측정과 비교 방법

측정 기술에서는 측정된 양의 값과 특별한 측정에 의해 재현된 양의 값을 비교하여 정확도를 향상시키는 방법이 자주 사용됩니다. 이 경우 다른(차동) 신호를 측정하는데, 일반적으로 측정의 오차가 작기 때문에 높은 측정 정확도가 보장됩니다.

이 방법은 브리지 및 전위차계 측정 작업의 기초입니다.

일반적으로 측정에 의해 재현된 값은 조정되며 측정 과정에서 그 값은 측정된 값의 값과 정확히 동일하게 설정됩니다.

브리지를 측정할 때 저항은 물체의 온도가 변할 때 변하는 열 변환기의 저항이 균형을 이루는 데 도움이 되는 레오코드와 같은 측정으로 사용됩니다.

조정된 출력이 있는 안정적인 전압 소스는 일반적으로 전위차계 측정에 사용됩니다. 측정 과정에서 이러한 소스의 전압을 사용하여 센서에서 생성된 EMF가 보상됩니다. 이 경우 이 측정 방법을 보상이라고 합니다.

두 경우 모두 다음 장치(장치)의 작업은 측정된 값과 측정값이 동일하다는 사실을 등록하는 것이므로 해당 장치에 대한 요구 사항이 크게 줄어듭니다.

브리지를 측정하여 온도 결정

예를 들어 수동 모드에서 측정 브리지의 작동 원리를 고려하십시오.

그림 1a는 OR 제어(또는 OI 측정)를 위해 특정 물체의 온도 Θ를 측정하는 브리지 회로를 보여줍니다. 이러한 회로의 기본은 소위 브리지 암을 형성하는 4개의 저항 RTC, Rp, R1, R2의 폐쇄 회로입니다. 이러한 저항의 연결점을 정점(a, b, c, d)이라고 하고 반대쪽 정점(a-b, c-d)을 연결하는 선을 브리지의 대각선이라고 합니다. 대각선 중 하나(c-d, 그림 1.a)에는 공급 전압이 공급되고 다른 하나(a-b)는 측정 또는 출력입니다. 이러한 회로를 브리지라고 하며 전체 측정 장치에 이름을 부여합니다.

RTC 저항기는 측정 대상에 매우 근접한 위치(주로 내부)에 있는 기본 온도 측정 변환기(서미스터)이며 최대 수 미터 길이의 와이어를 사용하여 측정 회로에 연결됩니다.

이러한 열 변환기의 주요 요구 사항은 필요한 측정 범위의 온도에 대한 능동 저항 RTC의 선형 의존성입니다.

여기서 R0은 온도 Θ0(일반적으로 Θ0 = 20 ° C)에서 열 변환기의 공칭 저항입니다.

α - 열 변환기의 재질에 따른 온도 계수.

가장 일반적으로 사용되는 금속 서미스터 TCM(구리) 및 TSP(백금)는 금속 서미스터(MTP)라고도 합니다.

가변 저항 Rp는 위에서 설명한 고정밀 레오코드(측정)이며 변수 RTC의 균형을 맞추는 역할을 합니다. 저항 R1 및 R2는 브리지 회로를 완성합니다. 저항 R1 = R2가 같은 경우 브리지 회로를 대칭이라고합니다.

또한, 도. 1.a는 브리지의 균형을 고정하기 위한 널 장치(NP)와 섭씨 눈금이 있는 화살표를 보여줍니다.

쌀. 1. 브리지 측정을 통한 온도 측정: a) 수동 모드에서; b) 자동 모드에서

다리의 반대쪽 암 저항의 곱이 같을 때, 즉 센서를 연결하는 와이어의 저항을 고려할 때 다리의 균형(평형) 조건이 실현된다는 것은 전기 공학에서 알려져 있습니다.

여기서 Rp = Rp1 + Rp2는 와이어 저항의 합입니다. 또는 대칭 브리지의 경우(R1 = R2)

이 경우 측정 대각선에 전압이 없으며 제로 장치는 제로를 나타냅니다.

물체의 온도 Θ가 변하면 RTC 센서의 저항이 변하고 균형이 흐트러지며 슬라이딩 와이어의 슬라이더를 움직여서 복원해야 합니다.

이 경우 슬라이더와 함께 화살표는 눈금을 따라 이동합니다(그림 1.a의 점선은 슬라이더와 화살표 사이의 기계적 연결을 나타냄).

판독은 평형 순간에만 이루어지므로 이러한 회로와 장치를 종종 평형 측정 브리지라고 합니다.

그림에 표시된 측정 회로의 주요 단점. 1.a는 주변 온도에 따라 달라질 수 있는 전선 Rp의 저항으로 인해 발생하는 오류의 존재입니다.

이 오류는 센서를 연결하는 3선 방식을 사용하여 제거할 수 있습니다(그림 1.b 참조).

그 본질은 세 번째 와이어의 도움으로 공급 대각선의 상단 «c»가 열 저항으로 직접 이동하고 나머지 두 와이어 Rп1 및 Rп2는 서로 다른 인접 암에 있다는 사실에 있습니다. 대칭 브리지의 균형 상태는 다음과 같이 변환됩니다.

따라서 오류를 완전히 제거하려면 센서를 브리지 회로에 연결할 때 동일한 와이어(Rp1 = Rp2)를 사용하면 충분합니다.

자동 온도 조절 시스템

자동 측정 모드(그림 1b)를 구현하려면 위상에 민감한 증폭기(U)와 감속기가 있는 가역 모터(RD)를 제로 장치 대신 측정 대각선에 연결하는 것으로 충분합니다.

물체의 온도 변화 특성에 따라 유도로는 균형이 잡힐 때까지 RP 슬라이더를 한 방향 또는 다른 방향으로 이동합니다. a-b 대각선의 전압이 사라지고 모터가 정지합니다.

또한 엔진은 차트 스트립(DL)에 판독값을 기록하기 위해 필요한 경우 표시기 포인터와 레코더(PU)를 이동합니다. 그래픽 바는 동기식 모터(SM)에 의해 일정한 속도로 구동됩니다.

자동 제어 이론의 관점에서 이 측정 설비는 자동 제어(SAK) 온도 시스템이며 네거티브 피드백이 있는 서보 시스템 클래스에 속합니다.

피드백 기능은 모터 샤프트 RD를 레코드 Rp에 기계적으로 연결하여 수행됩니다. 설정점은 TC 열전대입니다. 이 경우 브리지 회로는 두 가지 기능을 수행합니다.

1. 비교 장치

2.변환기(ΔR에서 ΔU로).

전압 ΔU는 오류 신호입니다.

리버싱 모터는 실행 요소이며 출력 값은 1 화살표(또는 기록 단위)의 이동입니다. 각 SAC의 목적은 제어된 값에 대한 정보를 인간이 인식하기 편리한 형태로 제공하는 것입니다.

KSM4 측정 브리지(그림 2)의 실제 회로는 그림 2에 표시된 것보다 약간 더 복잡합니다. 1.b.

저항 R1은 절연 전선에 감긴 전기 저항이 높은 전선입니다. 이동식 모터는 슬라이드 와이어와 슬라이드 와이어에 평행한 구리 버스를 가로질러 미끄러집니다.

측정 정확도에 대한 모터의 과도 접촉 저항의 영향을 줄이기 위해 모터에서 분리된 슬라이딩 와이어의 두 부분이 브리지의 다른 암에 포함됩니다.

나머지 저항기의 용도:

• R2, R5, R6 — 기동, 측정 한계 또는 스케일 범위 변경,

• R3, R4 — 눈금 시작 부분의 온도를 설정(선택)합니다.

• R7, R9, P10 - 브리지 회로를 완성합니다.

• R15 - 브리지의 다른 암에 있는 전선 Rп의 저항을 동일하게 조정하려면,

• R8 — 서미스터 전류를 제한합니다.

• R60 — 앰프의 입력 전류를 제한합니다.

모든 저항은 망가닌 와이어로 만들어집니다.

브리지는 전원 변압기의 특수 권선에서 교류 전압(6.3V)으로 전원을 공급받습니다.

증폭기(U) - 위상에 민감한 AC.

RD(Executive Reversible Motor)는 기어박스가 내장된 2상 유도 모터입니다.

쌀. 2. 단일 채널 온도 측정 모드에서 KSM4 장치의 개략도.