Avtomatlashtirish va boshqarish

Potensiometrlar
Asboblarga o‘lchash aniqligi nuqtai nazaridan qo‘yiladigan talablar oshganligi sababli hozir haroratni termojuft bilan o‘lchashda millivoltmetrlardan foydalanishdagi kamchiliklardan holi bo‘lgan kompensatsion yoki potensiometrik usul tobora keng qo‘llanilmoqda.
Potensiometrik o‘lchash usuli millivoltmetr yordamida olib boriladigan o‘lchashdan ancha afzaldir: potensiometrning ko‘rsatishi tashqi zanjir qarshiliklarining o‘zgarishiga, asbob haroratiga bog‘liq emas. Potensiometrda termojuft erkin uchlari haroratining o‘zgarishiga avtomatik ravishda tuzatish kiritiladi, shuning uchun, o‘lchash aniqligi yuqori bo‘ladi. Potensiometrik o‘lchash usuli o‘lchanayotgan termojuft TEYuK ini potetsiallar ayirmasi. bilan muvozanatlashtirishga asoslangan. Bu potensiallar ayrmasi kalibrlangan qarshilikda yordamchi tok manbaidan hosil bo‘ladi. Potensiallar ayirmasi termojuft TEYuK ning teskari ishorali qiymatiga teng.
Harorat yoki TEYuK ni o‘lchash uchun ko‘llaniladigan, qo‘l bilan muvozanatlashtiriladigan potensiometrning prinsipial sxemasi 2.9-rasmda ko‘rsatilgan.

7.2 – rasm. Qo‘l bilan muvozanatlashtiriladigan potensiometr sxemasi
Tok yordamchi ye manbadan zanjirga o‘tadi. Bu zanjirning b va S nuqtalari o‘rtasida R_r o‘zgaruvchan qarshilik — reoxord ulangan. Reoxord L uzunlikdagi kalibrlangan simdan iborat. b nuqta va oralikdagi reoxordning sirpanuvchi kontaktli sirpang‘ichi joylashgan har qanday D nuqta o‘rtasidagi potensiallar ayirmasi R_bD qarshilikka to‘g‘ri mutanosiblikda bo‘ladi. Ketma-ket ulangan termojuft bilan almashlab ulagich P orkali sezgir nol indikator NI ulanadi, termojuft zanjirida tok borligi shu indikator orkali aniqlanadi. Termojuftning toki R_bd tarmoqda yordamchi manba toki bilan bir yo‘nalishda yuradigan qilib ulanadi. TEYuK ni o‘lchash uchun reoxord sirpang‘ichi nol indikator strelkasini nolni ko‘rsatguncha suradi.

Ayni paytda R_bD qarshilikdagi kuchlanishning kamayishi o‘lchachayotgan TEYuK ga teng bo‘ladi. Quyidagi tenglama bu holatni xarakterlaydi:

E₍t_,t₀₎-I·R_bD=0 (7.7)

yoki
E₍t_,t₀₎=I·R_bD (7.8)

bu yerda, I R_bD—-ye manba kuchlanishining tarmoqdagi tushuvi.
Zanjir tarmog‘idagi tok kuchi butun zanjirdagi tok kuchiga teng, demak:
(7.9)
bundan,
(7.10)
Kompensatsiya paytida U_b,D=E₍t_,t₀₎ nazarda tutilsa;
(7.11)
Reoxord kalibrlangan qarshilikka, ya'ni uning xar bir uzunligining teng tarmog‘i bir xil qarshilikka ega bo‘lgani uchun
(7.12)
Shunday qilib, E(t,t₀) termojuftning TEYuK reoxord karshiligi R_BC tarmog‘idagi kuchlanish tushuvi miqdori bilan aniqlanib, qolgan qarshiliklarga bog‘liq emas. R_BC reoxord shkala bilan ta'minlanishi va shkala bo‘linmalari millivolt yoki harorat birliklariga teng bo‘lishi mumkin. TEYuK ni o‘lchash aniqligi reoxord zanjiridagi I tok kuchining o‘zgarmasligiga bog‘lik. Tok kompensatsion usul bilan beriladi va nazorat qilinadi. Buning uchun potensiometr sxemasiga normal elementli qo‘shimcha kontur kiritiladi. Odatda, normal element (NE) vazifasini simob-kadmiyli galvanik Veston elementi bajaradi. Bu elementning elektr yurituvchi kuchi 20°Cda 1.0183V ga teng. NE almashlab ulagich P orqali qarshilik R_NE uchlariga ulanadi va uning EYuKi yordamchi tok manbai ye ning EYuKi tomon yo‘nalgan bo‘ladi. Qarshilik R yordamida kompensatsion zanjirdagi tok kuchini rostlash bilan NI ning strelkasi nolni ko‘rsatishiga erishiladi. Bunday holda kompensatsion zanjirdagi tok kuchi quyidagicha ifodalanadi

(7.13)
Termojuftning TEYuK ni o‘lchashda P almashlab ulagich I vaziyatdan O‘ vaziyatga o‘tkaziladi. Reoxord R_R ning D sirpang‘ichini siljitib b va s nuktalar orasidagi potensiallar ayirmasini termojuft TEYuK iga tenglashtiriladi. Shu paytda termojuft zanjiridagi tok kuchi 0 ga teng, shuning uchun,

(7.14)
E_NE va Rne larning qiymati o‘zgarmas bo‘lgani uchun TEYuK ni aniqlash qarshilik tarmog‘ining uzunligini aniqlash bilan baravardir.

EYuK ni kompensatsion usul bo‘yicha o‘zgaruvchan tok sharoitida ham o‘lchash mumkin. Ammo bu holda o‘lchash aniqligi birmuncha pastroq, o‘zgaruvchan tokda ishlaydigan asboblar esa birmuncha murakkabroqdir. Ko‘chma potensiometrlar sex va laboratoriya sharoitlarida tekshiruv va darajalash ishlarida EYuK ni kompensatsion usul bo‘yicha o‘lchash uchun qo‘llaniladi; namuna potensiametrlar aniq o‘lchashlarda ishlatiladi. Bu asboblarning o‘lchash sxemalari yuqorida ko‘rilgan sxemaga o‘xshash, faqat farqi shundaki, o‘lchov reoxordi namuna qarshiliklardan tashkil topgan seksiyalar shaklida tayyorlanadi.

7.3 – rasm. Avtomatik potensiometrning tuzilish sxemasi.
Yuqorida ko‘rilgan potensiometrlarda o‘lchash zanjirining nobalans toki nol indikator asbobi strelkasini xarakatga keltiradi, avtomatik potensiometrlarda esa bu asbob yo‘q. Uning o‘rniga elektron blok ishlatiladi.

Ko‘chma potensiometrlardan farqli o‘larok, avtomatik potensiometrlardagi reoxordning sirpang‘ichi qo‘l bilan emas, balki maxsus qurilma orqali avtomatik ravishda siljiydi. 7.3-rasmda avtomatik potensiometrning tuzilish sxemasi ko‘rsatilgan.

TP termojuftli TEYuK ye_x ni o‘lchash uni kalibrlangan R_P reoxord kuchlanishining kamayishi bilan taqkoslash orqali bajariladi. Potensiometrning kompensatsion sxemasi sirpang‘ich K li reoxord R_r, o‘zgarmas kuchlanish ye_x ni o‘zgaruvchan kuchlanishga aylantirib beruvchi elektron kuchaytirgich 1, reversiv elektr dvigatel 2 va tok manbai ye_a dan iborat. Elektr dvigatel 2 reduktor 3 orqali sirpang‘ich K va strelka 4 bilan bog‘langan. Kompensatsion sxemaning sirpang‘ichi reoxord bo‘ylab kuchlanish tushuvi tomon avtomatik siljiydi. Bu siljish reversiv elektr dvigatel RD yordamida bajariladi va nomuvozanat (kuchlanish nolga teng) bo‘lgunicha davom etadi. Shunday qilib sirpang‘ich K va unga biriktirilgan strelkaning vaziyati TEYuK ning qiymatini, demak, o‘lchanayotgan haroratni ko‘rsatadi. Qarshilik R kompensatsion zanjirdagi ish tokini rostlash uchun xizmat qiladi.
7.3-rasmda zamonaviy avtomatik potensiometr (KSP-4) o‘lchash qismining prinsipial sxemasi keltirilgan. Potensiometr o‘lchash ko‘prigining diagonallaridan biriga elektron kuchaytirgich EK va termojuft TP ketma-ket ulangan. Termojuftni ulash elektromagnit maydon ta'sirini kamaytirish uchun mo‘ljallangan filtr (rasmda filtrning R_f — S_f sodda sxemasi ko‘rsatilgan) orqali bajariladi. O‘lchash ko‘prigining ikkinchi diagonaliga stabillashgan tok manbai STM ulanadi. Bu manba o‘lchash zanjiridagi ish tokining o‘zgarmasligini ta'minlaydi.
Termojuft TP dan (yoki biron boshqa datchikdan) olingan o‘lchash axboroti signalining o‘zgarishi bilan elektron kuchaytirgichning kirishiga nobalanslik signali beriladi. Bu signal ma'lum bir o‘zgartgich orqali o‘zgaruvchan tokka aylanib, reversiv dvigatel RD aylanish holatiga kelguncha kuchayadi. Reversiv dvigatelning aylanish yo‘nalishi nobalanslik ishorasiga bog‘liq. Bu aylanish natijasida mexanik uzatma (shkiv yoki tros) yordamida R_r reoxord sirpang‘ichi nobalanslik signali o‘chguncha siljiydi.
7.4 – rasm. Avtomatik potensiometr o‘lchash qismining prinsipial sxemasi
Bulardan tashqari potegsiometr o‘lchash sxemasiga qurilmaning umuman normal ishini ta'minlovchi bir kator elementlar kiradi. R_sh, R_k, r_k qarshiliklar reoxord qarshiligi R_p ni rostlash uchun xizmat qiladi: bunda asbobning darajalanish va o‘lchash oralig‘i, ya'ni o‘lchash chegaralari nazarda tutilishi lozim. Qarshilik R_n va g_n lar yordamida shkala boshlanishi rostlanadi. R_d ballastli qarshilik, R_rt, R_rt va R_s rezistorlar STM ta'minlash manbaining ish tokini cheklash va rostlash uchun qo‘llaniladi. R_m rezistor termojuft erkin uchlaridagi harorat o‘zgarishining ta'sirini kompensatsiya qilish uchun mo‘ljallangan va termojuft uchlari ulangan joy, ya'ni asbobning kirish panelida joylashgan, R_M dan tashqari hamma rezistorlar manganindan, R_m rezistor esa mis yoki nikeldan tayyorlanadi.

Potensiometrlarning turli xil o‘lchamlardagi ko‘rsatuvchi, qayd qiluvchi, signal beruvchi, rostlovchi turlari chiqariladi.

Avtomatik potensiometrlarning aniqlik sinfi: 0,25; 0,5 va 1,0.
Termojuftning TEYuK ini aniq o‘lchash va magnitoelektr millivolmetr hamda avtomatik potensiometrlarni tekshirish uchun o‘zgarmas tokda ishlaydigan laboratoriya potensiometrlaridan foydalaniladi: ko‘chma PP-63 va PP-70; namuna R330, R371 va boshqa potensiometrlar. Namuna asboblarning aniqlik sinfi: 0,002 va 0,005.