напряжения происходит нагрев током обмотки термометра и рамок прибора, вызывающий изменение соотношения токов в цепях логометра. Исходя из этого отклонение напряжения источника питания логометров не должно превышать ±20 % номинального значения. Для компенсации изменения сопротивления соединительных проводов при колебании температуры окружающей среды предусмотрен третий провод сd.

При трехпроводной схеме сопротивления проводов а и б оказываются включенными в различные цепи измерительной схемы и изменение сопротивления этих проводов, вызванные внешними условиями, взаимно компенсируются.

Для проверки исправности логометров и правильности подгонки сопротивлений соединительных проводов, приборы снабжают контрольным сопротивлением. При включении в измерительную схему прибора контрольного сопротивления вместо датчика, стрелка логометра при правильно подогнанном сопротивлении соединительных проводов должна установиться против контрольной красной отметки на шкале прибора.


Реклама:

Читать далее:

Назначение, устройство и принцип действия милливольтметров узкопрофильных со световым указателем

Статьи по теме:

  • Монтаж электронных мостов и потенциометров
  • Монтаж магнитоэлектрических логометров
  • Монтаж пирометрических милливольтметров
  • Монтаж термопреобразователей сопротивления
  • Монтаж термоэлектрических преобразователей

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

2.

Назначение, устройство и принцип действия логометров

Логометры применяют для измерения температуры в комплекте с термопреобразователями сопротивлений. При наличии дополнительных устройств они могут осуществлять измерение, запись, регулирование и сигнализацию температуры. Применение логометров наиболее целесообразно при измерении низких минусовых (от -200 °С) и невысоких плюсовых температур (до +500 °С), так как в данном случае они обладают большой надежностью по сравнению с милливольтметрами.

Измерительная схема логометра состоит из двух параллельных цепей (плеч) , питаемых от источника постоянного тока 3.

Действие прибора основано на измерении отношения токов, проходящих в двух параллельных цепях, питаемых от постороннего источника тока, в каждую из которых включено по одной рамке. Таким образом, ток от источника питания, разветвляясь, проходит по двум цепям: через сопротивление R и обмотку одной рамки, через термопреобразователь сопротивления и обмотку другой рамки.

Значение этих токов обратно пропорционально сопротивлениям плеч логометра. Токи /j и /г, проходящие по соответствующим рамкам, создают вращающие моменты Ml и Мг, действующие на рамки в противоположных направлениях. При равенстве сопротивлений в плечах, токи в них будут равны, а сле довательно, вращающие моменты Mi и Мг тоже равны и подвижная система находится в равновесии. Для проверки исправности логометров и правильности подгонки сопротивлений соединительных проводов, приборы снабжают контрольным сопротивлением. При включении в измерительную схему прибора контрольного сопротивления вместо датчика, стрелка логометра при правильно подогнанном сопротивлении соединительных проводов должна установиться против контрольной красной отметки на шкале прибора.

11. Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и практику автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств.

Объект управления — система, в которой происходит подлежащий управлению процесс. Взаимодействие с ОУ происходит через входы (которые являются причинами появления процессов в ОУ) и выходы (которые являются процессами — следствиями)

Управление — процесс на входе объекта управления, обеспечивающий такое протекание процесов на выходе объекта управления, которое обеспечивают достижение заданной цели управления.

Цель — желаемое поведение процессов на выходе объекта управлениия.

Объекты:

  • управляемые

  • неуправляемые

Система автоматического управления (САУ) включает в себя объект управления и устройство управления.

Устройство управления — совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление входами объекта управления.

Регулирование — частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одного или нескольких выходов объекта управления.

Регулятор — преобразует ошибку регулирования ε(t) в управляющее воздействие, поступающее на объект управления.

Задающее воздействие g(t) — определяет требуемый закон регулирования выходной величины.

Ошибка регулирования ε(t) = g(t) — y(t), разность между требуемым значением регулируемой величины и текущим её значением. Если ε(t) отлична от нуля, то этот сигнал поступает на вход регулятора, который формирует такое регулирующее воздействие, чтобы в итоге с течением времени ε(t) = 0.

Возмущающее воздействие f(t) — процесс на входе объекта управления, являющийся помехой управлению.

Системы автоматического управления:

  • разомкнутые

  • замкнутые

Рис. 1.2. Основные принципы управления

УУ — управляющее устройство; ОУ — объект управления;

И — измеритель возмущения; К — корректирующее устройство.

12. Автоматической системой регулирования (АСР) называется совокупность объекта регулирования и регулятора, взаимодействующих между собой (В.Л.Петров). Технологическая установка, в которой необходимо осуществить регулирование того или иного параметра, называется объектом регулирования. Регулирование автоматическое — разновидность автоматического управления: автоматическое поддержание постоянства или изменение по требуемому закону некоторой физической величины, характеризующей управляемый процесс (БЭС). Регулятор автоматический – устройство (или комплекс устройств) в системе автоматического регулирования, которое вырабатывает воздействие на объект в соответствии с требуемым законом регулирования (БЭС, 2000 г)

Рис. 1 Структурная схема АСР

yт – текущее значение регулируемой величины; uз – заданное значение регулируемой величины; zв – возмущающее воздействие; xр – регулирующее воздействие; xр=yт-uз

Для объектов управления (регулирования) различают величины входные xр, zв и выходные yт. Под входными величинами объектов химической технологии понимают изменение расхода вещества, его состава, количество подаваемого тепла и т.п. К выходным величинам относятся температура вещества, его уровень в аппарате, давление, концентрация, влажность и др.

13. Манометрический термометр (рис. 1) состоит из термобаллона 1,

к апиллярной трубки 2 и манометра 3. Термобаллон 1 погружается в среду с измеряемой температурой. При изменении температуры изменяется давление рабочего вещества. По капилляру это давление передаётся на трубчатую манометрическую пружину, от которой через передаточный механизм приводится в действие стрелка или перо прибора.

Рис.1. Манометрический термометр

В зависимости от вида рабочего (термометрического) вещества, заполняющего термосистему, манометрические термометры делятся на газовые, жидкостные и конденсационные. В газовых манометрических термометрах в качестве рабочего вещества используется обычно азот. Приделы измерения от -200 до 600°C. Шкала приборов равномерная. Длина капиллярной трубки составляет 1,6 – 40 м. В жидкостных манометрических термометрах термосистема заполнена силиконовыми жидкостями. Вследствие возможности возникновения дополнительной температурной погрешности длина капилляра этих термометров меньше, чем газовых и составляет 0,6 – 10 м. Приделы измерения от -50 до 300° С. В конденсационных манометрических термометрах рабочим веществом являются низкокипящие органические жидкости (ацетон, оррион, хлористый метил и др.). Термобаллон конденсационных термометров на 2/3 заполнен рабочей жидкостью, над которой находится образующийся из неё насыщенный пар. Длина капилляра достигает 25 м. Предел измерения от -25 до 300° С. Конденсационные термометры имеют неравномерную (сжатую в начале) шкалу, что обусловлено нелинейной зависимостью давления насыщенного пара от его температуры.

Достоинствами манометрических термометров всех видов являются взрыво — и пожаробезопастность, простота конструкции и обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи температуры. К их недостаткам относятся невысокая точность измерения, большие размеры термобалона (длина до 500 мм, диаметр до 20 мм), значительная инерционность.

14. Многоконтурные системы образуются из нескольких взаимозависимых замкнутых контуров регулирования. Многоконтурные системы, а также системы с неустойчивыми звеньями могут оказаться в разомкнутом состоянии неустойчивыми. Многоконтурная система в отличие от многомерной имеет одну выходную координату, хотя дополнительные координаты также подвергаются измерению и с помощью дополнительных обратных связей образуют контуры ( фиг. Остаточные изменения магнитных свойств сплавов после воздействия.| Влияние нейтронного облучения на харак. Многоконтурные системы ( рис. 8.15, и, к) используются для построения магнитных логических и переключающих элементов. Пластинки с большим количеством отверстий ( рис. 8.15, л) из феррита с ППГ используются для замены отдельных тороидальных магнитопроводов при создании магнитных запоминающих устройств. С целью устранения трансформаторной связи между обмотками применяются магнитопроводы по рис. 8.15, м-о. Многоконтурная система приводится к эквивалентной одноконтурной выявлением наличия параллельных передаточных функций. Коррекция логарифмической амплитудной характеристики внутренней обратной связью. Многоконтурные системы ( см. также стрелки) или назад, но так, чтобы точка съема § 3 — 18, в частности, табл. 3 — 2, § 4 — 24 и § 4 — 25 не прошла суммирующую точку. Многоконтурные системы, составленные из неминимально-фазовых звеньев. Многоконтурные системы связанного регулирования в свою очередь могут быть распределены на ряд подгрупп. Многоконтурные системы связанного регулирования, в свою очередь, распределяют на подгруппы. Если технологический процесс характеризуется лишь одной главной и одной или несколькими вспомогательными ( промежуточными) регулируемыми величинами и управляется одним регулятором главной величины и взаимосвязанным с ним одним или несколькими вспомогательными регуляторами, то такую многоконтурную систему называют системой каскадно-связанного регулирования. Многоконтурные системы связанного регулирования процесса обработки будут являться самонастраивающимися системами регулирования процесса обработки, при создании которых необходимо рассматривать не только геометрическую сторону процесса, но и физические параметры режима обработки. Многоконтурными системами называются системы авторегулирования, в которых для улучшения качества переходного процесса два или более регулирующих приборов включаются последовательно или параллельно. Многоконтурной системой автоматического регулирования называется такая, в которой имеется более одной замкнутой цепи воздействия. Система состоит из регулируемого объекта и одного или нескольких автоматических регуляторов. Существуют многоконтурные системы, в которых регулируется более чем два параметра, например паровые котлы.

Каскадные схемы регулирования. Среди многоконтурных систем наиболее распространены каскадные АСР и АСР с промежуточным исчезающим импульсом; настройка этих систем может быть определена расчетными методами.

15. Исполнительный механизм (ИМ) представляет собой приводную часть исполнительного устройства.  Исполнительные механизмы делятся на электрические, пневматические и гидравлические.  Все электрические ИМ, в свою очередь, можно разделить на две группы:

Регулирующий орган (РО) представляет собой звено исполнительного устройства, предназначенное для изменения каких-либо параметров (например, расхода жидкости) при регулировании режима работы объекта.  Наибольшее распространение получили дроссельные регулирующие органы — клапаны и заслонки.  При двухпозиционном регулировании (открыто-закрыто) затвор регулирующего органа быстро перемещается в одно из крайних положений.  В этом случае регулирование параметра рабочей среды осуществляется за счет соотношения между промежутками времени, когда регулирующий орган закрыт или открыт.  При непрерывном регулировании пропускная способность регулирующего органа определяется степенью его открытия.   Регулирующие органы характеризуются многими параметрами, основными из которых являются: максимально допустимое давление на входе в РО, минимальный расход среды, перепад давления на РО, расход через полностью открытый клапан. Подбор РО осуществляется по перечисленным параметрам. 

16. В регуляторах прямого действия усилие для перемещения регулирующего органа развивается самой измерительной системой (т.е. чувствительным элементом) при отклонении регулируемой величины от заданного значения. Они имеют определенные преимущества по сравнению с регуляторами непрямого действия: автономны, не имеют искрообразающих элементов, надежны, просты в изготовлении, монтаже, ремонте, не требуют высококвалифицированного обслуживания и особых наблюдений за их работой, но имеют и существенные недостатки: усилие, развиваемое чувствительным элементом, ограничено и недостаточно для перемещения крупных регулирующих органов; обратная реакция на чувствительный элемент понижает его чувствительность; не позволяет осуществлять дистанционное управление регулирующими органами, также не могут формировать сложные законы регулирования. Все эти недостатки регуляторов прямого действия ограничивают их применение и они используются только для автоматического регулирования невысокой температуры и давления газов и жидкостей, уровня жидкостей, соотношения расходов газов, расхода сыпучих материалов.

Эти регуляторы осуществляют только два закона регулирования: пропорциональный и интегральный.

Приборы для измерения температуры самолета

Биметаллические датчики температуры прямого считывания часто используются в легких самолетах для измерения температуры атмосферного воздуха или температуры наружного воздуха (OAT). В этом приложении собирающий зонд выступает через лобовое стекло самолета и подвергается воздействию атмосферного воздуха. Свернутый конец биметаллической полоски в головке прибора находится прямо внутри лобового стекла, где его может прочитать пилот. [Рисунки 1 и 2]

9Рис. 2. Биметаллический датчик температуры наружного воздуха и его установка на легком самолете Путем калибровки циферблата манометра с трубкой Бурдона по температурной шкале он может показывать температуру. Основой для работы является постоянное расширение пара, производимого летучей жидкостью в замкнутом пространстве. Это давление пара изменяется непосредственно с температурой. При заполнении чувствительной колбы такой летучей жидкостью и подключении ее к трубке Бурдона трубка вызывает индикацию повышения и падения давления пара из-за изменения температуры. Калибровка циферблата в градусах Фаренгейта или Цельсия, а не в фунтах на квадратный дюйм, обеспечивает показание температуры. В датчике этого типа чувствительная колба размещается в области, в которой необходимо измерить температуру. Длинная капиллярная трубка соединяет грушу с трубкой Бурдона в корпусе прибора. Узкий диаметр капиллярной трубки гарантирует, что летучая жидкость будет легкой и останется в основном в колбе датчика. Температуру масла иногда измеряют таким образом.

Индикация электрического измерения температуры

Использование электричества для измерения температуры очень распространено в авиации. Следующие системы измерения и индикации можно найти на многих типах самолетов. Определенные диапазоны температур лучше измерять тем или иным типом системы.


Термометр электрического сопротивления

Основными частями электрического термометра сопротивления являются показывающий прибор, термочувствительный элемент (или колба), соединительные провода и штепсельные разъемы. Термометры электрического сопротивления широко используются во многих типах самолетов для измерения температуры воздуха в карбюраторе, масла, температуры атмосферного воздуха и многого другого. Они используются для измерения низких и средних температур в диапазоне от –70 °C до 150 °C.

Для большинства металлов электрическое сопротивление изменяется при изменении температуры металла. По этому принципу работает термометр сопротивления. Как правило, электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры. Различные сплавы имеют высокий коэффициент термостойкости, что означает, что их сопротивление значительно зависит от температуры. Это может сделать их подходящими для использования в устройствах измерения температуры. Металлический резистор подвергается воздействию жидкости или области, в которой необходимо измерить температуру. Он соединен проводами с устройством измерения сопротивления внутри индикатора кабины. Циферблат прибора откалиброван в градусах Фаренгейта или Цельсия по желанию, а не в омах. При изменении измеряемой температуры изменяется сопротивление металла, и индикатор измерения сопротивления показывает, в какой степени.

Типичный термометр электрического сопротивления выглядит так же, как и любой другой датчик температуры. Индикаторы доступны в двойной форме для использования в многодвигательных самолетах. Большинство индикаторов самокомпенсируются при изменении температуры в кабине. Терморезистор изготавливается таким образом, что он имеет определенное сопротивление для каждого значения температуры в пределах своего рабочего диапазона. Термочувствительный резистивный элемент представляет собой отрезок или обмотку из никель-марганцевой проволоки или другого подходящего сплава в изоляционном материале. Резистор защищен металлической трубкой с закрытым концом, прикрепленной к резьбовой заглушке с шестигранной головкой. [Рисунок 3] Два конца обмотки припаяны или приварены к электрической розетке, предназначенной для приема штырей вилки разъема.

Рис. 3. Чувствительная колба электрического термометра сопротивления

Индикатор содержит прибор для измерения сопротивления. Иногда используется модифицированная форма схемы моста Уитстона. Измеритель с мостом Уитстона работает по принципу уравновешивания одного неизвестного сопротивления другими известными сопротивлениями. Упрощенная форма схемы моста Уитстона показана на рисунке 4. Три одинаковых сопротивления [рис. 4A, B и C] соединены в мостовую схему в форме ромба. Резистор с неизвестным значением [Рисунок 4D] также является частью схемы. Неизвестное сопротивление представляет собой сопротивление термобаллона системы электрического термометра сопротивления. Гальванометр присоединен поперек цепи в точках X и Y.

Когда температура заставляет сопротивление лампы равняться сопротивлению других сопротивлений, разность потенциалов между точками X и Y в цепи отсутствует. Следовательно, в плече гальванометра цепи ток не течет. Если температура колбы изменяется, ее сопротивление также изменяется, и мост становится неуравновешенным, в результате чего ток течет через гальванометр в том или ином направлении. Стрелка гальванометра на самом деле является стрелкой датчика температуры. Когда он движется по циферблату, откалиброванному в градусах, он показывает температуру. Многие индикаторы снабжены винтом регулировки нуля на лицевой стороне прибора. Это регулирует натяжение обнуляющей пружины указателя, когда мост находится в точке баланса (положение, в котором мостовая схема уравновешена и через счетчик не протекает ток).


Ратиометр Электрические термометры сопротивления

Другим способом определения температуры при использовании электрического термометра сопротивления является использование логометра. Индикатор моста Уитстона подвержен ошибкам из-за колебаний сетевого напряжения. Рационометр более стабилен и может обеспечить более высокую точность. Как следует из названия, логометрический термометр сопротивления измеряет соотношение токов.

Чувствительная часть колбы сопротивления логометра электрического термометра сопротивления по существу такая же, как описано выше. Схема содержит переменное сопротивление и постоянное сопротивление для обеспечения индикации. Он содержит две ветви для текущего потока. У каждого есть катушка, установленная с обеих сторон узла указателя, который установлен в магнитном поле большого постоянного магнита. Изменяющийся ток, протекающий через катушки, вызывает формирование различных магнитных полей, которые реагируют с большим магнитным полем постоянного магнита. Это взаимодействие вращает указатель относительно циферблата, откалиброванного в градусах Фаренгейта или Цельсия, что дает индикацию температуры. [Рисунок 5]

Рисунок 5. Индикатор измерения температуры ратиометра имеет две катушки. Поскольку сопротивление колбы датчика зависит от температуры, через катушки протекает разный ток. Это создает различные магнитные поля. Эти поля взаимодействуют с магнитным полем большого постоянного магнита, что приводит к индикации температуры

Концы магнитных полюсов постоянного магнита ближе вверху, чем внизу. Это приводит к тому, что линии потока магнитного поля между полюсами более сосредоточены вверху. Поскольку две катушки создают свои магнитные поля, более сильное поле взаимодействует и поворачивается вниз в более слабую, менее концентрированную часть поля постоянного магнита, в то время как более слабое магнитное поле катушки смещается вверх к более концентрированному полю потока большого магнита. Это обеспечивает уравновешивающий эффект, который изменяется, но остается сбалансированным, поскольку напряженность поля катушки меняется в зависимости от температуры и результирующего тока, протекающего через катушки.

Например, если сопротивление термобаллона равно значению постоянного сопротивления (R), через катушки протекают равные значения тока. Крутящие моменты, вызванные магнитным полем, создаваемым каждой катушкой, одинаковы и компенсируют любое движение в большем магнитном поле. Стрелка индикатора будет находиться в вертикальном положении. Если температура лампы увеличивается, ее сопротивление также увеличивается. Это приводит к увеличению тока, протекающего через ветвь цепи катушки А. Это создает более сильное магнитное поле в катушке A, чем в катушке B. Следовательно, крутящий момент на катушке A увеличивается, и она притягивается вниз в более слабую часть большого магнитного поля. В то же время через резистор колбы датчика и катушку B протекает меньший ток, в результате чего катушка B формирует более слабое магнитное поле, которое притягивается вверх в область более сильного магнитного поля постоянного магнита. Стрелка перестает вращаться, когда поля достигают новой точки баланса, которая напрямую связана с сопротивлением в сенсорной лампе. Противоположное этому действие имело бы место, если бы температура термочувствительной колбы понизилась.

Ратиометрические системы измерения температуры используются для измерения температуры моторного масла, наружного воздуха, воздуха в карбюраторе и других температур во многих типах самолетов. Они особенно востребованы для измерения температурных условий, где важна точность или встречаются большие колебания напряжения питания.

Термопарные индикаторы температуры

Термопара представляет собой цепь или соединение двух разнородных металлов. Металлы соприкасаются в двух отдельных соединениях. Если один из спаев нагревается до более высокой температуры, чем другой, в цепи возникает электродвижущая сила. Это напряжение прямо пропорционально температуре. Итак, измеряя величину электродвижущей силы, можно определить температуру. Вольтметр помещают на более холодный из двух спаев термопары. При необходимости он калибруется в градусах Фаренгейта или Цельсия. Чем горячее становится высокотемпературный спай (горячий спай), тем больше создаваемая электродвижущая сила и тем выше показания температуры на измерителе. [Рисунок 6]

Рис. 6. Термопары объединяют два разнородных металла, которые вызывают протекание тока при нагревании Двумя распространенными приложениями являются измерение температуры головки блока цилиндров (CHT) в поршневых двигателях и температуры выхлопных газов (EGT) в газотурбинных двигателях. Выводы термопар изготавливаются из различных металлов в зависимости от максимальной температуры, которой они подвергаются. Железо и константан или медь и константан обычно используются для измерения ТГС. Хромель и алюмель используются для термопар турбины EGT.

Величина напряжения, создаваемого разнородными металлами при нагревании, измеряется в милливольтах. Поэтому выводы термопары предназначены для обеспечения определенного сопротивления в цепи термопары (обычно очень небольшого). Их материал, длина или размер поперечного сечения не могут быть изменены без компенсации возможного изменения общего сопротивления. Каждый провод, соединяющий обратно с вольтметром, должен быть изготовлен из того же металла, что и часть термопары, к которой он подключен. Например, медный провод подключается к медной части горячего спая, а константановый провод подключается к константановой части.

Горячий спай термопары имеет разную форму в зависимости от области применения. Двумя распространенными типами являются прокладка и байонет. В прокладочном типе два кольца из разнородных металлов спрессованы вместе, образуя прокладку, которую можно установить под свечу зажигания или прижимную гайку цилиндра. В байонетном типе металлы соединяются внутри перфорированной защитной оболочки. Байонетные термопары вставляются в отверстие или колодец в головке блока цилиндров. В газотурбинных двигателях они установлены на входном или выходном корпусе турбины и проходят через корпус в газовый поток. Обратите внимание, что для индикации CHT цилиндр, выбранный для установки термопары, является наиболее горячим в большинстве рабочих условий. Расположение этого цилиндра различается в разных двигателях. [Рисунок 7]

Рис. 7. Термопара головки блока цилиндров с горячим спаем прокладочного типа предназначена для установки под свечу зажигания или гайку крепления цилиндра самого горячего цилиндра (А). Термопара байонетного типа установлена ​​в отверстии в стенке цилиндра (В)

Холодный спай цепи термопары находится внутри корпуса прибора. Поскольку ЭДС, возникающая в цепи, меняется в зависимости от разницы температур между горячим и холодным спаем, необходимо компенсировать в индикаторном механизме изменения температуры в кабине, влияющие на холодный спай. Это достигается с помощью биметаллической пружины, соединенной с индикаторным механизмом. Это фактически работает так же, как биметаллический термометр, описанный ранее. Когда провода отсоединены от индикатора, по циферблату индикатора можно считывать температуру в зоне кабины вокруг приборной доски. [Рисунок 8] Цифровые светодиодные индикаторы для CHT также распространены в современных самолетах.

Рис. 8. Типовые индикаторы температуры термопары Система индикации выхлопных газов обеспечивает визуальную индикацию температуры в кабине выхлопных газов турбины на выходе из турбоагрегата. В некоторых газотурбинных двигателях температура выхлопных газов измеряется на входе в турбоагрегат. Это называется системой индикации температуры на входе в турбину (TIT).

Несколько термопар используются для измерения EGT или TIT. Они расположены с интервалом по периметру корпуса турбины двигателя или выхлопного канала. Крошечные напряжения термопары обычно усиливаются и используются для питания серводвигателя, который приводит в движение указатель индикатора. Отключение цифровой барабанной индикации от движения указателя является обычным явлением. [Рисунок 9] Показанный индикатор EGT представляет собой герметично закрытый блок. Шкала прибора колеблется от 0 °C до 1200 °C, нониусный циферблат находится в верхнем правом углу, а флажок предупреждения об отключении питания расположен в нижней части циферблата.

Рис. 9. Типовая система термопары температуры выхлопных газов Можно использовать многочисленные термопары со средним напряжением, представляющим TIT. Существуют двойные термопары, содержащие два электрически независимых перехода в одном датчике. Один комплект этих термопар подключен параллельно для передачи сигналов на индикатор кабины. Другой набор параллельных термопар передает температурные сигналы системам контроля и управления двигателем. Каждая цепь электрически независима, что обеспечивает двойную надежность системы.

Схема системы температуры на входе в турбину одного двигателя четырехмоторного газотурбинного самолета показана на рисунке 10. Схемы для трех других двигателей идентичны этой системе. Индикатор содержит мостовую схему, схему прерывателя, двухфазный двигатель для привода указателя и потенциометр обратной связи. Также включены схема опорного напряжения, усилитель, флаг отключения питания, источник питания и индикатор перегрева. С выхода усилителя подается питание на переменное поле двухфазного двигателя, позиционирующего основную стрелку индикатора и цифровой индикатор. Двигатель также приводит в действие потенциометр обратной связи, чтобы обеспечить гудящий сигнал для остановки приводного двигателя, когда будет достигнуто правильное положение указателя относительно температурного сигнала. Цепь опорного напряжения обеспечивает точно регулируемое опорное напряжение в мостовой схеме, чтобы исключить ошибку из-за изменения входного напряжения в источнике питания индикатора.

Рисунок 10. Типовая аналоговая система индикации температуры на входе в турбину Внешний тестовый переключатель обычно устанавливается так, чтобы сигнальные лампы перегрева для всех двигателей можно было проверить одновременно. При срабатывании тестового выключателя сигнал перегрева имитируется в мостовой цепи управления температурой каждого индикатора.

Цифровые бортовые приборы не должны использовать индикаторы сопротивления и настраиваемые датчики термопар с сервоприводом для предоставления пилоту информации о температуре. Значения сопротивления датчиков и напряжения вводятся в соответствующий компьютер, где они регулируются, обрабатываются, контролируются и выводятся для отображения на табло в кабине экипажа. Они также отправляются для использования другими компьютерами, которым требуется информация о температуре для контроля и мониторинга различных интегрированных систем.


Измерение общей температуры воздуха

Температура воздуха является ценным параметром, от которого зависят многие параметры мониторинга и контроля производительности. Во время полета статическая температура воздуха постоянно меняется, и точное измерение представляет собой проблему. Ниже 0,2 Маха простой резистивный или биметаллический датчик температуры может предоставить относительно точную информацию о температуре воздуха. При более высоких скоростях трение, сжимаемость воздуха и поведение пограничного слоя усложняют точное измерение температуры. Общая температура воздуха (TAT) представляет собой статическую температуру воздуха плюс любое повышение температуры, вызванное высокоскоростным движением самолета по воздуху. Повышение температуры известно как подъем тарана. Датчики TAT сконструированы специально для точного захвата этого значения и передачи сигналов для индикации в кабине, а также для использования в различных системах двигателей и самолетов.

Простые системы ТАТ включают в себя датчик и индикатор со встроенной схемой компенсации сопротивления. Поток воздуха через датчик разработан таким образом, что воздух с точной температурой воздействует на резистивный элемент из платинового сплава. Датчик разработан для регистрации изменений температуры с точки зрения изменения сопротивления элемента. При включении в мостовую схему стрелка индикатора перемещается в ответ на дисбаланс, вызванный переменным резистором.

Более сложные системы используют технологию коррекции сигнала и усиленные сигналы, посылаемые на серводвигатель для регулировки индикатора в кабине. Эти системы включают строго регулируемое электропитание и мониторинг отказов. Они часто используют цифровые показания барабанного типа, но также могут быть отправлены на драйвер ЖК-дисплея для подсветки ЖК-дисплеев. Многие ЖК-дисплеи многофункциональны, способны отображать статическую температуру воздуха и реальную скорость полета. В полностью цифровых системах сигналы коррекции вводятся в АЦП. Там ими можно манипулировать соответствующим образом для отображения в кабине или для любой системы, требующей информации о температуре. [Рисунок 11]

Рис. 11. Различные дисплеи ТАТ в кабине экипажа

Конструкция датчика/зонда ТАТ осложняется возможностью образования льда в условиях обледенения. Если датчик не нагревается, он может перестать функционировать должным образом. Включение нагревательного элемента угрожает точному сбору данных. Нагрев зонда не должен влиять на сопротивление чувствительного элемента. [Рис. 12]

Рис. 12. Датчики общей температуры воздуха (TAT)

На этапе проектирования большое внимание уделяется воздушному потоку и проводимости материалов. Некоторые датчики ТАТ направляют отбираемый воздух через блоки, чтобы воздействовать на поток наружного воздуха, так что он поступает непосредственно на платиновый датчик, не получая дополнительной энергии от нагревателя датчика.

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

  • Классификационные приборы
  • Приборы для измерения давления
  • Дистанционное зондирование и индикация
  • Индикаторы механического движения
  • Указывает инструменты
  • Источники мощности для гироскопических инструментов
  • Принципиальные инструменты
  • . усовершенствования или относящиеся к электрическим показывающим приборам типа логометра или омметра и, в частности, к электрическим показывающим приборам, работающим на принципе постоянного магнита с системой подвижной катушки.

    Хорошо известно создание логометров, омметров и т.п. с системой подвижной катушки, состоящей из двух катушек, которые работают в неоднородном магнитном поле, при этом расположение таково, что если при прохождении тока через катушки магнитный момент на каждая катушка из-за силы магнитного поля, в котором она находится, отличается, то есть, если произведение силы тока, количества витков и силы магнитного поля для двух катушек изменяется, тогда система катушек будет двигаться. Путем соответствующего выбора характера изменения магнитного поля движение может быть таким, что в конце концов крутящие моменты на двух катушках будут уравновешивать друг друга, а положение, занимаемое стрелкой, соединенной с движущейся системой, будет мерой отношения два течения. Шкала может быть соответствующим образом откалибрована для различных соотношений, а прибор может использоваться либо для измерения отношения двух токов, либо, возможно, отношения двух электрических величин, таких как напряжение и ток, и в этом случае данные показания могут быть в омах как измерение сопротивления. Обычно изменение напряжения не влияет на показания, так как возвратная пружина не используется. Изменение напряжения также будет иметь незначительный эффект или не будет иметь никакого эффекта, если для возврата системы подвижной катушки и указателя в исходное положение предусмотрена небольшая возвратная пружина чисто номинальной силы. Если используется восстанавливающая пружина какой-либо заметной силы, то показание имеет тенденцию становиться показанием разности токов, если количество витков на двух катушках одинаково, а не измерением их отношения.

    В известных конструкциях обычно две катушки пересекаются или наклоняются относительно друг друга, но там, где было предложено расположить катушки параллельно друг другу, весь сердечник был установлен эксцентрично по отношению к полюсным наконечникам .

    Целью настоящего изобретения является упрощение изготовления таких логометров и получение этого результата с минимальным отклонением от стандартных конструкций магнитных цепей для приборов с подвижной катушкой, предпочтительно путем удаления магнитного материала из воздушного зазора.

    В соответствии с настоящим изобретением логометр или тому подобное включает в себя подвижную систему, состоящую из двух катушек, параллельных друг другу и вращающихся на оси между полюсными наконечниками постоянного магнита, причем катушки охватывают магнитный сердечник, отличающийся тем, что внутренние поверхности полюсные наконечники и внешние поверхности сердечника имеют ту же ось, что и катушки, при этом часть или части указанных поверхностей удалены или срезаны таким образом, чтобы создать неоднородное магнитное поле, в котором движутся катушки, в результате чего меняются токи в две катушки заставляют катушки занимать положение, зависящее от относительных величин таких изменений. Будет ясно, что единственное отличие от магнитной системы стандартного прибора с подвижной катушкой заключается в удалении магнитного материала из воздушного зазора или зазоров. В предпочтительной конструкции магнитный материал удаляется только из одного воздушного зазора, так что в другом зазоре магнитное поле является по существу однородным.

    Изобретение будет лучше понято при обращении к прилагаемым чертежам, которые иллюстрируют два примера осуществления изобретения.

    На рис. 1 схематично показан общий вид прибора.

    Рис. 2 и 2А показаны вид сбоку и вид с торца, соответственно, сердечника в соответствии с одной конструкцией.

    На рис. 3 показан вид с торца сердечника другой конструкции.

    Рис. 4 и 4А катушка показана с противоположных сторон и показаны соединения на ней, а на фиг. 5 и 5А показаны аналогичные виды катушки, намотанной на каркас предпочтительного типа, показанный на фиг. 6, и имеющий поперечное сечение по линии А-А, как показано на фиг. 7.

    3j На рис. 1 а представляет собой постоянный магнит, b представляет полюсные наконечники с цилиндрическим отверстием. Магнит a и полюсные наконечники b имеют стандартную конструкцию. Для получения необходимого распределения потока сердечник имеет особую форму. Один из методов придания формы сердечнику состоит в том, чтобы обработать радиус с одной стороны стандартного цилиндрического сердечника с и расточить эту сторону, как показано на рис. 2 и 2А. Другим методом является обработка стандартного цилиндрического сердечника в продольном направлении с одной стороны 5 с помощью фрезы специальной формы, как показано на рис. 3. Сердечник устанавливается в стандартном положении соосно цилиндрическому отверстию полюсных наконечников так, чтобы что один зазор однороден в радиальном направлении, а другой дает неравномерное распределение Sof потока. Подвижная катушка состоит из двух обмоток, намотанных рядом, и выглядит так, как показано на рис. 4 и 4а, если используется каркас обычного типа.

    Предпочтительно конструкция шпангоута, показанная на рис. 6 и 7, и в этом случае катушка выглядит так, как показано на рис. 5 и 5А. Общий вывод обмоток присоединен к верхнему шкворневому основанию d, остальные концы присоединены к выводам е и /, установленным на катушке. Механизм несет указатель и поворачивается так, что одна сторона вращается концентрически в едином зазоре, а другая сторона вращается в зазоре особой формы. Соединение с общей точкой обмоток осуществляется спиральной связкой j, а соединение с каждой обмоткой — П-образными связками ‘ и h.

    Направление намотки, тока и намагниченности таково, что сила любой катушки стремится повернуть эту катушку в таком направлении, что плотность потока, в котором находится катушка (и, следовательно, крутящий момент от катушки) уменьшается по сравнению с та, в которой лежит другая катушка. Это общее условие стабильности. Подходящие направления указаны на рис. 1, где стрелками показано направление крутящего момента, создаваемого каждой катушкой.

    Управление, осуществляемое соединениями связок, незначительно, и подвижная система вращается до тех пор, пока крутящие моменты, создаваемые каждой катушкой, не станут равными и противоположными.

    Если токи в каждой катушке таковы, что существует равновесие, а затем ток в одной катушке увеличивается, а в другой остается постоянным, крутящие моменты становятся неуравновешенными, и система начинает вращаться. По мере вращения системы момент от первого витка уменьшается по отношению к моменту от второго до тех пор, пока не будет достигнуто новое положение равновесия. Следует понимать, что конечное положение, занимаемое подвижной системой и отображаемое стрелкой, зависит от относительных значений токов в двух катушках и не зависит от абсолютного значения тока. Таким образом, в определенном заданном ограниченном диапазоне указатель может указывать соотношение токов в двух катушках.

    Обычно желательно иметь инструмент с одинаковой шкалой такой формы, чтобы одинаковые приращения отношения вызывали одинаковые угловые перемещения системы. Это требование в значительной степени удовлетворяется за счет особой формы сердцевины, описанной в двух приведенных выше вариантах.

    Имея равномерный зазор с одной стороны и зазор специальной формы с другой стороны, можно легко получить желаемую форму шкалы. Все, что необходимо, — это простой процесс обработки сердечника стандартной конструкции. Следует понимать, что такую ​​конструкцию можно использовать с «перекрестной» или «параллельной» катушкой, поскольку один зазор является одинаковым, а относительное положение катушек на этой стороне является произвольным, хотя по причинам, изложенным в предварительном описании, упомянутом выше. предпочтение отдается параллельной конструкции.

    Обычно при намотке двух катушек на каркас для использования в логометрах и т.п. каждую катушку обычно наматывают отдельно. Это необходимо в случае перекрестных катушек, а также считалось необходимым в параллельных катушках, но при использовании каркаса, как показано на рис. 6 и 7 можно намотать две катушки вместе. Каркас изготовлен из металла, такого как алюминий или медь, и в центральной части каркаса металл выдавлен наружу, образуя кольцевой выступ, который служит для разделения каркаса на две части, по одной для каждой катушки, как ясно показано. на рис. и 5А. Можно отметить, что, хотя это и уменьшает пространство обмотки, на самом деле это преимущество, потому что витки катушек, которые находятся ближе всего друг к другу, мало влияют, а на самом деле там, где они перекрываются, они вообще не влияют и просто действуют как повышенное сопротивление в цепи с активными витками катушек и, кроме того, они увеличивают общий вес подвижной системы.

    Таким образом, такое расположение центрального гребня или других подобных разделительных средств имеет то преимущество, что требует меньше поворотов и делает те повороты, которые предусмотрены, более активными.

    I пункт: 1. В логометре и т.п. комбинация магнита, состоящего из первого и второго полюсных наконечников, твердого сердечника, расположенного между указанными полюсными наконечниками, средства катушки, установленного с возможностью вращения на неподвижной оси вращения и окружающего указанный сердечник, первую пару внутренней и внешней поверхностей на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике, соответственно, определяющие первый воздушный зазор между ними на одной стороне указанного сердечника, при этом указанная первая пара поверхностей концентрична по отношению к стационарной оси вращения указанного средства катушки, так что указанный первый воздушный зазор имеет одинаковую ширину и воздействует по существу однородным магнитным полем на одну сторону указанного средства катушки, а вторая пара внутренней и внешней поверхностей на указанный второй полюсный наконечник и на указанный сердечник соответственно образует второй воздушный зазор между ними, по существу на противоположной стороне указанного сердечника, причем одна из указанных поверхностей указанной второй пары является неконцентричной по отношению к неподвижной оси поворота указанной катушки, так что указанный второй воздушный зазор не n-равномерной ширины по существу по всей длине зазора, пересекаемого другой стороной упомянутого средства катушки, и воздействующего с существенно неоднородным магнитным полем на другую сторону упомянутого средства катушки.

    2. В приборе описанного класса комбинация магнита, состоящего из первого и второго полюсных наконечников, твердого сердечника, расположенного между указанными полюсными наконечниками, подвижной системы, состоящей из двух катушек, параллельных друг другу и окружающих указанный сердечник, указанного подвижного система установлена ​​с возможностью вращения на неподвижной оси поворота для вращательного движения в любом направлении от срединного положения, при этом первая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике соответственно образует первый воздушный зазор между ними на одной стороне указанного сердечника причем первая пара поверхностей концентрична по отношению к стационарной оси вращения указанных двух катушек, так что первый воздушный зазор имеет одинаковую ширину и действует практически однородным магнитным полем на одну сторону указанных двух катушек, а вторая пара внутренняя и внешняя поверхности на указанном втором полюсном наконечнике и на указанном сердечнике, соответственно, определяющие второй воздушный зазор между ними на противоположной стороне указанного сердечника от указанного первого воздушного зазора, один из s вспомогательные поверхности указанной второй пары не являются концентричными по отношению к стационарной оси вращения указанных двух катушек, так что указанный второй воздушный зазор имеет неравномерную ширину на всем протяжении эффективного углового поворота другой стороны указанных двух катушек и действует с существенно неоднородное магнитное поле на другой стороне указанных двух катушек.

    3. В логометре и т.п. комбинация магнита, включающего первый и второй полюсные наконечники, твердый сердечник, расположенный между указанными полюсными наконечниками, катушка, установленная с возможностью вращения на неподвижной оси вращения и окружающая указанный сердечник, первая пара внутренняя и внешняя поверхности на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике, соответственно, определяющие первый воздушный зазор между ними на одной стороне указанного сердечника, причем указанная первая пара поверхностей концентрична по отношению к неподвижной оси вращения указанной катушки, так что указанный первый воздух зазор имеет одинаковую ширину и действует с по существу однородным магнитным полем на одной стороне указанного средства катушки, а вторая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном втором полюсном наконечнике и на указанном сердечнике соответственно образует второй воздушный зазор между ними на противоположной стороне указанного сердечника, причем указанная внешняя поверхность второй пары, образованная на указанном сердечнике, эксцентрична по отношению к внутренней поверхности указанной второй пары, так что этот второй воздушный зазор имеет неравномерную ширину o ver та часть его длины, которая проходит через другую сторону упомянутого средства катушки и действует с существенно неоднородным магнитным полем на другой стороне упомянутого средства катушки.

    4. В приборе описанного класса комбинация магнита, состоящего из первого и второго полюсных наконечников, сердечника, расположенного между указанными полюсными наконечниками, подвижной системы, состоящей из двух катушек, параллельных друг другу и окружающих указанный сердечник, указанной подвижной системы будучи установленной с возможностью вращения на неподвижной оси поворота для вращательного движения в любом направлении от срединного положения, первая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике соответственно образует первый воздушный зазор между ними на одной стороне указанного сердечника, причем первая пара поверхностей концентрична по отношению к стационарной оси вращения указанных двух катушек, так что указанный первый воздушный зазор имеет одинаковую ширину и действует практически однородным магнитным полем на одну сторону указанных двух катушек, а вторая пара внутренних и наружные поверхности на указанном втором полюсном наконечнике и на указанном сердечнике соответственно определяют второй воздушный зазор между ними на противоположной стороне указанного сердечника от указанного первого воздушного зазора, указанная внешняя поверхность лицевая сторона второй пары, образованная на указанном сердечнике, имеет более тупую кривизну, чем внутренняя поверхность указанной второй пары, в результате чего указанный второй воздушный зазор имеет наибольшую ширину в срединной точке и уменьшается по ширине в противоположных направлениях от этой срединной точки, так что указанный второй воздушный зазор действует с существенно неоднородным магнитным полем на другой стороне указанных двух катушек. 5. В приборе описанного класса комбинация магнита, состоящего из первого и второго полюсных наконечников, сердечника, расположенного между указанными полюсными наконечниками, подвижной системы, установленной с возможностью вращения на неподвижной оси вращения для вращательного движения в любом направлении от срединного положения , указанная подвижная система содержит шпангоут, окружающий упомянутый сердечник и снабженный выступающим разделительным гребнем, проходящим вдоль каждой боковой части упомянутого шпангоута, по существу, медиально от него, две катушки, установленные параллельно на упомянутом шпангоуте, по одной на каждой стороне упомянутого разделительного гребня, две катушки, витки которых охватывают весь сердечник, так что они действуют в воздушных зазорах на противоположных сторонах указанного сердечника, причем первая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике, соответственно, образует первый воздушный зазор между ними на одной стороны указанного сердечника, причем указанная первая пара поверхностей является концентрической по отношению к неподвижной оси поворота указанной подвижной системы, так что указанный первый воздушный зазор имеет одинаковую ширину h и воздействует по существу однородным магнитным полем на одну сторону указанных двух катушек, а вторая пара внутренней и внешней поверхностей на указанный второй полюсный наконечник и на указанный сердечник соответственно образует второй воздушный зазор между ними, по существу, на противоположной стороне указанного сердечника. , причем одна из указанных поверхностей указанной второй пары является неконцентричной по отношению к неподвижной оси поворота указанной подвижной системы, так что указанный второй воздушный зазор имеет неравномерную ширину практически по всей длине зазора, пересекаемого другой стороной указанной подвижной системы. две катушки и воздействует по существу неоднородным магнитным полем на другую сторону указанных двух катушек.

    6. В приборе описанного класса комбинация магнита, состоящего из первого и второго полюсных наконечников, сердечника, расположенного между указанными полюсными наконечниками, подвижной системы, состоящей из двух катушек, параллельных друг другу и окружающих указанный сердечник, указанной подвижной системы установлены с возможностью вращения на неподвижной оси поворота, причем первая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном первом полюсном наконечнике и на указанном сердечнике, соответственно, образует первый воздушный зазор между ними на одной стороне указанного сердечника, при этом указанная первая пара поверхностей концентрична по отношению к стационарная ось вращения указанных двух катушек, вторая пара внутренней и внешней поверхностей на указанном втором полюсном наконечнике и одном указанном сердечнике, соответственно определяющие второй воздушный зазор между ними на противоположной стороне указанного сердечника от указанного первого воздушного зазора, одна из указанных поверхностей при этом указанная вторая пара не концентрична по отношению к стационарной оси вращения указанных двух катушек, спиральная связка, соединенная с одним концом каждой катушки, и U-образные связки, соединенные с другие концы обеих катушек, при этом упомянутые перемычки позволяют выполнять соединения с обеими катушками от неподвижных выводов, в то же время обеспечивая по существу свободное перемещение упомянутых катушек вокруг упомянутой стационарной оси вращения.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *