Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторная работа исследование работы автоматического выключателя

Лабораторная работа по Автоматике

Лабораторная работа

Исследование типовых звеньев САР. Усилительное и колебательное звенья

Цель работы: изучение и исследование характеристик усилительного и колебательного звеньев.

Краткие теоретические сведения

Любая САР состоит из ряда звеньев, каждое из которых обладает определенными динамическими свойствами.

Звеном системы называется ее элемент (часть), обладающий определенными свойствами в динамическом отношении.

В зависимости от характера протекания переходного процесса различают следующие типовые звенья САР:

1. Дифференцирующее звено.

2. Усилительное или безинерционное звено.

3. Интегрирующее звено.

4. Апериодическое звено.

5. Колебательное звено.

6. Звено с чистым запаздыванием.

Под переходной характеристикой понимают реакцию элемента САР на единичное входное воздействие.

1) Усилительным или безинерционным звеном является звено, позволяющее пропорционально изменять заданную величину в определенное число раз. При этом выходной сигнал без запаздывания повторяет входной.

Переходная характеристика усилительного звена в динамическом режиме описывается уравнением:

Передаточная функция усилительного звена

Переходная характеристика усилительного звена имеет вид прямой, параллельной оси времени.

Примером усилительных звеньев являются трансформаторы, редукторы, усилитель, потенциометрический датчик (Рисунок 2), делитель напряжения и

другие элементы, выходной сигнал которых практически мгновенно следует за изменением входного с определенным коэффициентом пропорциональности К.

2) В колебательном звене переходная функция при скачкообразном изменении входного сигнала стремится к новому установившемуся значению, совершая при этом расходящиеся и сходящиеся колебания.

Колебательное звено, также как и апериодическое, содержит элементы, накапливающие энергию, и элементы, рассеивающие энергию. Переходный процесс колебательного звена описывается линейным дифференциальным уравнением второго порядка:

(3)

Передаточная функция колебательного звена имеет вид

, (4)

где x — коэффициент затухания (демпфирования), при условии x RLC (Рисунок 4), центробежный тахометр, поплавковый уровнемер.

3) Запаздывающее звено — это звено, в котором выходная величина идеально повторяет входную, но с отставанием на постоянный отрезок времени t . Звено чистого запаздывания описывается уравнением ( t -время запаздывания).

y ( t ) = x ( t — t ). (5)

Передаточная функция запаздывающего звена

(6)

.

Явление так называемого чистого запаздывания имеет место в системах, в которых используется магнитная запись и воспроизведение (в запоминающих устройствах); в трубопроводах гидравлических систем; в двигателе, начинающем разгоняться через некоторое время после включения (в момент, когда ток превысит значение, определяемое статической нагрузкой).

Оборудование: лабораторный стенд, соединительные провода, осциллограф.

Задание 1: Исследование безинерционного пропорционального звена.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с электрической схемой опыта (Рисунок 6).

2. Подсоединить выход “+5 B ” блока питания к переменному резистору R 42 “ a , град” на гнездо “+ U п”.

3. Подсоединить к гнезду “ U вых ” того же переменного резистора вольтметр PV 2 на предел измерения 10В.

4. Гнездо “*” вольтметра PV 2 подсоединить к нулевому проводу стенда.

5. Поставить ручку регулятора R 42 в крайнее левое положение.

6. Включить лабораторный стенд и, медленно поворачивая ручку регулятора R 42, снять показания вольтметра.

7. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1 Результаты измерений и вычислений

Лабораторная работа исследование работы автоматического выключателя

Лабораторная работа №1

Ознакомление с электроизмерительными приборами и измерениями электрических величин.

Изучение электроизмерительных приборов, используемых в лабораторных работах, выполняемых на стенде. Получение представлений о пределе измерения и цене деления, абсолютной и относительной погрешности, условиях эксплуатации и других характеристиках стрелочных электроизмерительных приборов, получение навыков работы с цифровыми измерительными приборами.

2. Краткие теоретические сведения.

Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными электроизмерительными приборами являются приборы непосредственного отсчета. По виду отсчетного устройства различают аналоговые (стрелочные) и цифровые измерительные приборы.

На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначения, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют правильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации.

В цепях постоянного тока для измерений токов и напряжений применяются в основном приборы магнитоэлектрической системы. Принцип действия таких приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по катушке. Угол поворота стрелки α прямо пропорционален измеряемому току I: α = К × I. Шкалы магнитоэлектрических приборов равномерные.

В измерительных механизмах электромагнитной системы, применяемых для измерений в цепях переменного и постоянного тока, вращающий момент обусловлен действием магнитного поля измеряемого тока в неподвижной катушке прибора на подвижный ферромагнитный якорь. Угол поворота стрелки α здесь пропорционален квадрату тока: α = К × 2I. Поэтому шкала электромагнитных приборов обычно неравномерная, что является недостатком этих приборов. Начальная часть шкалы не используется для измерений. Для измерений токов и напряжений в цепях переменного тока применяются также приборы выпрямительной системы. Такие приборы содержат выпрямительный преобразователь и магнитоэлектрический измерительный механизм. Они имеют более линейную шкалу, чем приборы электромагнитной системы и достаточно широкий частотный диапазон.

Для практического использования стрелочного измерительного прибора необходимо знать его предел измерений (номинальное значение) и цену деления (постоянную) прибора. Предел измерений – это наибольшее значение электрической величины, которое может быть измерено данным прибором. Это значение обычно указано на лицевой стороне прибора. Один и тот же прибор может иметь несколько пределов измерений. Ценой деления прибора называется значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы прибора. Цена деления прибора — С легко определяется как отношение предела измерений AНОМ к числу делений шкалы N:

На лицевой стороне стрелочных прибора указывается класс точности, который определяет приведенную относительную погрешность прибора γПР.

Приведенная относительная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение максимальной для данного прибора абсолютной погрешности ΔА к номинальному значению прибора (пределу измерений) AНОМ:

Промышленность в соответствии с ГОСТ выпускает приборы с различными классами точности (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0).

Зная класс точности прибора, можно определить абсолютную ΔА и относительную погрешности измерения γИЗМ, а также действительное значение измеряемой величины AД:

Расчетную относительную погрешность измерения в любой точке шкалы прибора можно определить, полагая, что его допустимая абсолютная погрешность ΔА известна и постоянна:

где АИЗМ – условное измеренное значение величины, задаваемое в пределах

шкалы прибора от минимального значения до номинального значения данного прибора. Обратить внимание на значение относительной погрешности измерения, соответствующее предельному значению измеряемой величины, и сравнить его с классом точности прибора.

Нетрудно сделать вывод, что относительная погрешность измерения тем больше, чем меньше измеряемая величина по сравнению с номинальным значением прибора. Поэтому желательно не пользоваться при измерении начальной частью шкалы стрелочного прибора.

Для обеспечения малой методической погрешности измерения необходимо, чтобы сопротивление амперметра было значительно меньше сопротивления нагрузки, а сопротивление вольтметра было значительно больше сопротивления исследуемого участка.

В табл. 1 приведены некоторые условные обозначения, приводимые на лицевых панелях стрелочных измерительных приборов, определяющие их свойства и условия эксплуатации.

При проведении измерений в электрических цепях широкое применение получили цифровые измерительные приборы, например мультиметры – комбинированные цифровые измерительные приборы, позволяющие измерять постоянное и переменное напряжение, постоянный и переменный ток, сопротивления, проверять диоды и транзисторы. Представление результата измерения происходит на цифровом отсчетном устройстве в виде обычных удобных для считывания десятичных чисел. Наибольшее распространение в цифровых отсчетных устройствах мультиметров получили жидкокристаллические и светодиодные индикаторы. В лабораторном стенде используются цифровые приборы для измерения постоянных и переменных токов, а также цифровой измеритель мощности. Для переключения режима работы цифровых амперметров стенда (РА1, РА2, РА3 и РА4) на его передней панели установлен тумблер, который для измерения постоянного тока следует установить в позицию «=», для измерения действующих значений переменных токов – в позицию «

Читать еще:  Хит выключатель одноклавишный наружный 250в 6а

». Для измерения постоянного тока входная клемма (+) цифрового амперметра выделена красным цветом.

Цифровой измеритель мощности предназначен для измерения параметров электрической цепи:

– действующего значения напряжения U (True RMS) в диапазоне 0…30 В;

– действующего значения тока I (True RMS) в диапазоне 0…300 мА;

– активной мощности P в диапазоне 0…600 Вт;

– частоты f в диапазоне 35…400 Гц;

– угла сдвига фаз ϕ (Fi) между током и напряжением.

Условное графическое обозначение

Содержание условного обозначения

Наименование измеряемой величины (ампер, вольт, ватт, ом, герц, коэффициент мощности, фарада, генри)

Магнитоэлектрический измерительный механизм

Электромагнитный измерительный механизм

Магнитоэлектрический измерительный механизм с выпрямителем

0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0

Класс точности прибора

Рабочее положение шкалы прибора:

под углом, например 60°

Прибор предназначен для работы

в цепи постоянного тока;

постоянного и переменного;

в трехфазной цепи переменного тока

А (или отсутствие буквы) – прибор для сухих отапливаемых помещений с температурой +10°С …+35°С и влажности до 80% при 30°С;

Б – прибор для закрытых не отапливаемых помещений с температурой — 30°С …+40°С и влажности до 90% при 30°С;

B – приборы для полевых и морских условий:

В1 – при температуре -40°С … +50°С и В2 – при температуре -50°С … +60°С и влажности до 95% при 35°С;

В3 – при температуре -40°С … +50°С и влажности до 98% при 40°С

Измерительная цепь прибора изолирована от корпуса и испытана напряжением, например, 2 кВ

Рабочий частотный диапазон прибора

– клеммы подачи входного измеряемого сигнала (генератора): клемму «Вх» и общую клемму, клеммы подключения потребителя (нагрузки): клемму «Вых» и общую клемму. Шунт для измерения тока нагрузки подключен между клеммами «Вх» и «Вых»;

– жидкокристаллический четырехстрочный индикатор для вывода информации;

– кнопку «f/cosϕ/ϕ» изменения вывода информации в четвертой строке индикатора (соответственно, частоты, коэффициента мощности cosϕ или угла сдвига фаз Fi между током и напряжением).

С задней стороны прибора установлены розетка для подключения питания сети и колодка предохранителя.

С помощью кнопки «f/cosϕ/ϕ» можно изменять вывод информации в четвертой строке индикатора. Для вывода требуемого параметра в четвертой строке индикатора кнопку необходимо нажать на 1…2 секунды.

Изменения схемы подключения прибора и лабораторной установки выполнять при выключенном питании прибора . В противном случае возможны изменения показаний прибора, а также возникновение нарушений в работе индикатора прибора.

3. Порядок выполнения работы.

3.1. Изучение паспортных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов. Для этого внимательно рассмотреть лицевые панели стрелочных амперметров и заполнить табл. 2.

Характеристика электроизмерительного прибора

Как оформить лабораторную работу правильно?

Лабораторная работа – это задание для учащегося, в котором необходимым условием является выполнение практических действий. Такой вид работы используется для более качественного усвоения пройденного материала. Все действия, выполненные в ходе лабораторной работы, заносятся в особый отчет, который оформляется согласно определенным нормам и требованиям. Лабораторная работа дает возможность лучше оценить уровень подготовки студента, использовать приобретенные теоретические знания на практике.

Особенности структуры лабораторных работ

Те работы, которые проводятся для учеников в школе, зачастую не имеют большого количества требований. Но вот оформление лабораторных работ для студентов высших учебных заведений, должно быть сделано согласно ГОСТа. Еще одной базой для оформления являются методические указания данного учебного заведения. Лабораторная работа состоит из нескольких частей:

  • Титульный лист. Здесь указываются данные студента и преподавателя, сведения касательно ВУЗа, кафедры. Внизу пишется место и год проведения работы.
  • Оглавление. В представленной части перечислены все разделы, как теоретические, так и практические.
  • Введение. В нем перечисляются краткие сведения касательно самой работы, цель лабораторной работы, описываются методы проведения экспериментов, процесс выполнения.
  • Основная часть. Сюда входит теоретический и практический разделы, с описанием полученных результатов лабораторной работы и их дальнейшим анализом.
  • Заключение. В нем подводятся итоги работы и делаются соответствующие выводы.
  • Список использованной литературы.
  • Приложения.

Существуют некоторые правила оформления лабораторных работ, о них и пойдет речь в нашем материале. Если говорить о содержании работы, то сюда относится введение, основная часть и заключение. Введение должно раскрывать актуальность проведенной практической работы, предоставлять общую характеристику и отмечать пользу, полученную использованием данных результатов в практической деятельности. Очень важным моментом будет указания сфер деятельности, в которых будут использоваться результаты данной лабораторной работы. Во введение также указываются предмет и объект исследования, идет обоснование актуальности работы и цели, которых студент хочет достичь в ходе выполнения экспериментального задания.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Основная часть работы разделена на две части – теоретическую и практическую. Первая наполнена материалом, с помощью которого можно глубже понять выбранную тему, выполнить работу на высоком уровне и получить необходимые результаты. Здесь указанные основные факты из выбранной сферы, главные формулы и т.п. Практическая часть работы более детально описывает подготовительную часть процесса и ход выполнения всех действий. Описания должны быть максимально точными и четкими, содержать необходимую информацию, которая относиться к данному исследованию. Желательно для предоставления результатов использовать таблицы, где будет отображаться данные до и после проведения эксперимента.

Заключение, как уже говорилось выше, предоставляет все сделанные выводы. В краткой форме студент должен указать итоги работы, какие цели выполнены, а какие – нет. Также отмечается ценность проведенного исследования.

Оформление лабораторной работы

Правильное оформление лабораторной работы повышает шансы на получение высокого балла. Ведь даже если ваше исследование будет проведено правильно, но вы не сможете качественно оформить полученные сведения, преподаватель может занизить общую оценку работы. Отчет по выполнению таких практических исследований пишется на листах формата А4, причем информация расположена только с одной стороны. При оформлении лабораторной работы рекомендуется использовать шрифт Time New Roman, 12, а также выравнивание по ширине страницы. Применяется полуторный межстрочный интервал.

Заголовки оформляются согласно определенного уровня, который указан в требованиях к оформлению лабораторных работ. Все страницы работы должны быть пронумерованы арабскими цифрами с соблюдением сквозной нумерации. Номер страницы указывается в нижней части листа без точки. Титульный лист включен в нумерацию, но на нем не указывается номер страницы.

Читать еще:  Выключатель для дрели с регулировкой оборотов

Отступы первой строки составляют от 0,75 до 1,5. Поля документа соответствуют таким значениям: правое – 10 мм, левое – 20 мм, верхнее – 20 мм, нижнее – 20 мм. Используется автоматическая расстановка переносов. Если текст необходимо разделить на пункты, то они будут пронумерованы, также внутри пунктов могут существовать подпункты, которые тоже подвергаются нумерации. Каждый новый раздел работы должен начинаться на новой странице. Для заголовка может использоваться полужирное начертание шрифта.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Также стоит отметить, что в лабораторной работе часто используются рисунки и таблицы. Они обязательно должны быть пронумерованы, причем это сквозная нумерация по всему практическому проекту. К графическим материалам и таблицам необходимо делать соответствующее текстовое пояснение, оно может располагаться до или после вставки.

Наличие ГОСТа для оформления лабораторной работы

Каждое учебное заведение имеет свои особенности оформления лабораторных работ. Есть нормы ГОСТа, которые должны быть соблюдены, но методические указания разных ВУЗов могут отличаться между собой. ГОСТ никак не регулирует определенные моменты оформления, но суть работы остается неизменной. Образец для оформления лабораторной работы согласно ГОСТа вы можете заказать на интернет-портале «Все Сдал!», где авторы помогут вам качественно оформить работу, чтобы получить высокую итоговую оценку.

Написание лабораторных работ – это важная часть учебного процесса, ведь с их помощью учащийся лучше понимает теоретический материал, обобщает получение сведения. Также студенты учатся использовать все знания на практике и достигать определенных результатов в процессе проведения экспериментов.

5 способов проверки работоспособности дифавтомата

  • Проверка функций автоматического выключателя
  • Проверка функций УЗО
  • Штатная кнопка на корпусе
  • Гальванический элемент (батарейка)
  • Подключение резистора с определённым сопротивлением
  • Магнит
  • Электронный измеритель

Проверка функций автоматического выключателя

На производстве дифференциальные автоматы проверяются специализированными лабораториями, которые и дают в итоге вывод о том, можно ли обслуживать данный аппарат или нет. Проверить дифференциальный автомат на перегрузочные характеристики или защиту от коротких замыканий, а тем более на время срабатывания этих защит, при покупке вряд ли удаться, для этого нужны специальные лабораторные приборы. О том, как проверить автоматический выключатель, мы подробно рассказывали в отдельной статье. К сожалению в домашних условиях осуществить испытания вряд ли удастся, тем более домашним мастерам.

Однако, основное отличие обычного автомата от дифференциального, это устройство защитного отключения, реагирующее на ухудшение сопротивления изоляции. Именно эту уникальную способность устройства и рекомендуется проверять перед установкой в электрических распределительный щиток. Делать это нужно с регулярной периодичностью, так как именно срабатывание механизма направлено на сохранность жизни и здоровья человека.

Проверка функций УЗО

Существует пять действенных способа проверки на исправность системы отключения дифференциального автомата на ток утечки:

  • специальной кнопкой на корпусе выключателя;
  • гальваническим элементом, вырабатывающим напряжение в ходе химической реакции, попросту говоря, батарейкой;
  • имитацией ухудшения сопротивления изоляции, подключая резистор в цепь устройства;
  • с помощью постоянного магнита;
  • с помощью специального точного электронного прибора, выпускаемого для этих целей.

Рассмотрим каждый из способов проверки дифавтомата более подробно.

Штатная кнопка на корпусе

Один из самых быстрых способов проверки как УЗО, так и дифавтоматов является нажатие на кнопку «Тест», которая чаще всего располагается на корпусе этих электрических аппаратов коммутации и защиты. Для того чтобы нажать её не требуется ни особых навыков, ни специального обучения, выполнить данную процедуру может каждый. Кнопка имеет маркировку букву «Т» и именно она выполняет имитацию на ток утечки электрической цепи. Данный ток для разных дифференциальных автоматов указан на корпусе, поэтому при выборе его стоит понимать, что чем меньше ток утечки, тем чувствительнее защита. То есть даже при возникновении минимального повреждения изоляции электрооборудования произойдёт отключение данного участка цепи от сети.

При нажатии на кнопку проверки работоспособности дифференциального автомата сразу же должно произойти автоматическое отключение его, если этого не произошло, то система УЗО, установленная в выключателе, неисправна. То есть, если кнопка тест не работает, последующая эксплуатация не будет обеспечивать надёжной защиты при пробое. Проверять таким способом стоит при правильно подключенном в сеть выключателе, так как некоторые дифавтоматы имеют электронную схему защиты и без подключения или при обрыве одного из питающих проводов, будь то ноль или фаза, срабатывать не будут. Данные автоматические выключатели со встроенным электромагнитным УЗО должны срабатывать и защищать человека от попадания под опасный ток, даже при обрыве нулевого подводящего проводника.

Проверка дифференциального автомата кнопкой ТЕСТ демонстрируется на видео-уроке:

Стоит заметить, что для правильной проверки дифференциального автомата с помощью кнопки «Тест» не обязательно подключение потребителей, то есть нагрузки к его полюсам.

Гальванический элемент (батарейка)

Этот способ даёт возможность проверки работоспособности системы защиты от токовой утечки в цепи дифавтоматов даже непосредственно при покупке. Для этого нет необходимости подключения к электрической цепи, поэтому этот способ один из самых мобильных и быстрых. Для данной проверки понадобится обычная батарейка и два проводника, подключенных к её выводам. Проверить так можно только электромагнитные УЗО и дифавтоматы, а именно они считаются самыми надёжными и эффективными. Плюс нужно подключать к входному контакту полюса автомата, а минус к выходу, как показано на фото:

Данным способом проверяются как двухполюсные автоматические выключатели, рассчитанные на 220 Вольт, так и выключатели, предназначенные для трёхфазных цепей. Дело в том, что любое дифференциальное защитное устройство работает на сравнении входящих и исходящих токов, а замыкая контакты батарейки на одном из полюсов автомата, имитируется перекос этих токов, от чего и срабатывает механизм отключения.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить дифавтомат с помощью батарейки:

Подключение резистора с определённым сопротивлением

Этот вариант проверки дифавтомата на срабатывание защиты более трудоёмкий так как потребует от проверяющего не только взять в руки инструмент, но и посчитать сопротивление резистора, который нужно подключить между одним из выводов розетки и защитным заземлением помещения.

То есть нужно подключить к электрической цепи резистор с определенным сопротивлением, который будет выполнять роль попавшего под напряжение бедолаги. Посчитать его довольно просто, если вспомнить всем известный со школы закон Ома:

I = U/R

Отсюда R = U/I, где величина напряжения зависит от величины его в сети, то есть 220 В, а ток указан на самом дифференциальном автомате. Например, при указанном токе утечки 10 mA: 220В/10mA = 22 кОм, а при 30 mA: 220В/30 mA = 7,3 кОм. Чтобы увидеть этот ток утечки мультиметром или тестером, нужно выставить его на амперметр и подключить последовательно к резистору.

Читать еще:  Автоматический выключатель abb b32 s201

Данное испытание можно проделать и лампочкой, но у неё очень низкое сопротивление и придется всё равно подключать дополнительный резистор. Для плавного изменения тока, можно в цепь также подключить диммер, применяющийся как регулятор яркости освещения ламп.

О том, как проверить дифавтомат с помощью резистора, подробно рассказывается на видео:

Магнит

Способ с применением магнита является тоже действенным, но не электрическим. При поднесении магнита к одной или же другой стороне взведённого дифавтомата, произойдёт отключение.

Таким способом в одном из электромагнитов, контролирующих и сравнивающих ток в цепи, наведётся магнитное поле, которое и даст сигнал на отключение автомата. Так проверить можно только электромагнитные, но никак не электронные дифавтоматы.

Электронный измеритель

В связи с появлением данных защитных устройств на рынке измерительной электронной аппаратуры, появились специальные устройства, которые при подключении к сети через розетку дают возможность проверить не только работоспособность дифференциального автомата, но и время его срабатывания, а также реальный ток утечки, при котором он выполняет защитное отключение.

Данное устройство на уровне лабораторных исследований может произвести проверку и испытание как устройств защитного отключения, так и других более сложных измерений, вплоть до испытания высоковольтного электрооборудования. Но его стоимость для бытового использования, довольно, высока.

На видео наглядно показывается испытание дифференциального автомата измерителем UNI-T UT 582:

Вот мы и рассмотрели, как проверить дифавтомат на работоспособность батарейкой, магнитом и другими действенными способами. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Рекомендуем также прочитать:

Лабораторная работа исследование работы автоматического выключателя

Методические указания к лабораторной работе «Датчики контроля и регулирования автоматических устройств»

Симферополь 2005

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

К выполнению лабораторной работы студент должен быть подготовлен и знать назначение и область применения датчиков.

I . Цель работы — ознакомиться с конструкциями, устройством и принципом действия датчиков. Изучить особенности чувствительных элементов датчиков и характер входных и выходных сигналов.

Уяснить и дать сравнительную характеристику различных датчиков. В процессе выполнения работы студент углубляет знания, полученные при изучении лекционного материала и литературы по разделу «Автоматизации строительного производства».

2. Теоретические положения

Работа автоматических и автоматизированных систем и устройств начинается, с измерения какого-либо параметра машины или технологического процесса.

Автоматический контроль и регулирование технологических процессов в строительстве невозможны без применения датчиков технологической информации.

Основные функции датчиков — преобразование одной физической величины (давления, температуры, перемещения, скорости, уровня влажности и т. д.) в другую (обычно — электрическую) удобную для дистанционной передачи и дальнейшего использования исполнительными механизмами. Измеряемый параметр, воспринимаемый чувствительным элементом датчика, называется входной величиной датчика, а сигнал преобразующего элемента — выходной величиной. По входному сигналу (по назначению) различают датчики температуры, перемещения, давления и др. По выходному сигналу датчики делят на электрические и неэлектрические. Электрические датчики подразделяются на параметрические и генераторные. В параметрических датчиках под действием входного сигнала изменяется какой-либо параметр датчика (сопротивление, емкость, индуктивность) и соответственно его выходная величина. Для работы параметрических датчиков требуется внешний источник энергии.

Генераторные датчики под действием входного сигнала генерируют ЭДС и не требуют дополнительного источника энергии. Такие датчики включают термопары, фотоэлементы, генераторы напряжения. Датчики подразделяют на контактные и бесконтактные. Чувствительный элемент в контактных датчиках непосредственно соприкасается с контролируемым веществом, а в бесконтактных датчиках не соприкасается.

К бесконтактным относятся радиоактивные, ультразвуковые и фотоэлектрические датчики.

Свойства датчиков определяются статическими, динамическими и частотными характеристиками и оцениваются рядом показателей. Чувствительность датчика «К» определяют отношением изменения выходного сигнала «4 У » к изменению входного сигнала «АХ» т. е. К = лУ/дХ является размерной величиной.

У линейных датчиков чувствительность во всем рабочем диапазоне измерений одинакова, а уравнение статики имеет вид У = К X + Хо • Инерционного датчика заключается в запаздывании появления или исчезновения сигнала на выходе по сравнению с моментом появления или исчезновения сигнала на входе.

Минимальное значение входного сигнала, которое можно обнаружить с помощью датчика, составляет его порог чувствительности, а максимальное значение входного сигнала, которое может быть воспринято датчиком искажения и повреждения — предел преобразования. Разница между пределом преобразования и порогом чувствительности составляет динамический диапазон измерения.

На строительных машинах устанавливают электрические и неэлектрические датчики. Полученные с их помощью данные в дальнейшем используют для информирования машиниста о состоянии узлов и агрегатов машины и для автоматического регулирования контролируемых процессов. В первом случае на приборном щитке устанавливают вторичные датчики (указатели), преобразующие сигнал первичного датчика в сигнал, удобный для визуального наблюдения ( световая и стрелочная индикация ). Во втором случае датчик является частью системы автоматического регулирования.

1. Датчики перемещения используются для контроля положения конструкций, машин и механизмов, а также деформаций сооружений.

Диапазон измеряемых перемещений весьма различен — от микрометров до метров.

Наибольшее распространение получили контактные, реостатные, тензометрические, индуктивные и емкостные датчики.

1 — подвижный контакт;

2 — неподвижные контакты;

3 — перемещаемый элемент;

Рис. Контактный датчик

Контактные датчики выполняются одно или многопредельными, т. е. имеют одну или несколько пар замыкающих или размыкающих контактов. Один контакт пары неподвижен, а другой связан с перемещаемым элементом, о котором необходимо получить информацию.

Сигнал получается в виде замыкания или размыкания электрическом цепи, при этом не допускается появление дуги или искры, ведущих к разрушению контактов), а следовательно мощность устройств не должна превышать 150 мВт.

Реостатный датчик (Рис.) это переменный резистор, движок которого может совершать линейное или угловое перемещения. Закон изменения сопротивления и следовательно тока в цепи зависит от конструкции датчика и схемы включения.

1. — подвижной контакт

2. — калиброванная проволока (из сплава высокого сопротивления)

3. — изоляционный каркас

4 — напряжение питания схемы

R — полное сопротивление датчика

Rо сопротивление добавочного резистора

PJ — электроизмерительный прибор

Рис. Реостатный датчик.

а) устройство; б) схема включения.

ІІ. ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ, непосредственно воспринимающие давление жидкостей и газов основаны на преобразовании давления в механическое перемещение. В качестве воспринимающих органов датчиков давления наибольшее распространение получили упругие элементы мембраны, сильфоны, трубчатые пружины (рис. 6).

ІІІ.

V.

3. Последовательность выполнения работы

3.1. Подробно ознакомиться с содержанием методических указаний.

3.2. Вычертить схемы датчиков с указанием наименования основных элементов

3.3. Ознакомиться с устройством и работой датчиков на образцах и макетах.

3.4. Схема и форма отчета по лабораторной работе устанавливается преподавателем в зависимости от специальности студента.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Атаев С. С. Луцкой С. Я. Технология, механизация и автоматизация строительства. М., ВШ.1990.

2. Нечаев Г. К. Автоматика и Автоматизация производственных процессов К. ВШ.1985 г.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector