Mundarija Kirish I. Nazariy qism

1.5. Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish va boshqaruv

Temperaturani qarshilik termometrlari bilan o‘lchash temperatura o‘zgarishi bilan o‘tkazgichlar qarshiligining o‘zgarish xususiyatiga asoslangan. Demak, o‘tkazgich yoki yarim o‘tkazgichning omik qarshiligi uning temperaturasi funksiyasidan iborat, ya’ni R=f(t). Bu funksiyaning ko‘rinishi termometr qarshiligi materialining xossalariga bog‘liq. Ko‘pchilik toza metallarning elektr qarshiliklari temperatura ko‘tarilishi bilan ortadi, metall oksidlar (yarim o‘tkazgichlar) ning qarshiligi esa kamayadi. Qarshilik termometrini tayyorlashda quyidagi talablarga javob beruvchi toza metallar qo‘llaniladi:

1. Metall o‘lchanayotgan muhitda oksidlanmasligi va uning kimyoviy tarkibi o‘zgarmasligi kerak.
2. Metallning temperatura qarshilik koeffitsienti etarli darajada katta va stabillashgan bo‘lishi lozim.
3. Qarshilik temperatura o‘zgarishi bilan to‘g‘ri yoki ravon egri chiziqli keskin chetlanishlar va gisterezis holatlarisiz o‘zgarishi kerak.
4. Solishtirma elektr qarshilik deyarli katta bo‘lishi kerak. Ma’lum temperaturalar intervalida yuqoridagi talablarga platina, mis, nikel, temir, volfram kabi metallar javob beradi.
Qarshilik termometrining issiqlik sezgir elementi diametri 0,05...0,07 mm ga teng platina simdan (TSP) yoki diametri 0,1 mm ga teng toza mis elektrolit simdan (TSM) ishlanadi. Sanoatimiz ishlab chiqaradigan platinali qarshilik termometrlari –200^oС dan +650^oС gacha bo‘lgan temperaturalarni o‘lchashga mo‘ljallangan. Platina sim chetlari tishli slyuda plastinaga induksiyasiz (biflar) o‘raladi. Plastinaga o‘ralgan platina sim, uning izolyasiyasi va mexanikaviy mustahkamligini ta’minlash uchun, ikki tarafidan slyuda qoplagichlar bilan berkitiladi. Uchala slyuda detal (platina va qoplagichlar) kumush lenta bilan paket hosil qilgan.[15]
Platina simning uchlariga kumush simdan chiqarmalar kavsharlangan. Qarshilik elementi alyuminiydan ishlangan ichki himoya g‘ilofga joylangan. Qarshilik termometrining yig‘ilgan elementi alyuminiy kallakli tashqi himoya trubkaga o‘rnatiladi.
Misli qarshilik termometrlarini sanoatda -50^oС dan +180^oС gacha temperaturalarni o‘lchash uchun chiqariladi. Standart misli qarshilik termometrining emal simi bir necha qavat qilib silindr shaklidagi plastmassa sterjenga o‘raladi. Sim lak bilan qoplangan. Mis simning uchlariga diametri 1,0...1,5 mm ga teng ruxlangan mis chiqarmalar kavsharlangan. Yig‘ilgan qarshilik termometri po‘lat himoya g‘ilofiga joylashtiriladi.
Nikel, temir va volfram ancha yuqori qarshilik temperatura koeffitsientiga ega, ammo bu metallarni kimyoviy toza shaklda olish qiyin, chunki ular tez oksidlanadi, shu sababli o‘zaro bir – birini bosadigan termometrlarni tayyorlash qiyinlashadi.
Qarshilik termometrlarini (termistorlar) tayyorlash uchun yarim o‘tkazgichlar (ba’zi metallarning oksidlari) ham ishlatiladi. Yarim o‘tkazgichlarning ahamiyatli afzalligi ularning qarshilik temperatura koeffientining balandligidir. Termoqarshiliklar tayyorlashda titan, magniy, temir, marganets, kobalt, nikel, mis oksidlari yoki ba’zi metallarning (masalan, germaniy) kristallari turli aralashmalar bilan birgalikda qo‘llaniladi.[17]
Barcha texnikaviy qarshilik termometrlari bir – birining o‘rnini bosadigan qilib chiqariladi. TSP termometrining darajalanish shartli belgilari quyidagicha: gr.20; gr.21; gr.22.
20, 21 va 22 darajalanishli termometrlarning boshlang‘ich qarshiligi (R₀) 10, 46 va 100 Om ga teng.
TSM qarshilik termometrlarining boshlang‘ich qarshiligi R₀=53 Om (gr.23) va R₀=100 Om (gr.24).[14]
Manometrik termometrlarga nisbatan qarshilik termometrlari bir qator afzalliklarga ega, ya’ni o‘lchash aniqligi yuqori, ko‘rsatishlarni masofaga uzatish imkoni bor, bir necha termometrlarni bir o‘lchov priboriga ulash yo‘li bilan temperaturani kontrol qilishni markazlashtirish, ko‘rsatishlarning kechikishi kam va hokazo.
Qarshilik termometrlarining kamchiligi – qo‘shimcha tok manbaining zarurligidir.
Termometrlarning o‘lchov pribori sifatida muvozanat ko‘priklari va logometrlar, yarim-o‘tkazgichli termoqarshiliklarning o‘lchov pribori sifatida esa, odatda, nomuvozanat ko‘priklar xizmat qiladi. Muvozanat ko‘priklar ikki xil: laboratoriyada (noavtomatik) va sanoatda ishlatiladigan (avtomatik) bo‘ladi. Avtomatik muvozanat ko‘priklar ko‘rsatuvchi, o‘ziyozar va rostlovchi qilib ishlanadi.
Ko‘prik ikkita doimiy qarshiliklar (rezistorlar) R₁ va R₂, reoxord R_r, qarshilik termometri R_t va ulaydigan simlar qarshiliklari Rsim dan iborat. Ko‘prikning bir diagonaliga E doimiy tok ta’minlash manbai, ikkinchisiga esa pereklyuchatel P orqali nol pribor N_P ulanadi. Reoxord R_r ning dvijogi siljishi tufayli erishilgan ko‘prikning muvozanat holatida uning diagonalidagi tok kuchi nolga teng bo‘ladi, ya’ni J_o=0. Shu momentda ko‘prikning “v” va “d” cho‘qqilaridagi potensiallari teng bo‘ladi, J manba ko‘prikning “a” cho‘qqisidan ikkiga, J₁ va J₂ ga teng bo‘lgani uchun quyidagi tenglamani yozish mumkin:
R₁J₁=R₂J₂ (11)
Ko‘prikning v_s va s_d elkalaridagi qarshilikning kamayishi ham teng bo‘lgnani uchun
J_pR_p=J_t(R_t+2R_sim) (12)

Agar J₀=0, J₁=J_p va J₂=J_t bo‘lsa,

R₁(R_t+2R_sim)=R_p∙R₂ (13)

Agar atrofdagi temperaturani doimiy deb hisoblasak, 2R_sim=const. U holda tenglama quyidagi ko‘rinishni oladi:

R_t=KR_p-K₁ (14)

Shunday qilib, R_t o‘zgarishi bilan reoxord qarshiligi R_r ni o‘zgartirib ko‘prikni muvozanat holatga keltirish mumkin. O‘lchanayotgan muhit temperaturasining o‘zgarishi katta bo‘lib, R_r ning o‘zgarishi sababli yuzaga keladigan xato miqdori ko‘payib ketish havfi paydo bo‘lganda, qarshilik termometrining uch simli ulash sxemasi qo‘llanadi. Bunday ulash usulida bir simning qarshiligi R_t qarshilikka, ikkinchi simning qarshiligi esa R_r o‘zgaruvchan qarshilikka qo‘shiladi. Ko‘prik muvozanatining tenglamasi quyidagicha bo‘ladi:

R₁=R₂ bo‘lsa, R_t+R_sim=R_p+R_sim (15)

Bu tenglamadan ko‘rinib turibdiki, uch simli sxemada simlarning qarshiligi o‘lchov natijasiga ta’sir qilmaydi.

Temperaturani o‘lchash va yozib olish uchun qo‘llaniladigan avtomatik muvozanat ko‘priklar quyidagi asosiy gruppalarga bo‘linadi:
- ko‘rsatuvchi;
- ko‘rsatuvchi va lenta diagrammali o‘ziyozar;
- ko‘rsatuvchi va disk diagrammali o‘ziyozar.
Korpus, ayrim element va bloklar hajmiga ko‘ra avtomatik muvozanat ko‘priklar xuddi potensiometrlardek mitti, kichik va normal gabaritli ko‘priklarga bo‘linadi. GOST 7164 – 71 ga muvofiq priborsozlik sanoatimiz 0,25; 0,5 va 1,0 aniqlik klassiga ega bo‘lgan avtomatik muvozanat ko‘priklarini chiqaradi [17].