Κανονικοποίηση μετατροπέων — σκοπός, συσκευή και αρχή λειτουργίας
Για τον σκοπό της πρωτογενούς επεξεργασίας του σήματος από την έξοδο ενός πρωτεύοντος μορφοτροπέα, όπως ένα θερμόμετρο αντίστασης, ένα θερμοηλεκτρικό θερμόμετρο ή μια συσκευή μέτρησης που εξάγει ένα σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος (για παράδειγμα, ένα μανόμετρο), ένας μετατροπέας κανονικοποίησης είναι μεταχειρισμένος. Ονομάζεται επίσης μετρητικός ή ενδιάμεσος μετατροπέας.
Ο μετατροπέας κανονικοποίησης καθιστά δυνατή τη λήψη ενός εύπεπτου σήματος DC από το διαθέσιμο πρωτεύον σήμα (για παράδειγμα, το thermoEMF E ή η τιμή αντίστασης Rt μπορεί να λειτουργήσει ως τέτοιο πρωτεύον σήμα).
Για παράδειγμα, ας δούμε πώς λειτουργεί ο μετατροπέας μέτρησης τύπου PT-TP-68, που έχει σχεδιαστεί για να επεξεργάζεται ένα σήμα από ένα θερμοηλεκτρικό θερμόμετρο.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα απλοποιημένο διάγραμμα αυτού του μετατροπέα, το οποίο επιτρέπει τη λήψη σταθερής Iout εντός 5 mA από το thermoEMF E του θερμομέτρου μέσω της αντίστασης φορτίου Rn, ονομαστικά 2,5 kOhm.Το κύκλωμα περιέχει: γέφυρα ανορθωτή MK, ενισχυτή εξόδου ρεύματος, ενισχυτή ανάδρασης και αντίσταση ανάδρασης.
Οι τρεις αντιστάσεις της γέφυρας ανορθωτή αποτελούνται από Μαγγάνιο (ειδικό μέταλλο με χαμηλό συντελεστής θερμοκρασίας ηλεκτρικής αντίστασης), και η τέταρτη αντίσταση είναι κατασκευασμένη από χαλκό και βρίσκεται πιο κοντά στους ακροδέκτες του θερμομέτρου αντίστασης.
Ο μετατροπέας λειτουργεί σύμφωνα με ένα στατικό σχήμα αυτο-αντιστάθμισης: η τάση από το θερμόμετρο αντίστασης προστίθεται στην τάση από τα άκρα της γέφυρας (διορθώνεται με αυτόν τον τρόπο), στη συνέχεια συγκρίνεται με την τάση ανάδρασης Uos. Το προκύπτον μη αντισταθμισμένο σήμα ενισχύεται από έναν ενισχυτή εξόδου ρεύματος.
Με τροφοδοσία στο εξωτερικό κύκλωμα της αντίστασης φορτίου, το ρεύμα εξόδου μέσω του διαχωριστή (δεν φαίνεται στο διάγραμμα) τροφοδοτείται στον ενισχυτή ανάδρασης της συσκευής ανάδρασης (που αποτελείται από έναν ενισχυτή ανάδρασης και μια αντίσταση ανάδρασης). Τα ρεύματα εισόδου και εξόδου του ενισχυτή ανάδρασης (FBO) είναι ανάλογα με το kos. Ως αποτέλεσμα, το σήμα ανάδρασης μέσω της αντίστασης ανάδρασης δημιουργείται από το ρεύμα ανάδρασης με την επίδραση του κέρδους του ενισχυτή ανάδρασης.
Τώρα εξετάστε ένα παράδειγμα ενός μετατροπέα κανονικοποίησης που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί θερμόμετρο αντίστασης.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα απλοποιημένο διάγραμμα του μετατροπέα κανονικοποίησης του μοντέλου PT-TS-68, το οποίο καθιστά δυνατή τη λήψη ενός ενοποιημένου σήματος με τη μορφή ρεύματος στην περιοχή από 0 έως 5 mA μετατρέποντας γραμμικά την τιμή του αντίσταση του ευαίσθητου στοιχείου.
Ο μετατροπέας λειτουργεί σύμφωνα με ένα στατικό κύκλωμα για αυτόματη αντιστάθμιση.Περιλαμβάνει: μια γέφυρα μέτρησης, έναν ενισχυτή εξόδου ρεύματος και μια συσκευή αρνητικής ανάδρασης (που αποτελείται από έναν ενισχυτή ανάδρασης και μια αντίσταση ανάδρασης).
MI - η γέφυρα μέτρησης λειτουργεί εδώ σε κατάσταση μη ισορροπίας, μετατρέπει την αλλαγή της αντίστασης του θερμομέτρου σε σταθερή τάση, η οποία αφαιρείται από τα άκρα της γέφυρας και τροφοδοτείται σε έναν ενισχυτή με έξοδο ρεύματος. Τρεις αντιστάσεις έρματος γεφυρών είναι κατασκευασμένες από μαγγανίνη (μικρό TKS). Η γέφυρα τροφοδοτείται από σταθεροποιημένη παροχή ρεύματος… Το ίδιο το θερμόμετρο συνδέεται με τη γέφυρα μέτρησης σε ένα κύκλωμα τριών συρμάτων.
Μετατροπέας κανονικοποίησης OWEN NPT-3
Για την αυτοματοποίηση των τεχνολογικών διαδικασιών, είναι πιο βολικό να λαμβάνετε πληροφορίες σχετικά με τη μέτρηση του συνεχούς ρεύματος, ειδικά εάν η περαιτέρω επεξεργασία πραγματοποιείται από υπολογιστές πληροφοριών. Για το λόγο αυτό, οι συσκευές εξόδου AC χρησιμοποιούν μπλοκ κανονικοποίησης που μετατρέπουν το AC σε ένα βολικό σήμα DC για επεξεργασία.
Έτσι, οι συσκευές μέτρησης με έξοδο AC μπορούν να λειτουργήσουν με μονάδες μέτρησης και οι συσκευές μέτρησης με εισόδους DC. Αλλά πρόσθετα μπλοκ τυποποίησης οδηγούν σε αύξηση των σφαλμάτων και μείωση της αξιοπιστίας, αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, επομένως, στο στάδιο της δημιουργίας αυτοματοποιημένων συστημάτων για τόσο σημαντικές βιομηχανίες, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν αμέσως συσκευές με έξοδο που δεν απαιτεί περιττούς μετασχηματισμούς.