13370

Дослідження автоматичних вимірювальних приладів

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

1. Тема роботи:Дослідження автоматичних вимірювальних приладів 2. Мета роботи: 2.1.Вивчити основні вимірювальні кола автоматики; 2.2.Ознайомитись з будовою і принципом дії автоматичного електронного моста автоматичного електронного компенсатора і автоматичного при...

Украинкский

2013-05-11

175.5 KB

15 чел.

1. Тема роботи:Дослідження автоматичних вимірювальних приладів

2.  Мета роботи:

2.1. Вивчити основні вимірювальні кола автоматики ;

2.2. Ознайомитись з будовою і принципом дії автоматичного електронного моста, автоматичного електронного компенсатора і автоматичного приладу з диференційно-трансформаторним датчиком;

2.3. Провести дослідження роботи моста, компенсатора і приладу з диференційно-трансформаторною схемою.

3. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

До основних вимірювальних кіл автоматики відносяться:

- мостові вимірювальні кола;

компенсаційні (потенціометричні) вимірювальні кола;

диференційно-трансформаторні вимірювальні кола.

3.1. Мостові вимірювальні кола

Схема мостового вимірювального кола приведена на рис. 1.

Рис. 1

В наш час велике поширення отримали мости з автоматичним зрівноваженням. Вони застосовуються там, де необхідно мати неперервні покази і запис вимірюваної величини, а також при автоматичному контролі, регулюванні і керуванні.

На рис. 2 показана принципова схема моста типу КСМ-2 з автоматичним зрівноваженням.

Рис. 2

Автоматичний міст КСМ-2 працює слідуючим чином. При зміні температури, яка контролюється, відбувається зміна опору термометра Кт в результаті чого порушується рівновага вимірювального кола. В цьому випадку на вхід підсилювача ПР подається змінний сигнал розузгодженості, який підсилюється як по напрузі, так і по потужності.

Реверсивний двигун РД-О9 починає переміщувати повзунок реохорда до тих пір, поки міст не зрівноважиться. При цьому напруга на вході підсилювача стане рівна 0 і двигун зупиниться. При своєму обертанні двигун переміщує зв’язану з ним механічно каретку з самописцем і покажчиком ІІ вздовж шкали. Остання може бути проградуйована в значеннях температури.

3.2. Компенсаційні вимірювальні кола

Компенсаційний метод дозволяє безпосередньо вимірювати електрорушійні сили, порівнюючи їх з відомим спадом напруги.

Пристрої, які засновані на компенсаційному принципі , називаються компенсаторами. Компенсатори застосовуються для вимірювання не тільки е.р.с, а і величин, які зв'язані з нею певною залежністю (струмів, опорів, напруг ). На рис. 3 зображена принципова схема компенсатора постійного струму.

Рис. 3

Вимірювання ЕРС Ех розбивається на два етапи: встановлення робочого струму і власне вимірювання. Для встановлення робочого струму ключ К перемикають в положення 1 і, регулюючи опір R1, добиваються відсутності струму в нуль індикаторі . Для цього моменту можна написати

Ее = І • Rе 

Далі перемикають ключ К в положення 2, змінюють значення Rx переміщаючи повзунок і добиваються зрівноважування. При цьому

Еx = І • Rx 

Похибка вимірювань з допомогою компенсатора може бути доведена від + 0,01 до +0,001%.

Крім високої точності компенсаційний метод має і інші переваги:

  1.  В момент компенсації струм з джерела Ех в компенсатор не поступає. Це дозволяє вимірювати ЕРС дуже малопотужних джерел (ЕРС термопар, біоструми і т.п.);
  2.  В момент компенсації опір компенсатора відносно джерела ніби дорівнює безмежності (ЕРС не дорівнює 0, а струм дорівнює 0). Тому на результат вимірювання не впливає ні опір з’єднувальних проводів, ні зміна цього опору в процесі вимірювання.

При автоматизації виробничих процесів широко застосовуються автоматичні компенсатори.

На рис. 4. приведена принципова електрична схема автоматичного компенсатора типу КСП-2.

Рис. 4

3.3. Диференційно-трансформаторні вимірювальні кола

Автоматичні прилади цієї системи призначені для вимірювання різних технологічних параметрів (тиску, витрати, рівня і ін.). В наш час промисловістю випускаються автоматичні прилади типу КСД-2 і КСД-3. Основна похибка приладів не перевищує + 1%. На рис. 5 приведена спрощена функціональна схема автоматичного електронного приладу КСД-2 з диференційно-трансформаторним колом передачі показів.

Рис. 5.

При зміні вимірюваної технологічної величин на вхід підсилювача внаслідок переміщення осердя ДТПІ І поступає сигнал розузгодженості в результаті чого реверсивний двигун переміщує в відповідному напрямку осердя ДТП2, забезпечуючи зрівноваження системи. Одночасно двигун переміщає в нове положення стрілку показуючої і самопишучої частини приладу, а також діє на інтегруючий і регулюючий (сигналізуючий) пристрій ПСИ (якщо вони є). Додаткова обмотка служить одночасно з опором R1 для коректування напруги при середньому положенні осердя. R2 і R3 - регулювальні опори, які призначені для коректування діапазону вимірювання. Кн - кнопка для встановлення стрілки приладу на контрольну відмітку шкали.

4. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

Лабраторна установка являє собою стенд, на якому змонтовані прилади типу КСМ, КСП і КСД. Для подачі вхідного сигналу на прилади КСМ і КСП використаний універсальний прилад типу УПИП. Для подачі вхідного сигналу на КСД застосовується диференційно-трансформаторний перетворювач, який дозволяє вручну змінювати положення стального осердя.

Зовнішній вид лабораторного стенду показаний на рис. 6, де позначено

Рис. 6. 1 - прилад типу КСМ; 2 - прилад типу КСП; 3 - прилад типу КСД; 4 - прилад типу УПИП; 5 -Диференційно-трансформаторний перетворювач.

4. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

4.1. Вивчення і дослідження роботи електронного автоматичного моста типу КСМ.

4.1.1. Попередньо по теоретичній частині методичних вказівок ознайомитись з будовою і принципом дії електронного автоматичного моста типу КСМ. Відкрити прилад і оглянути розташування його основних вузлів.

4.1.2. Перевірити міст. Для цього по формулі  розрахувати ряд опорів і занести їх в таблицю 1.

Таблиця 1.

t,°С

Rt, Ом

tф,°С

При розрахунках прийняти:

R0 = 46 Ом; α = 3,84 . ІО-3.

  1.  Включити прилад КСМ.
  2.  Встановити послідовно розрахункові значення опорів на універсальному приладі УПИП і зняти покази моста.

Дані вимірювань занести в таблицю 1 в графу – tф.

4.2. Вивчення електронного автоматичного компенсатора типу КСП і дослідження його роботи.

  1.  По теоретичній частині попередньо ознайомитись з будовою і принципом дії електронного автоматичного компенсатора КСП. Відкрити прилад і оглянути розташування його основних вузлів.
  2.  Перевірити робочий струм компенсаційного вимірювального кола (див. теоретичну частину).
  3.  Перевірити прилад в точці t=100°С. Для цього за допомогою універсального приладу типу УПИП подати на вхід таку напругу, щоб стрілка приладу встановилась на відмітці 100°С.

4.3. Вивчення електронного приладу типу КСД з диференційно-трансформаторною схемою і дослідження його роботи

4.3.1 Попередньо вивчити по теоретичній частині будову і принцип дії приладу з диференційно-трансформаторною схемою. Відкрити прилад і оглянути розташування основних його вузлів.

4.3.2. Перевірити прилад. Для цього, ввімкнувши прилад, натиснути на кнопку Кн. Стрілка повинна встановитись на відмітці шкали. Якщо вона не встановлюється, то, повертаючи ручку потенціометра добитись її встановлення в заданій точці шкали. Після цього поступово переміщувати осердя диференційно-трансформаторного перетворювача ДТПІ в сторону збільшення показів приладу КСД. Зняти покази приладу (в % від усієї шкали) і занести їх в таблицю.

Таблиця 2.

l, мм

α, %

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

5.1. По результатах вивчення приладів складається табл. 3.

Таблиця 3

Тип приладу

Діапазон показів

Діапазон вимірювання

Клас точності

-

Виконавчий двигун

Тип підсилювача

Швидкість діаграмної стрічки

Тил двигуна для приводу діаграми

Призначення приладу

  1.  По даним таблиці 1 побудувати калібровочну пряму. Для цього по осі абсцис відкласти калібровочні значення температури (перший рядок табл. 1). По осі ординат відкласти ці ж значення і по отриманих точках побудувати калібровочну пряму. На цей же графік нанести фактичні покази по осі ординат (третій рядок табл. 1). Зробити висновок про справність досліджуваного приладу.
  2.  По даних досліджень роботи компенсатора знайти основну приведену похибку приладу на заданому оцифрованому діапазоні шкали використовуючи формулу:

де  - напруга, яка відповідає оцифрованому діапазону шкали повіряємого компенсатора (t = ІО0°С і Uш = 4,1 мВ ); Uп - покази УПИП при повірці, мВ; Uпш, Uкш - напруги, які відповідають кінцевій і початковій поділці повіряємого приладу, мВ. Так як початкова поділка шкали 0, а кінцева 300 , то Uкш = 12 мВ.

Розраховане значення похибки порівняти з класом точності (табл. 3) і зробити висновок, чи знаходиться прилад в класі.

5.4. По даних таблиці 2 побудувати, статичну характеристику приладу з диференційно-трансформаторною схемою.

Висновок.


7. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

  1.  Яка умова рівноваги мостового вимірювального кола?
  2.  Пояснити будову і принцип дії електронного автоматичного моста.
  3.  Чому термометр опору підключається до моста по три провідній схемі ?
  4.  Пояснити принцип дії компенсаційного вимірювального кола.
  5.  Пояснити будову і принцип дії автоматичного компенсатора.
  6.  Як перевірити робочий струм автоматичного компенсатора?
  7.  Як побудований і працює прилад з диференційно-трансформаторним перетворювачем?
  8.  Як знайти основну приведену похибку компенсатора на кожній поділці шкали приладу?
  9.  Для вимірювання яких величин застосовуються типу КСМ, КСП і КСД?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36793. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли 46.5 KB
  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Томский политехнический университет†Факультет Естественных наук и математики Кафедра Общая физика Направление Физика Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля...
36794. Измерение напряженности магнитного поля соленоида 182 KB
  Магнитные поля созданные каждым витком в отдельности складываются. Напряженность магнитного поля соленоида в средней его части при прохождении по нему электрического тока определяется формулой: 1 Величина пропорциональна силе тока и зависит от числа витков приходящихся на единицу длины соленоида. Напряженность магнитного поля можно определить по воздействию этого поля на данный магнит.
36795. Измерение напряженности магнитного поля длинного соленоида с помощью датчика Холла 270 KB
  Цель работы: ознакомиться с одним из широко используемых на практике методов измерений и исследования магнитных полей с помощью датчика Холла; исследовать магнитное поле внутри длинного соленоида. Приборы и принадлежности: соленоид датчик Холла блок питания для соленоида источник питания для датчика Холла милливольтметр для измерения электродвижущей силы Холла. Эффект Холла.
36797. ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ II АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ 80.5 KB
  Тема: ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ II АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ. Перечень заданий: Частные реакции на катионы Аg. Частные реакции на катионы Pb2. Провести частные реакции на катион серебра g.
36798. Исследование распространения сигналов тональных частот по ЛЭП 6(10) кВ с использованием программной среды PSpice 93.83 KB
  Магистральные ЛЭП напряжением 110_кВ и выше, соединяющие между собой энергорайоны, при их использовании в качестве линий связи, как правило, обработываются с помощью заградителей, обходов и т.д
36799. ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ III АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ 68 KB
  Тема: ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ III АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ. Частные реакции на катионы Ва2. Частные реакции на катионы Са2. Частные реакции на катион Ва2.
36800. Графический растровый редактор GIMP 1.65 MB
  Далее возвращаемся на 1й слой – в данном случае это слой Рисунок 1 и создаем над ним новый с указанными ниже параметрами: Для типа заливки слоя выбираем Цвет переднего плана при этом цвет должен быть обязательно черным: Отключаем все слои кроме двух нижним с которыми мы сейчас работаем: Переходим на наш слой залитый черным цветом: Теперь берем инструмент ластик с мягкими краями и достаточно большого размера 305: Встаем в произвольном месте нашего изображения и несколько раз щелкаем по одному и тому же месту чтобы эффект ластика...