Convertisseurs de normalisation - objectif, dispositif et principe de fonctionnement
Aux fins du traitement primaire du signal provenant de la sortie d'un transducteur primaire, tel qu'un thermomètre à résistance, un thermomètre thermoélectrique ou un appareil de mesure qui délivre un signal de courant alternatif (par exemple, un manomètre), un transducteur de normalisation est utilisé. Aussi appelé convertisseur de mesure ou intermédiaire.
Le convertisseur de normalisation permet d'obtenir un signal continu digestible à partir du signal primaire disponible (par exemple, la thermoEMF E ou la valeur de résistance Rt peuvent agir comme un tel signal primaire).
Voyons par exemple comment fonctionne le convertisseur de mesure type PT-TP-68, destiné à traiter un signal issu d'un thermomètre thermoélectrique.
La figure ci-dessous montre un schéma simplifié de ce convertisseur, qui permet d'obtenir un Iout constant à moins de 5 mA du thermoEMF E du thermomètre à travers la résistance de charge Rn, nominalement 2,5 kOhm.Le circuit contient : un pont redresseur MK, un amplificateur de sortie de courant, un amplificateur de rétroaction et une résistance de rétroaction.
Les trois résistances du pont redresseur sont en Manganèse (métal spécial à faible coefficient de température de la résistance électrique), et la quatrième résistance est en cuivre et est située le plus près des bornes du thermomètre à résistance.
Le convertisseur fonctionne selon un schéma d'autocompensation statique : la tension de la sonde à résistance est additionnée à la tension des extrémités du pont (ainsi corrigée), puis comparée à la tension de contre-réaction Uos. Le signal non compensé résultant est amplifié par un amplificateur de sortie de courant.
Alimenté par le circuit externe de la résistance de charge, le courant de sortie à travers le diviseur (non représenté sur le schéma) est envoyé à l'amplificateur de rétroaction du dispositif de rétroaction (composé d'un amplificateur de rétroaction et d'une résistance de rétroaction). Les courants d'entrée et de sortie de l'amplificateur de rétroaction (FBO) sont proportionnels à kos. En conséquence, le signal de rétroaction à travers la résistance de rétroaction est créé par le courant de rétroaction avec l'influence du gain de l'amplificateur de rétroaction.
Considérons maintenant un exemple de convertisseur de normalisation conçu pour fonctionner Thermomètre à résistance.
La figure ci-dessous montre un schéma simplifié du convertisseur de normalisation du modèle PT-TS-68, qui permet d'obtenir un signal unifié sous la forme d'un courant dans la plage de 0 à 5 mA en convertissant linéairement la valeur du résistance de l'élément sensible.
Le convertisseur fonctionne selon un circuit statique de compensation automatique.Il comprend : un pont de mesure, un amplificateur de sortie de courant et un dispositif de contre-réaction (composé d'un amplificateur de contre-réaction et d'une résistance de contre-réaction).
MI - le pont de mesure fonctionne ici en mode hors équilibre, il convertit la variation de la résistance du thermomètre en une tension constante, qui est retirée des extrémités du pont et envoyée à un amplificateur avec une sortie de courant. Trois résistances de ballast en pont sont en manganin (petit TKS). Le pont est alimenté par alimentation stabilisée… Le thermomètre lui-même est relié au pont de mesure dans un circuit à trois fils.
Convertisseur de normalisation OWEN NPT-3
Pour automatiser les processus technologiques, il est plus pratique d'obtenir des informations sur la mesure du courant continu, en particulier si le traitement ultérieur est effectué par des ordinateurs d'information. Pour cette raison, les dispositifs de sortie CA utilisent des blocs de normalisation qui convertissent le CA en un signal CC pratique pour le traitement.
Ainsi, les appareils de mesure à sortie AC peuvent fonctionner avec des unités de mesure et des appareils de mesure à entrées DC. Mais des blocs de normalisation supplémentaires entraînent une augmentation des erreurs et une diminution de la fiabilité, ceci est particulièrement important pour les centrales nucléaires et les centrales thermiques, par conséquent, au stade de la création de systèmes automatisés pour des industries aussi importantes, il est nécessaire de mettre immédiatement en œuvre des dispositifs avec une sortie qui ne nécessite pas de transformations inutiles.