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

45 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

15611. ПРОБЛЕМА НАЦИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ: СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ 39.5 KB
  ПРОБЛЕМА НАЦИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ: СОЦИАЛЬНОФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ При всем многообразии национального и мирового кризиса главный кризис который переживает сегодня Россия это кризис национальной идентичности т.е. потеря Россией историчес
15612. СУЩНОСТЬ ИСЛАМСКОГО ПОЛИТИЧЕСКОГО РАДИКАЛИЗМА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 84.5 KB
  СУЩНОСТЬ ИСЛАМСКОГО ПОЛИТИЧЕСКОГО РАДИКАЛИЗМА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Острой проблемой Северокавказского региона Российской Федерации является распространение радикальных идеологий среди местного этнического населения что приводит к дестабилизации ...
15613. Демографическая безопасность России – одно из условий реализации национальной идеи 159.5 KB
  Демографическая безопасность России одно из условий реализации национальной идеи Как показывает история выживает в конечном счете тот народ или цивилизация который в рамках существующей экологической среды оказывается наиболее способным к размножению. Как писа
15614. Социальная и духовная безопасность федеральных университетов 82 KB
  Социальная и духовная безопасность федеральных университетов Статья посвящена проблемам социальной и духовной безопасности федеральных университетов в России особенно с учетом наличия большого количества студентов из мусульманских стран. This article is devoted to problems o...
15615. Экологическая безопасность России – необходимое условие реализации национальной идеи 131 KB
  Экологическая безопасность России необходимое условие реализации национальной идеи Стремительно меняющийся в начале XX1 века мир с его нарастающими экономическими экологическим энергетическим духовным и иными видами кризисов заставляет нас искать новые соверше...
15616. ФИЛОСОФИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ В СВЕТЕ БОРЬБЫ ЦИВИЛИЗАЦИЙ 66 KB
  Философия безопасности Сибири и Дальнего Востока России в свете борьбы цивилизаций Переход к легальной рыночной экономике ускорил центробежные силы разрывающие Россию. Если на юге страны использовались военные и идеологические орудия развала государства то на Дал
15617. НОВАЯ ТЕОСОФИЯ КАК ФИЛОСОФИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РОССИИ 133 KB
  НОВАЯ ТЕОСОФИЯ КАК Философия ГЛОБАЛЬНОЙ безопасности России Землетрясения и цунами вызвавшие радиоактивную катастрофу на Японских островах в марте 2011 г. свидетельствуют о начале глобальной природнотехногенной катастрофы. Кризис индустриальной цивилизации прояв...
15618. Принципы нравственной экономики 53 KB
  Принципы нравственной экономики Потребность в новой экономике обусловлена усиливающимся цивилизационным кризисом [1]. Методологической основой для создания концепции нравственной экономики может служить нравственнорелигиозный неоинституционализм разработанны
15619. КИТАЙСКИЙ, ИНДИЙСКИЙ И ЯПОНСКИЙ ПРОЕКТЫ ДЛЯ ГЕОПОЛИТИКИ И ГЕОЭКОНОМИКИ РОССИИ 218.5 KB
  КИТАЙСКИЙ ИНДИЙСКИЙ И ЯПОНСКИЙ ПРОЕКТЫ ДЛЯ ГЕОПОЛИТИКИ И ГЕОЭКОНОМИКИ РОССИИ Переход к легальной рыночной экономике ускорил центробежные силы разрывающие Россию. Если на юге страны использовались военные и идеологические орудия развала государства то на Дальнем