Разработка и описание функциональной схемы установки

1.2 Разработка и описание функциональной схемы установки

Цепь тока предназначена для поверки амперметров, милливольтметров, для подключения последовательных цепей ваттметров и токовых зажимов внешнего образцового и измеряемого сопротивления и имеет для этой цели зажимы.

«± » ; «±I внешнее –R_N».

Выбор источника питания осуществляется переключателем

Этим же переключателем осуществляется расширение пределов регулирования стабилизаторов в сторону меньших значений , путем шунтирования выхода стабилизатора тока и деление напряжения на выходе стабилизатора напряжения.

Выбор необходимой образцовой катушки электрического сопротивления и предела измерения шунта осуществляется переключателями

Цепь напряжения предназначена для подключения к ней вольтметров и параллельных цепей ваттметров и имеет для этой цели зажимы.

Питание цепи напряжения осуществляется от стабилизатора напряжения постоянного тока.

Вход делителя подключается переключателем.

Выбор коэффициентов деления делителя осуществляется переключателем.

Цепь рабочего тока потенциометра питается от батарей.

Для обеспечения стабильности рабочего тока батареи подключены к потенциометру постоянно(емкость батарей достаточна для непрерывного разряда в течении времени превышающего срок их службы.

В цепи питания потенциометра и нормального элемента имеются переключатели полярности , изменяющие полярность входов потенциометра одновременно с изменением полярности на образцовых мерах.

Цепь защиты от токов утечки обеспечивает защиту высокоомной части делителя напряжения от шунтирующего действия сопротивления изоляции.

В результате соединений экрана с точкой «-V»изоляция R_И разделенная на две R_И/2 одной частью шунтирует вход делителя напряжения, а другой частью шунтирует низкоомный выход делителя напряжения, где требования к изоляции в 10⁴ раз ниже, чем к шунтированию высокоомной части делителя.

Цепь релейной защиты делителя напряжения предназначена для защиты делителя напряжения от перегрузок. При достижении на входе делителя напряжения значения напряжения, выход стабилизатора напряжения отключается от схемы установки, и одновременно включается сигнальная лампа.

Цепь релейной защиты делителя напряжения состоит из реле, включающихся последовательно с ним стабилитронов (КС₂+ КС₅), коммутирующихся переключателем и исполнителного реле. Реле, при срабатывании включает реле, которое своими контактами отключает схему установки от выхода стабилизатора напряжения через контакт поступает напряжение питания, контакт включает сигнальную лампу. В момент срабатывания возможно зуммирование исполнительных реле Подготовка установки к последующей работе производится после устранения причин перегрузки отключением установки от внешнего стабилизатора С-0,75.

Цепь регулирования и измерения температуры в термостате

Регулирование и измерение температуры в термостате осуществляется терморегулятором, схема которого построена на базе контактного микроамперметра М333К.

Измерение температуры в термостате осуществляется и при выключенном тумблере

Цепь переменного тока (питания установки) включает в себя: розетки питания- «~220V СЕТЬ» и «~220V СТАБИЛИЗАТОР»; розетки питания усилителей и стабилизаторов тока и напряжения; две розетки «~220V» на блоке выходного прибора, для подключения поверяемых приборов к сети; выключатели «СЕТЬ (I B)», «ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕ»

1.3 Состав установки

В состав установки входят:

1.  потенциометр Р355;

2.  стабилизатор напряжения С-0,75;

3.  батарея сухих элементов в специальном ящике;

4.  многопредельный шунт Р357;

5.  делитель напряжения Р356;

6.  нормальный элемент класса 0,005;

7.  измерительные катушки электрического сопротивления класса 0,01(находятся в маслование установки)

блок регулирования выносной;

2. Работа установки

Электрическую схему установки можно разделить на следующие цепи:

·  цепь тока;

·  цепь напряжения;

·  цепь рабочего тока потенциометра;

·  цепь защиты от токов утечки;

·  цепь релейной защиты делителя напряжения;

·  цепь регулирования и измерения температуры в масляной ванне;

·  цепь переменного тока (питание установки)

Стабилизаторы тока ПI 38М и напряжения ПI 36-М имеют, объединенный конструктивно, регулятор выходных параметров стабилизаторов (БР)

Цепь тока (рис.1)предназначена для поверки амперметров, милливольтметров, для подключения последовательных цепей ваттметров и токовых зажимов внешнего образцового и измеряемого сопротивления и имеет для этой цели зажимы

 «± » ; «±I внешнее –R_N».

Зажимы «±U_х» предназначены для подключения потенциальных зажимов измеряемых сопротивлений и для измерения напряжения непосредственно потенциометром; «±U внешнее –R_N» для подключения потенциальных зажимов внешнего образцового сопротивления; «±< 0,5 mV» для подключения милливольтметров с пределами измерения менее 0,5мВ.

Выбор источника питания осуществляется переключателем «ПИТАНИЕ ЦЕПИ ТОКА»(I П), который подключает цепь тока к выходу стабилизатора тока ПI 38 или стабилизатора напряжения ПI 36.

Этим же переключателем осуществляется расширение пределов регулирования стабилизаторов в сторону меньших значений , путем шунтирования выхода стабилизатора тока и деление напряжения на выходе стабилизатора напряжения.

R_N на рис.1б изображает ряд образцовых катушек электрического сопротивления от 10^-2 Ом до10⁵ Ом и многопредельный шунт Р357.

Выбор необходимой образцовой катушки электрического сопротивления и предела измерения шунта осуществляется переключателями «ОБРАЗЦОВЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ» И «МНОГОПРЕДЕЛЬНЫЙ ШУНТ». Подключение потенциальных цепей на вход потенциометра «±Х» производится переключателем «К ПОТЕНЦИОМЕТРУ»(4П): в положении «U_х» подключаются зажимы «±U_х», в положении «R_N,V_(ДН)»-потенциальные цепи образцовых катушек электрического сопротивления или шунта многопредельного: в положении «mV»-зажимы « », предназначенные для поверки милливольтметров до 1500мВ; в положении «mV(ДН)»-выход делителя напряжения, в то время как вход делителя напряжения подключается к зажимам « » это положение переключателя предназначено для поверки милливольтметров свыше 1500мВ.

Переключатель «ПОЛЯРНОСТЬ ОБРАЗЦОВЫХ МЕР»(2П)изменяет направление тока в образцовых мерах(образцовые катушки электрического сопротивления, шунт многопредельный, делитель напряжения ), в цепях питания потенциометра и изменяет полярность подключения нормального элемента к потенциометру.

Переключатель «ПОЛЯРНОСТЬ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА»(3П) изменяет направление тока в поверяемом приборе, сохраняя неизменной полярность на входе потенциометра «±Х».

Цепь напряжения (рис.2)предназначена для подключения к ней вольтметров и параллельных цепей ваттметров и имеет для этой цели зажимы«±U».

Питание цепи напряжения осуществляется от стабилизатора напряжения постоянного тока ПI 36. Вход делителя подключается переключателем «К ПОТЕНЦИОМЕТРУ»(4П) в положениях«R_N,V_(ДН)» и «V_(ДН)»; выход делителя напряжения Р356 постоянно подключен к зажимам «±ДН»потенциометра Р355

В положении«V_(ДН)» переключателя 4П выход делителя напряжения подключается к зажимам «±Х» потенциометра.

Выбор коэффициентов деления делителя Р356 осуществляется переключателем «ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ»(5П).

Цепь рабочего тока потенциометра (рис.1)питается от батарей Б_А и Б_В.

Для обеспечения стабильности рабочего тока батареи подключены к потенциометру постоянно(емкость батарей достаточна для непрерывного разряда в течении времени превышающего срок их службы ).

В цепи питания потенциометра и нормального элемента имеются переключатели полярности, изменяющие полярность входов потенциометра одновременно с изменением полярности на образцовых мерах.

Цепь защиты от токов утечки (рис.3а,б,в)обеспечивает защиту высокоомной части делителя напряжения от шунтирующего действия сопротивления изоляции(R_И). Для этого контакты переключателя «К ПОТЕНЦИОМЕТРУ»(4К₁,4К₂), соединяющиеся с точкой « » имеют разделенную экраном изоляцию соединенную с точкой «-V».

Принципиальная схема выполнения такого экранирования показана на рис.3б,в.

В результате соединений экрана с точкой «-V» изоляция R_И, разделенная на две R_И/2 одной частью шунтирует вход делителя напряжения, а другой частью шунтирует низкоомный выход делителя напряжения, где требования к изоляции в 10⁴ раз ниже, чем к шунтированию высокоомной части делителя.

Цепь релейной защиты делителя напряжения (рис.4)предназначена для защиты делителя напряжения от перегрузок. При достижении на входе делителя напряжения значения напряжения, указанного в табл.2 выход стабилизатора напряжения ПI 36 отключается от схемы установки, и одновременно включается сигнальная лампа.

Положение переключателя «Делитель напряжения»	Напряжение срабатывания защиты (В)
	не менее	не более
10:1	10,5	12,5
100:1	24	30
1000:1	110	140
10000:1	не защищен

Цепь релейной защиты делителя напряжения состоит из реле 3Р, включающихся последовательно с ним стабилитронов (КС₂+ КС₅), коммутирующихся переключателем «ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ»(5П2) и исполнительного реле 4Р. Реле 3Р , при срабатывании включает реле 4Р, которое своими контактами 4Р3,4Р4 отключает схему установки от выхода стабилизатора напряжения (ПI 36), через контакт 4Р1 поступает напряжение питания реле 4Р, контакт 4Р2 включает сигнальную лампу 8Л (к). В момент срабатывания возможно зуммирование исполнительных реле 3Р;4Р. Подготовка установки к последующей работе производится после устранения причин перегрузки отключением установки от внешнего стабилизатора С-0,75.

Цепь регулирования и измерения температуры в термостате(рис.5)

Регулирование и измерение температуры в термостате осуществляется терморегулятором, схема которого построена на базе контактного микроамперметра М333К.

Измеритель М333К включен в диагональ моста, два противоположных плеча которого (Д₁и Д₂) выполнены из меди, а два других из манганина (R₉₂ и R₉₆).

В одно из плеч включены переменные резисторы (R₉₃, R₉₄).Мост питается от выпрямителя «В₁» напряжением постоянного тока около 38,5 В. Стабилизация напряжения с точностью ±0,5%(при колебаниях напряжения сети ±10%)осуществляется стабилитронами «КС».

Подстройка напряжения питания моста осуществляется переменным резистором R₉₁. Последовательно с измерителем М333К включены резисторы R₉₅, R₉₇, R₉₈ для подстройки и изменения предела измерения измерителя.

Тумблер В «ТЕМПЕРАТУРА В ТЕРМОСТАТЕ t =(20+Kα)ºС» имеет положение «К=0,1», соответствующее пределу измерения (Отклонения температуры от номинального значения) ±0,75ºС, при котором шунтируются резисторы R₉₇и R₉₈ и положение «К=1» соответствующее пределу ±7,5ºС.

Питание схемы прибора М333К осуществляется от сети 220В 50Гц.

Для питания выпрямителя В₁ сигнальных ламп установки 1Л и 2Л и исполнительных реле 1Р и 2Р служит трансформатор IТр.

Реле 1Р и 2Р включают соответственно нагревательные лампы 3Л…7Л и холодильный агрегат ХА.

Тумблер 2В «ТЕРМОСТАТ» предназначен для включения схемы регулирования температуры; двигателя Д_М, необходимого для интенсивного перемешивания масла в термостате и двигателя Д_В, перемешивающего воздух в воздушной камере термостате с целью улучшения теплопередачи от днища ванны к испарителю холодильного агрегата.

Измерение температуры в термостате осуществляется и при выключенном тумблере 2В.

Питание двигателя Д_В осуществляется от трансформатора 2Тр, от которого питаются также лампы 3Л…7Л.

Если стрелка прибора М333К находится справа от правого указателя, должен включаться холодильный агрегат; если стрелка прибора слева от левого указателя, должен включаться нагреватель; стрелка прибора находится между двумя указателями – отключены холодильный агрегат и нагреватели.

Цепь переменного тока (питания установки) включает в себя: розетки питания- «~220V СЕТЬ» и «~220V СТАБИЛИЗАТОР»; розетки питания усилителей Ф356 и стабилизаторов тока и напряжения ; две розетки «~220V» на блоке выходного прибора, для подключения поверяемых приборов к сети; выключатели «СЕТЬ (I B)», «ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕ Р356,Р357»(4В,5В);

сигнальные лампы включения установки и режима терморегулирования Р356,Р357(1Л,9Л,10Л,11Л,12Л)

 

3. Устройство установки

Установка выполнена в виде однотумбового стола. Для удобства перемещения установка поставлена на колеса и имеет ручки на боковых стенках.

На вертикальной части установки размещены все переключатели, контрольные приборы, сигнальные лампы и зажимы для подключения поверяемых приборов. На горизонтальной части установки располагаются потенциометр, блок выносного регулятора тока и напряжения и имеется место для поверяемых приборов.

Для удобства установка разделена на следующие конструктивные блоки:

1.  стабилизатор постоянного тока(2);

2.  стабилизатор напряжения постоянного тока(3);

3.  блок регулировки тока и напряжения(1);

4.  блок питания потенциометра(15);

5.  блок терморегулятора(4);

6.  блок выходного прибора(5);

7.  блок коммутации(6);

8.  термостат(17);

Блок питания ПI 38 размещен на амортизированной раме в нижней части тумбы корпуса установки, блок управления стабилизатора ПI 38 и стабилизатор напряжения постоянного тока ПI 36 установлены на вертикальной панели установки слева.

Блок регулировки тока и напряжения включает в себя регулировочные реостаты стабилизаторов ПI 36 и ПI 38 и соединен с установкой через разъемы гибким кабелем, что позволяет устанавливать блок в любое удобное для оператора место на установке.

Блок питания потенциометра расположен в верхней части тумбы установки и представляет собой металлический ящик с термоизоляцией и батареями сухих элементов. На передней стенке блока установлены зажимы с поясняющими надписями.

Блок терморегулятора расположен в верхней центральной части вертикальной панели и включает в себя элементы терморегулирования с прибором М333К; переключатели: « ПИТАНИЕ ЦЕПИ ТОКА», «ПОЛЯРНОСТЬ»; выключатели: «СЕТЬ», «ТЕРМОСТАТ», «ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕ Р356,Р357», «ТЕМПЕРАТУРА В ТЕРМОСТАТЕ», предохранители и сигнальные лампы включения питания от сети и включения термостата.

Блок выходного прибора расположен в нижней центральной части вертикальной панели. На блоке размещаются: выходной прибор потенциометра; выключатель нормального элемента; зажимы для подключения поверяемых приборов и зажимы «┴», «СХЕМА».

Блок коммутации расположен в верхней правой части вертикальной панели.

 На блоке расположены переключатели необходимые для коммутации образцовых элементов и схем измерения; сигнальные лампы делителя напряжения Р356 и шунта многопредельного Р357; в правой части стола установки размещается измерительный блок (БИ) потенциометра(7).

В правой нижней части стола находится жгут для подключения БИ к измерительной схеме установки и к схеме питания.

Термостат расположен внутри и закреплен на нижних трубах установки.

Термостат состоит из собственно термостата(термостатированной ванны) и воздушной камеры в общем термоизолирующем блоке. Термоизолирующий блок, компрессор и конденсатор холодильного агрегата (ХА) смонтированы на одной монтажной раме.

Масляная ванна представляет собой прямоугольную металлическую емкость с оребренным (для лучшей теплоотдачи ) днищем. Теплоносителем в ванне является конденсаторное или трансформаторное масло. Перегородка делит ванну на зону теплообмена и зону стабильной температуры. Масло движется в направлении, указанном стрелками. В начале зоны теплообмена расположены нагреватели, а в конце – крыльчатка двигателя Д_М для перемешивания масла.

Под ванной, в воздушной камере, располагается испаритель ХА ,крыльчатка двигателя Д_В для перемешивания воздуха внутри камеры и направляющая воздушного потока.

Для устранения вибрации корпуса установки во время работы двигатели Д_М и Д_В и компрессор ХА амортизированы.

В зоне стабильной температуры размещаются образцовые катушки электрического сопротивления, нормальный элемент, элементы схемы измерительного моста(датчики температуры и резисторы R₉₂, R₉₆).

Образцовые катушки электрического сопротивления подключаются к схеме установки при помощи жгута, на котором имеется маркировка с указанием номинальных значений сопротивлений.

В рабочем положении термостат закрывается крышкой.

Поддержание постоянной температуры в термостате осуществляется следующим образом: при температуре масла в зоне стабильной температуры около +19,94ºС терморегулятор включает нагреватели и температура масла повышается. При температуре около +20,03ºС терморегулятор включает ХА, в результате чего испаритель последнего отбирает тепло из воздушной камеры, что вызывает охлаждение днища ванны и понижение температуры масла в зоне стабильной температуры.

Поочередное включение терморегулятором нагревателей и ХА приводит к тому, что в зоне стабильной температуры поддерживается температура +20±0,15ºС.

Делитель напряжения Р356(20) и шунт многопредельный Р357(21) с усилителем Ф356 располагается на специальных полках внутри установки.

Все блоки размещаются в корпусе установки и соединены монтажными жгутами и шинами, опирающимися на изоляционные колодки.

В правой части горизонтальной панели установки размещается потенциометр Р355(7).

В левой части установки имеется подъемная полка (13), фиксирующаяся в горизонтальном положении, предназначенная для увеличения площади рабочего места.

На правой боковой стенке установки расположены штепсельные гнезда (11) для подключения питания установки к сети и внешнему стабилизатору напряжения (25), зажим зажимы «┴» для подключения к внешнему контуру заземления, окна для ввода кабеля усилителя потенциометра (8) и для прохода соединительных проводов к панели.

Поочередное включение терморегулятором нагревателей и

ХА приводит к тому, что в зоне стабильной температуры поддерживается температура +20±0,15°С.

Делитель напряжения P356 (20) и шунт многопредельный Р357 (21) с усилителями Ф356 располагается на специальных полках внутри установки.

Все блоки размещаются в корпусе установки и соединены монтажными жгутами и шинами, опирающимися на изоляционные колодки.

Конструкция установки сборная из плоских рам, труб, кронштейнов, щитов из декоративной фанеры с обрамлением по торцам.

В правой части горизонтальной панели установки размещается потенциометр Р355(7).

В левой части установки имеется подъемная полка (13) фиксирующаяся в горизонтальном положении, предназначенная для увеличения площади рабочего места.

При использовании установки в комплекте с поверочной установкой переменного тока для соединения с частью переменного тока имеются зажимы, расположенные на панели (22), смонтированной внутри установки.

На правой боковой станке установки расположены штепсельные гнезда (II) для подключения питания установки к сети и внешнему стабилизатору напряжения (25) , зажим «┴» для подключения к внешнему контуру заземления, окна дня ввода кабеля усилителя потенциометра (8) и для прохода соединительных проводов к панели (20).