025 bmp

4. Elektryczne rejestratory analogowe wielkości wolnozmiennych

4.1. Wiadomości ogólne

Rejestratory przeznaczone są do zapisu informacji na odpowiednim nośniku w celu stworzenia trwałego dokumentu odwzorowującego daną informację. W rozwiązaniach praktycznych rejestratory stanowiące całość z regulatorami mogą spełniać jednocześnie funkcje wskaźników, rejestratorów i sygnalizatorów.

Rejestratory klasyfikuje się ze względu na różne cechy. Mogą one pracować w układzie otwartym (wychyłowe) i w układzie zamkniętym (kompensacyjne), rozróżnia się rejestratory jednej zmiennej (jednokanałowe) i wielu zmiennych (wielokanałowe). Zc względu na rodzaj zapisu wśród rejestratorów można wyróżnić przyrządy o działaniu ciągłym i nieciągłym. Istnieją rejestratory zapisujące przebiegi wielkości będące funkcją czasu lub innych wielkości.

W budowie rejestratorów wyróżnia się dwa zasadnicze człony:

1)    przetwornik pomiarowy,

2)    układ formowania zapisu.

Przetwornik pomiarowy przekształca wielkość mierzoną na wychylenie organu rejestrującego. Rozwiązania konstrukcyjne przetworników pomiarowych zależą od ich przeznaczenia wynikającego z rodzaju rejestrowanych wielkości. W przypadku pomiaru wielkości elektrycznych rejestratory mają konstrukcję identycznąjak elektryczne przyrządy pomiarowe.

Układ formowania zapisu zawiera nośnik informacji (taśma) oraz układ mechaniczny napędu nośnika (z reguły w funkcji czasu), który stanowią: element napędowy (silnik elektryczny, mechanizm sprężynowy lub pneumatyczny), przekładnia i element bezpośrednio napędzający nośnik (wałek, tarcza).

Zapis na nośniku utrwala się:

-    atramentem (tuszem), za pomocą kapilary lub nasyconej taśmy stykających się z nośnikiem papierowym (prędkość nośnika do 200 mm/sek),

-    rylcem, na nośniku uzyskanym przez naniesienie na podłoże odpowiedniej warstwy kryjącej,

-    przez zmianę struktury warstwy związku naniesionego na papierowe podłoże nośnika; w zależności od zastosowanego związku stosuje się metodą fotooptyczną, ter-; miczną, elektrochemiczną, elektroiskrową, kserograficzną i inne.

W rejestratorach istnieje możliwość dwojakiego przedstawiania przebiegu utrwalonego na nośniku:

1)    przez zapis uzyskiwany w formie linii ciągłej,

2)    przez zapis uzyskiwany w postaci kolejnych punktów nanoszonych na nośnik. Otrzymanie na nośniku czytelnego oscylogramu wielkości mierzonej w funkcji czasu wymaga dobrania odpowiedniej prędkości względnego przesuwania się nośnika i pisaka, zależnej od parametrów sygnału rejestrowanego. Dla przebiegów sinusoidalnie zmiennych prędkość ta powinna być bliska wartości otrzymanej z zależności

V = —A-n- f    (4.1)

" 2

gdzie: A - amplituda oscylogramu na nośniku,

/-częstotliwość rejestrowanego przebiegu.

Przy małej prędkości otrzymuje się zagęszczenie wykresu (zlewanie się linii). Zbyt duża prędkość powoduje nadmierne rozciągnięcie wykresu wzdłuż osi czasu, co utrudnia analizę oscylogramu i powoduje duże zużycie nośnika. Ponadto na oscylogramie niepotrzebnie może zostać utrwalony stan przejściowy związany z uspokojeniem się organu rejestrującego trwający przez czas t_u,

4.2. Rejestratory elektromechaniczne

Przyrządy te pracują najczęściej w układzie otwartym.. Przetwornikami pomiarowymi w rejestratorach są mierniki elektryczne, najczęściej o ustrojach: magnetoelektrycznym lub elektrodynamicznym. W pierwszym przypadku wychylenie organu rejestrującego jest proporcjonalne do wartości wielkości mierzonej, w drugim - do ilorazu wielkości mierzonych. Organ rejestrujący jest napędzany przez organ ruchomy miernika elektrycznego. Wychylenie organu rejestrującego odbywa się kosztem energii pobranej z obwodu kontrolowanego, co może zniekształcić sygnał mierzony.

Rejestratory elektromechaniczne wykonywane sąjako przyrządy o zapisie ciągłym lub punktowym (rys. 4.1). Moc pobrana przez rejestrator z obwodu kontrolowanego jest około 10⁴ razy większa przy stosowaniu rejestratora o zapisie ciągłym. Wynika to z konieczności wytworzenia w przyrządzie momentu napędowego przewyższającego moment -występujący w wyniku tarcia organu rejestrującego o nośnik w takim stopniu, aby powstający błąd pomiaru nie przewyższał klasy przyrządu.

Zasadę pracy przyrządów zilustrowano na rysunku 4.1. Cewka 1 przetwornika pomiarowego (rys. 4. la) porusza wskazówką 3, na końcu której zamocowane jest pióro 4 rysujące wykres na taśmie papierowej 2 napędzanej silnikiem synchronicznym. W układzie dźwigni 5 następuje zamiana krzywoliniowego mchu wskazówki na prostoliniowy ruch pióra. Nieco inaczej pracuje przyrząd o zapisie punktowym. Sygnał mierzony przez przełącznik kanałów 5 (rys. 4. Ib) doprowadzony jest do cewki 2 przetwornika pomiarowego, powodując wychylenie -wskazówki 1. Silnik synchroniczny 6 napędzający taśmę przez zespół krzywek ustawo a pod wskazówką miernika taśmę barwiącą 4 odpowiedniego kolo-ru, a następnie opadającym kabłąkiem 3, również napędzanym tym zespołem krzywek dociska wskazówkę poprzez taśmę barwiącą do papieru, odbijając na nim punkt.

51