С целью первоочередной обработки сигнала с выхода первичного преобразователя, такого как термометр сопротивления, термоэлектрический термометр или измерительный прибор, выдающий сигнал переменного тока (как например манометр), - применяют нормирующий преобразователь. Его называют также измерительным или промежуточным преобразователем.
Нормирующий преобразователь позволяет получить удобоваримый сигнал постоянного тока из имеющегося первичного сигнала (например таким первичным сигналом может выступать термоЭДС E или величина сопротивления Rt).
Для примера давайте рассмотрим, как работает измерительный преобразователь типа ПТ-ТП-68, предназначенный для обработки сигнала от термоэлектрического термометра.
На приведенном рисунке изображена упрощенная схема данного преобразователя, который позволяет из термоЭДС E термометра получить постоянный Iвых в пределах 5 мА через сопротивление нагрузки Rн, номиналом 2,5 кОм. В схеме присутствуют: корректирующий мост МК, усилитель с токовым выходом, усилитель обратной связи и резистор обратной связи.
Три резистора корректирующего моста изготовлены из манганина (особого металла с низким температурным коэффициентом электрического сопротивления), а четвертый резистор — из меди, его и располагают ближе всего к выводам термометра сопротивления.
Преобразователь работает по статической автокомпенсационной схеме: напряжение с термометра сопротивления складывается с напряжением с вершин моста (корректируется таким образом), затем сравнивается с напряжением обратной связи Uос. Получаемый нескомпенсированный сигнал усиливается при помощи усилителя с токовым выходом.
Подаваемый во внешнюю цепь резистора нагрузки, выходной ток через делитель (не показан на схеме) поступает на усилитель обратной связи устройства обратной связи (состоящего из усилителя обратной связи и резистора ОС). Токи входа и выхода усилителя обратной связи (УОС) между собой пропорциональны kос. В итоге, сигнал обратной связи на резисторе ОС создается током обратной связи с влиянием коэффициента передачи усилителя обратной связи.
Теперь рассмотрим пример нормирующего преобразователя, предназначенного для работы с термометром сопротивления.
На приведенном рисунке изображена упрощенная схема нормирующего преобразователя модели ПТ-ТС-68, позволяющего получить унифицированный сигнал в форме тока в диапазоне от 0 до 5 мА путем линейного преобразования значения величины сопротивления чувствительного элемента.
Преобразователь работает по статической автокомпенсационной схеме. Он включает в себя: измерительный мост, усилитель с токовым выходом и устройство отрицательной обратной связи (состоящее из усилителя обратной связи и резистора ОС).
МИ - измерительный мост работает здесь в неравновесном режиме, он преобразует изменение сопротивления термометра в постоянное напряжение, которое снимается с вершин моста и подается на усилитель с токовым выходом. Три балластных резистора моста изготовлены из манганина (малый ТКС). Мост получает питание от стабилизированного источника питания. Сам термометр присоединен к измерительному мосту по трехпроводной схеме.
Нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ-3
Для автоматизации технологических процессов, прием информации об измерении удобнее осуществлять на постоянном токе, особенно если дальнейшая обработка осуществляется информационно-вычислительными машинами. По этой причине, для приборов с выходом переменного тока применяют нормирующие блоки, преобразующие переменный ток в удобный для обработки сигнал постоянного тока.
Так измерительные приборы с выходом переменного тока могут работать с измерительными блоками и измерительными устройствами со входами для постоянного тока. Но дополнительные нормирующие блоки приводят к росту погрешностей и снижению надежности, особенно это критично для АЭС и ТЭС, поэтому на этапе создания автоматизированных систем для столь важных отраслей необходимо сразу применять устройства с выходом, не требующим лишних преобразований.