194

Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изучение функционирования программы Electronics Workbench для приобретения навыков по исследованию электрических схем с помощью виртуальных электроизмерительных приборов. Снятие нагрузочных характеристик с помощью амперметра и вольтметра.

Русский

2012-11-14

257.5 KB

42 чел.

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Технология полиграфического производства
и защиты информации»

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

по дисциплине

«Автоматизированные системы управления технологическими процессами»

Специальность 261202 – Технология полиграфического производства

Выполнил: студент гр. 622381

______________ (Пекшев Е.И.)

____________________ 2012 г.

Проверил:  к.т.н, доцент

_____________ (Селищев В.А.)

____________________ 2012 г.

Тула  2012

Лабораторная работа №1

Изучение программы моделирования Electronics Workbench

Цель и задачи работы:

Изучение функционирования программы Electronics Workbench для приобретения навыков по исследованию электрических схем с помощью виртуальных электроизмерительных приборов.

Работа № 1

Идеальный источник постоянной ЭДС (напряжения).

Снятие нагрузочных характеристик с помощью
амперметра и вольтметра

Идеальным (с внутренним сопротивлением Ri = 0) источником напряжения называют активный элемент, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока. Отдаваемая мощность не ограничена, напряжение на зажимах не изменяется при увеличении тока.

Рис. 1. Схема исследования идеального источника напряжения

Результаты измерений

Источник

ЭДС

Напряжение

V1, Вольт

Ток А1, Ампер

R1=1 Ом

R2=10 Ом

R3=50 Ом

R4=100 Ом

Е1

12

12

1.2

0.24

0.12

Е2

8

8

0.8

0.16

0.08

Е3

4

4

0.4

0.08

0.04

Е4

2

2

0.2

0.04

0.02


Работа № 2

Идеальный источник тока.

Снятие нагрузочных характеристик с помощью
амперметра и вольтметра

Идеальным (с внутренним сопротивлением Ri = ) источником тока называют активный элемент, сила тока которого не зависит от напряжения его на зажимах. Мгновенная мощность источника не ограничена.

Рис.2. Схема исследования идеального источника тока

Результаты измерений

Источник

тока

Ток А1,
Ампер

Напряжение V1, Вольт

R1= 1 Ом

R2=5 Ом

R3=10 Ом

R4=20 Ом

I1

1

1

5

10

20

I2

2

2

10

20

40

I3

4

4

20

40

80

I4

8

8

40

80

160


Работа № 3

Модель источника ограниченной мощности.

Снятие нагрузочных характеристик

Модель источника ограниченной мощности (неидеального источника) может быть создана двумя способами – включая  сопротивление Ri   последовательно с идеальным источником напряжения или параллельно с идеальным источником тока

Рис.3. Схема исследования  источников ограниченной мощности

Результаты измерений

Источник напряжения

Сопротивление

Напряжение  V1, Вольт

Ток  А1, Ампер

R1 =   0,1 Ом

0,9

9

R2 =    1   Ом

5

5

R3 =  10   Ом

9

0,9

R4 = 100  Ом

10

0,1

Работа № 4

Зависимые источники напряжения и тока.

Снятие нагрузочных характеристик

Реальные радиоэлектронные устройства (например, усилители) при теоретическом рассмотрении представляются источниками. Характерной особенностью таких источников является зависимость их ЭДС или тока от входного сигнала. Различают зависимые источники напряжения, управляемые напряжением Е(Uвх) и током Е(Iвх),  и зависимые источники тока, управляемые напряжением I(Uвх) и током I(Iвх).

Параметр коэффициент передачи характеризует степень влияния входного напряжения (или тока) на выходное напряжение (или ток). Например, коэффициент передачи 1 = 1V(вольт)/1А(ампер) означает, что при изменении управляющего тока на 1 А выходное напряжение изменится на 1 V.

Рис.4. Схема исследования  зависимого источника напряжения

Управляющий источник, коэффициент передачи

Сопротивление

R1 =

1 Ом

R2 =

10 Ом

R3 =

50 Ом

R4 =

100 Ом

Е1=8 В

2V/V

Напряжение V1, Вольт

16

16

16

16

Ток  А1,  Ампер

16

1.6

0.32

0.16

E2=4 B

2V/V

Напряжение V1, Вольт

8

8

8

8

Ток  А1,  Ампер

8

0.8

0.16

0.08

E3=2 B

2V/V

Напряжение V1, Вольт

4

4

4

4

Ток  А1,  Ампер

4

0.4

0.08

0.04

E4= 1 B

2V/V

Напряжение V1, Вольт

2

2

2

2

Ток  А1,  Ампер

2

0.2

0.04

0.02


Лабораторная работа №2

Исследование характеристик электрических фильтров

Цели и задачи работы:

Изучение функционирования и принципиальной электрической схемы электрических фильтров, приобретение навыков по исследованию электрических схем с помощью электроизмерительных приборов.

Теоретические сведения

Фильтром называют четырехполюсник, предназначенный для выделения из сложного электрического сигнала необходимых частотных составляющих. Область частот, где фильтр усиливает или мало ослабляет сигнал, называют полосой пропускания, а область частот, где ослабление сигнала велико, - полосой задерживания. Чем больше разница между усилением и ослаблением, тем сильнее выражены фильтрующие свойства цепи.

В зависимости от взаимного расположения полосы пропускания и полосы задерживания различают (см. рис.5.):

Рис.5. Частотные характеристики основных типов фильтров

  1.  Фильтр верхних частот (ФВЧ) – фильтр с полосой пропускания от некоторой частоты   до бесконечности и полосой задерживания от 0 до 1. Условное обозначение интегральных схем этого типа – ФВ.
  2.  Фильтр нижних частот (ФНЧ) – фильтр с полосой пропускания от 0 до некоторой частоты   и полосой задерживания от некоторой частоты. Условное обозначение интегральных схем этого типа – ФН.
  3.  Полосовой фильтр (ПФ) – фильтр с полосой пропускания от некоторой частоты   до другой частоты   и полосами задерживания от 0 до   и от  . до бесконечности. Условное обозначение интегральных схем этого типа – ФЕ.
  4.  Режекторный (заграждающий) фильтр (РФ) – фильтр с полосами пропускания от 0 до   и от   до бесконечности и полосой задерживания от   до   Условное обозначение интегральных схем этого типа – ФР.

Кроме этих четырех основных типов фильтров в корректирующих цепях систем управления находят применение

  1.  амплитудные корректоры (АК), способные в некоторой полосе частот осуществлять усиление или ослабление сигналов при неизменной фазовой характеристике;
  2.  фазовые корректоры (ФК), у которых коэффициент передачи не зависит от частоты, а фаза обычно растет. Для микросхем этого типа нет специального обозначения, поэтому их относят к фильтрам прочим (ФП).

1. Исследование фильтра 1 типа

Рис.6. Схема исследования фильтра 1 типа

Результаты исследований:

Частота генератора, Герц

Амплитуда колебаний

Период колебаний

10

8,79 В

100 мс

100

7,52 В

10 мс

1000

3,11 В

1 мс


Рис.7. АЧХ фильтра 1 типа

2. Исследование фильтра 2 типа

Рис.8. Схема исследования фильтра 2 типа

Результаты исследований:

Частота генератора, Герц

Амплитуда колебаний

Период колебаний

10

795,82 мВ

100 мс

100

4,76 В

10 мс

1000

8,91 В

1 мс


Рис.9. АЧХ фильтра 2 типа

3. Исследование фильтра 3 типа

Рис. 10. Схема исследования фильтра 3 типа

Результаты исследований:

Частота генератора, Герц

Амплитуда колебаний

Период колебаний

10

7,42 В

100 мс

100

25,43 мВ

10 мс

1000

1,56 мВ

1 мс

Fрез = 1742

1010,85 мкВ

625 мкс

10 000

184,94 мкВ

100 мкс


Рис.11. АЧХ фильтра 3 типа

4. Исследование фильтра 4 типа

Рис.12. Схема исследования фильтра 4 типа


Результаты исследований:

Частота генератора, Герц

Амплитуда колебаний

Период колебаний

10

8,89 В

100 мс

100

8,82 В

10 мс

1000

8,81 В

1 мс

Fрез = 1742

8,83 В

625 мкс

10 000

8,83 В

100 мкс

Рис.13. АЧХ фильтра 4 типа


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4710. Вивчення методів доступу та роботи з лексичним ресурсами 261 KB
  Мета роботи: Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення методів доступу та роботи з лексичним ресурсами. Семантичний словник англійської мови WordNet. Короткі теоретичні відомості При програмуванні часто необхідно частин...
4711. Вивчення методів роботи з файлами на локальних дисках та з інтернету. Використання Юнікоду при обробці текстів 178.5 KB
  Мета роботи: Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення методів роботи з файлами на локальних дисках та з Інтернету. Використання Юнікоду при обробці текстів. Нормалізація текстів, стемінг, лематизація та сегментац...
4712. Вивчення основ структурного програмування мовою Python 72 KB
  Мета робота Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення основ структурного програмування мовою Python. Повторення та закріплення знань отриманих при виконанні попередніх лабораторних робіт. Покращення загальних нав...
4713. Разработка и сопровождение многофункционального персонального сайта преподавателя 109.5 KB
  Введение Работа в сети Internet дает неограниченные возможности в получении необходимой информации, например, для учебного процесса. Разработанный персональный сайт преподавателя дает возможность получить студенту такую информацию в виде...
4714. Основи структурного програмування мовою Python 127.5 KB
  Мета робота Вивчити основи структурного програмування мовою Python, повторити та закріпити матеріал, пройдений у попередніх лабораторних роботах, покращити загальні навички програмування. Короткі теоретичні відомості Присвоювання...
4715. Базові поняття програмування на мові Python 168.5 KB
  Спершу доведеться розібратися з певними базовими поняттями. Не варто їх заучувати – достатньо їх зрозуміти хоча би на інтуїтивному рівні. Згодом, під час практичної роботи, все встане на свої місця. Алгоритми і програми П...
4716. Ознайомлення з основними типами даних в Python 310.5 KB
  Мета роботи Ознайомлення з основними типами даних в Python. Вивчення основ програмування на мові Python. Короткі теоретичні відомості Python - це проста і потужна об’єктно-орієнтована мова програмування високого рівня з чудовими мож...
4717. Обробка послідовностей при програмуванні на мові Python 184.5 KB
  Мета робота Вивчення основ програмування на мові Python. Короткі теоретичні відомості Обробка послідовностей Оператор for Оператор for в Python трохи відрізняється від аналогічного оператора в C або Pascal. Замість незмінного проходження по ...
4718. Вивчення методів доступу до корпусів текстів на мові Python 1004 KB
  Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення методів доступу до корпусів текстів. Вивчення класу ConditionalFreqDist. Виконання лабораторних робіт починаємо з: import nltk from nltk.book import Короткі теорет...