Aparate Înregistratoare

Generalitati,notiuni teoretice definiti

Indicatoarele si înregistratoarele electronice fac parte din categoria aparatelor secundare de panou. Acestea sunt aparate electronice fabricate într-un numar mare de variante constructive, oferind posibilitatea afisarii si înregistrarii continue a valorilor instantanee ale unor semnale, în special din instalatiile de automatizare a proceselor lente. Pot functiona cu semnal unificat la intrare sau cuplate direct la traductoare.

Concomitent cu indicarea si înregistrarea acestor semnale în raport cu timpul, aparatele realizeaza si o serie de functii suplimentare (adaptare, semnalizari de depasiri ale limitelor, prescriere de referinta etc.), care permit reducerea numarului aparatelor din buclele de reglare, rezultând însemnate economii în costul echipamentelor de automatizare si totodata cresterea fiabilitatii.

Pentru indicarea, sau înregistrarea, unor parametri de proces s-ar putea utiliza cu bune rezultate si aparatura cu precizie mai redusa (clasa 1 sau 1,5) dar, functiile suplimentare necesita o precizie mai ridicata, ceea ce confera si aparaturii de acest tip precizie superioara.

Principiul care sta la baza functionarii acestor aparate este cunoscut sub denumirea de principiul compensarii automate . În cazul semnalelor neunificate (tensiuni continue sau rezistente variabile), aparatele compara semnalul de intrare cu un semnal intern (tensiune continua sau rezistenta) a carui valoare depinde de pozitia acului indicator, sau a penitei. În cazul semnalelor de tensiune, comparatia se face prin metoda potentiometrica, iar în cazul rezistentelor, comparatia se face cu ajutorul unei punti Wheatstone. Daca exista diferente între cele doua semnale comparate, rezulta un semnal de eroare, care este aplicat unui amplificator de c.c. cu circuite integrate. Semnalul de iesire al amplificatorului de eroare este aplicat etajului final ce comanda un servomotor electric. Acesta deplaseaza acul indicator si cursorul potentiometrului de reactie pâna când semnalul de eroare se anuleaza, moment în care acul indicator arata valoarea semnalului aplicat la intrarea aparatului.

În cazul semnalelor de c.c. unificate, principiul de functionare este identic cu cel descris, cu precizarea ca în cazul semnalelor unificate, acestea se aplica unor rezistente calibrate (de valoare dependenta de domeniul semnalului unificat), care transforma informatia de curent într-o tensiune proportionala cu acesta.

În functie de tipul motorului electric utilizat pentru actionarea mecanismului de deplasare a penitei sau a acului indicator, se realizeaza trei tipuri de indicatoare si înregistratoare: cu motoare de c.c., cu motoare de cuplu si cu motoare liniare.

Indicatoarele cu motor de curent continuu necesita utilizarea unor reductoare electromecanice între motor si cursorul reostatului de reactie.

Figura 1.

Circuitul de comanda (figura 1.) poate avea trei stari, asociate starii celor doua tranzistoare: starea în care T 1 este saturat iar T 2 blocat; starea în care T 2 este saturat iar T 1 blocat si starea în care ambele tranzistoare sunt blocate. La intrarea amplificatorului operational se aplica o tensiune egala cu diferenta dintre tensiunea de la intrare u i si tensiunea de pozitie u p a cursorului potentiometrului de reactie. Potentiometrul de reactie este alimentat de la o sursa de curent.

Reactia negativa aplicata de la tensiunea de comanda a motorului de c.c. printr-un element caracterizat printr-o functie de transfer de ordinul întâi are rolul de a amortiza socurile.

Schema electronica a indicatoarelor cu motor de cuplu este similara cu cea prezentata pentru motoarele de c.c., cu deosebirea ca motorul de cuplu necesitând o amplificare mai mare, dupa amplificatorul operational se folosesc si etaje de amplificare cu tranzistoare. Utilizarea motoarelor de cuplu prezinta avantajul ca nu mai sunt necesare reductoare electromecanice între motor si cursorul reostatului de reactie.

Înregistratoarele electronice analogice sunt dotate, în plus fata de indicatoare, cu un motor sincron, care, printr-un sistem de roti dintate, antreneaza hârtia în fata penitei de înregistrare. Banda înregistratoare de hârtie, de o anumita lungime si latime este deplasata prin intermediul unui tambur care se roteste cu o viteza constanta, fiind actionat de catre un motor electric printr-un reductor. Acest sistem asigura o viteza constanta de deplasare a benzii.

Functiile auxiliare cu care sunt dotate aceste aparate pot fi individuale, simultane sau cu excludere reciproca (în cazul aparatelor cu doua sau mai multe intrari).

Principalele functii auxiliare sunt:

1. Functia M : semnalizeaza prin contact de releu depasirea limitelor inferioara sau superioara a semnalului masurat. Limitele sunt usor de fixat si se evidentiaza pe scala printr-un index;

2. Functia K : identica cu functia M dar fara evidentierea indexului pe scala aparatului;

3. Functia S : exista doar la înregistratoarele în mai multe puncte si se utilizeaza împreuna cu unul sau mai multe elemente de semnalizare tip X 71 prin care se semnalizeaza depasirea unei limite sau a unei zone prestabilite pentru parametrul masurat;

4. Functia C : transmiterea semnalului de eroare dintre pozitia acului indicator (înregistrator) si pozitia unui index de referinta fixat manual în orice punct al scalei;

5. Functia TS : transmiterea unui semnal de referinta în domeniul 0,4 ¸ 2 Vc.c. proportional cu pozitia unui index fixat manual;

6. Functia T : transmiterea unui semnal proportional cu valoarea indicata în gama 0,4 ¸ 2 Vc.c.;

7. Functia R : extragerea radacinii patrate din semnalul de intrare. Indicatia aparatului este proportionala cu radacina patrata a semnalului de intrare. Este necesara în cazul masurarilor de debite pe principiul presiunii diferentiale;

8. Functia B : semnalizarea la întreruperea circuitului de intrare prin deplasarea acului indicator spre una din extremitatile scalei si actionarea unui întrerupator. Functia este des utilizata în cazul masuratorilor de temperatura cu termocuplu (fara adaptor);

9. Functia D : comutarea automata (sau manuala) pe doua domenii diferite de masurare;