Техника - молодёжи 1956-06, страница 23

I Тогда заходит разговор об ог-■•ромных термометрах, установленных на башнях Московского Государственного университета «а Ленинских горах, то может возникнуть представление о большом градуснике с длинной стеклянной трубой и большим шаром внизу, размером с бочку, заполненным ртутью или подкрашенным спиртом.

Однако это не так. Термометры МГУ, в отличие от обычных комнатных, имеют круглые циферблаты диаметром 9 м и шестиметровые стрелки с копьевидными концами. Все механизмы, приводящие в движение стрелки, находятся внутри башен, в машинных помещениях.

Так как нагретая громада здания, подобно огромной печке, излучает в пространство колоссальное количество тепла и нагревает окружающий воздух, то температуру воздуха необходимо измерять на значительном рас- *

стоянии от здания, на высоте двух метров от поверхности земли. Среди зелени сквера, в тени деревьев, можно увидеть небольшую укрепленную на стальной трубе будочку. В «ей-то и находится скрытый от лучей солнца чувствительный элемент термометра — термодатчик. Это небольшой стерженек из изоляционного материала, на который намотана изолированная медная проволока, все это прикрыто защитным колпачком, предохраняющим чувствительный элемент от повреждений. Вот этот термодатчик величиной с карандаш и управляет огромными стрелками, установленными на восьмидесятиметровой высоте.

Как же устроен необычный термометр?

Известно, что сопротивление большинства металлов меняется с изменением температуры. Повысится температура — увеличится и сопротивление, и наоборот, понизится температура — уменьшится и сопротивление. У меди сопротивление изменяется больше, чем у других металлов. Поэтому для термодатчика взяли именно медную проволоку. При изменении температуры на 1° сопротивление медной проволоки термодатчика меняется всего лишь на 0,2 ома. Чтобы точно отмечать изменения сопротивления проволоки, прибор должен быть довольно чувствительным. Для этого воспользовались автоматическим электронным прибором. В основу его положена схема электрического самоуравновешивающе-гося моста. Простейший электрический мост состоит из четырех сопротивлений, включенных по схеме, представляющей четырехугольник. Если к одной его диагонали подключить источник электрического тока, а к другой — гальванометр, то стрелка его отклонится, показывая, что в цепи гальванометра течет ток. Можно подобрать сопротивления моста так, что стрелка гальванометра будет стоять на нуле, тока в его цепи не будет.

Электрический мост термометра сделан несколько иначе (см. рис.): сопротивления Ri и R2 заАенены потенциометром, а вместо сопротивления R3 включен термодатчик. Все сопротивления моста, кроме термодатчика, сделаны из манганиновой проволоки, почти не меняющей своего сопротивления • при изменениях температуры. Перемещая движок потенциометра, можно уравновесить мост при какой-то определенной температуре. При изменении температуры воздуха изменится и сопротивление термодатчика, электрическое равновесие моста нарушится, и восстановить его можно будет лишь но

CXEMA ПРОСТЕЙШЕГО

электрического моста

термометр-гигант

Инженер В. ЗВЕЗДИН Рис. С. ВЕЦРУМБ

вым перемещением движка потенциометра.

Таким образом, каждому значению температуры соответствует вполне определенное положение движка потенциометра. В диагональ моста вместо гальванометра включен электронный усилитель. От усилителя ток поступает к небольшому реверсивному двигателю, который через редуктор передвигает движок потенциометра и стрелку автоматического уравновешенного моста. При каждом изменении температуры воздуха в диагонали моста появляется ток и реверсивный двигатель перемещает движок потенциометра в ту или другую сторону до тех пор, пока мост не уравновесится. Как только наступит равновесие, напряжение на входе усилителя будет равно нулю и двигатель остановится.

На автоматическом уравновешенном мосту имеется также механизм, записывающий показания на дисковых диаграммах. Посмотрев на них, можно узнать, как менялась температура воздуха в течение суток.

Но башнях университета установлены два термометра. Для того чтобы передать показания автоматического электронного моста на стрелки башенных термометров, применяется так называемая следящая система. Она передает положение стрелки уравновешенного моста большой стрелке, движущейся по циферблату на башне.

На оси стрелки уравновешенного моста и на оси стрелки башенного термометра укреплены движки потенциометров, которые поворачиваются вместе со стрелками. Потенциометры соединены между собой так, что образуют схему электрического моста. Если стрелка башенного термометра находится в таком же положении, в каком стрелка уравновешенного моста, то напряжение между движками потенциометров рав- . но нулю. При изменении температуры воздуха стрелка уравновешенного моста поворачивается, а вместе с ней поворачивается и движок потенциометра на некоторый угол. Ток, который подается на вход усилителя следящей системы, зависит от величины угла между стрелками, а направление тока —- от того, в какую сторону повернулась стрелка прибора. Этот ток, усиленный электронным усилителем, установленным на станции управления, заставит сработать реле, которое включит двигатель, вращающий стрелку на башне. Стрелка начинает вращаться е нужную сторону до тех пор, пока не астанет в такое положение, в каком находится стрелка уравновешенного моста. При одинаковом положении стрелок напряжение не входе усилителя следящей системы будет равно нулю и двигатель стрелки остановится до следующего скачка температуры.

Приводной двигатель, вращающий шестиметровую стрелку башенного термометра, имеет мощность всего 60 вт. Это примерно мощность настольного электрического вентилятора. И тем не менее ее, оказывается, вполне достаточно для вращения такой огромной стрелки, даже засыпанной снегом и с сидящими на ней галками.

Редуктор, посредством которого приводится во вращение стрелка термометра, имеет большое передаточное число, равное 30 тысячам. Поэтому башенная стрелка вращается медленно: один оборот она может сделать за 12 минут. Движение ее с земли почти незаметно.

Во время налаживания термометров к будочке, в которой установлен термодатчик, подносили зажженную бумагу, и громадные стрелки термометров на башнях начинали двигаться, вспугивая примостившихся на них птиц.

Двумя термометрами, установленными на башнях, управляет один прибор. Он автоматически через каждые 3---4 секунды подключается то к одной, то к другой башне.

Все механизмы термометров, кроме термодатчика, находятся в машинном помещении на башне. С термодатчиком они соединены медными проводами. Казалось бы, изменение сопротивления соединительных проводов влияет на показания термометров. Чтобы этого не случилось, термодатчик включен в схему моста по так называемой трехпроводной системе. При таком включении изменение сопротивления в соединительных проводах не оказывает никакого влияния на уравновешенный мост. (На рисунке схема трехпроводной системы не показана.)

Даже темной ночью прохожий, взглянув на светящиеся стрелки, может узнать о температуре воздуха.

19