Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Требования безопасности по окончании работы

Правила работы в учебных лабораториях | Лабораторная работа №6.3 | Логические элементы автоматики | Сеткой R-2R. | Параметры звеньев САР | ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ САР | Этап 3 — ввод параметров структурной схемы. | Параметрическая оптимизация САР | ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ САР | проведение линий связи на структурной схеме. |


Читайте также:
  1. F.2 Конструктивные требования
  2. I. ЗАДАНИЯ ДЛЯ АУДИТОРНОЙ РАБОТЫ
  3. I. Итоговая государственная аттестация включает защиту бакалаврской выпускной квалификационной работы
  4. I. Общая характеристика и современное состояние системы обеспечения промышленной безопасности
  5. I. Общие требования
  6. I. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
  7. I. Санитарно-эпидемиологические требования к работе хирургических отделений

 

5.1. С разрешения преподавателя выключить видеотерминалы и привести в порядок рабочее место.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Исследование статических и динамических характеристик датчиков температуры.

2. Исследование электромагнитных реле и изучение их конструкции.

3. Усилители автоматики.

4. Исследование электродвигательных исполнительных механизмов.

5. Определение передаточной функции теплотехнического объекта по его разгонной характеристике.

6. Исследование системы двухпозиционного регулирования температуры.

7. Исследование системы трехпозиционного регулирования температуры.

8. Изучение управляющих устройств на логических элементах.

9. Программно-временные задатчики.

10. Изучение микропроцессорного устройства программного управления.

11. Изучение устройства приборов следящего непрерывного регулирования.

12. Исследование САР с импульсным регулятором.

13. Конструирование системы управления на логических элементах типа И, ИЛИ, НЕ.

14. Конструирование системы управления на логических элементах типа И-НЕ.

15. Исследование микропроцессорной системы управления исполнительными механизмами во времени.

16. Исследование микропроцессорной системы управления, реализующей П, ПИ, ПИД законы управления.

1. Исследование микропроцессорной системы управления исполнительными механизмами во времени.

2. Исследование микропроцессорной системы управления, реализующей П, ПИ, ПИД законы управления.

3. Исследование качества работы САР на ЭВМ по ее дифференциальному уравнению.

4. Исследование качества работы САР на ЭВМ по ее структурной схеме.

 

Лабораторная работа №1

 

исследование датчиков ТЕМПЕРАТУРЫ - ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕРМИСТОРОВ

 

1. Цель работы

1.1. Изучить устройство и принцип работы датчиков, представленных на лабораторном стенде.

1.2. Научиться экспериментально определять основные характеристики датчиков (статическая характеристика, динамическая характеристика и чувствительность датчика).

 

 

2. теоретические сведения

Датчики (первичные преобразователи) – это устройства, измеряющие контролируемую или регулируемую физическую величину и преобразующие ее в выходной сигнал, удобный для дальнейшего использования. Чаще всего измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал (ток или напряжение).

Существуют множество различных датчиков – тока, напря­жения, давления, температуры, частоты вращения, влажности и т.д. Однако принцип работы их основан на использовании сравнительно небольшого числа физических явлений. Наибольшую группу составляют параметрические датчики, у которых под действием измеряе­мой величина изменяется какой-либо параметр, если выходной сиг­нал – электрический, то изменяется электрический параметр – или электрическое сопротивление, или индуктивность, или емкость, или взаимная индуктивность и т.д. Соответственно бывают датчики сопротивления (потенциометрические, угольные, тензорезисторы, термометры и др.), индуктивные датчики, емкостные датчики и т.д.

Генераторные датчики отличаются от параметрических тем, что у них входная величина преобразуется в электрический ток или напряжение. Такие датчики обычно могут работать без посто­роннего источника электроэнергии (термопары, тахогенераторы, некоторые фотодатчики и др.).

Датчики должны удовлетворять следующим требованиям: однозначность зависимости выходной величины Увых от входной Хвх; линейность этой зависимости (где это возможно), высокая чувст­вительность, стабильность свойств, достаточная мощность выходного сигнала, достаточная точность, малая инерционность, надеж­ность, простота, невысокая стоимость, удобство эксплуатации и др.

Основными характеристиками датчиков является статическая и динамическая характеристика, чувствительность, максимальная погрешность.

Статическая характеристика – это зависимость выходной величины от входной при остановившемся режиме. Например, для угольного датчика давления (см. ниже) это зависимость сопротивле­ния угольного столбика от приложенного давления. Для тензодатчика – зависимость его сопротивления от деформации. Если эта за­висимость линейная, то Увых = К Хвх, где К – передаточный коэф­фициент (коэффициент усиления). Нелинейные статические характерис­тики часто линеаризуют на рабочем участке.

Динамические свойства датчиков, как и других элементов автоматики, определяют их поведение в переходных, т.е. динамических режимах. Они характеризуются передаточными функциями, частотными характеристиками, временными диаграммами. В большинстве случаев стремятся выбрать такой датчик, чтобы его инерционность (тепловая, механическая, электромагнитная и т.д) была как можно меньше.

Чувствительность датчика – это отношение приращения выходной величины к приращению входной.

 

 

Если датчик имеет линейную статическую характеристику, то Кч=k=const. Для сравнения различных датчиков по чувствительности Увых и Хвх иногда выражают в относительных единицах, чтобы чувствительность была безразмерной величиной.

Большинство датчиков входят в Государственную Систему приборов (ГСП). Максимальное значение Увых не превышает стандартных значений (5, 10 или 20; 2,2 или 3В).

В качестве датчиков температуры используют элементы, физические свойства которых существенно зависят от температуры и незначительно от других факторов (влажность и т.д.). К таким физическим свойствам относятся явления теплового линейного или объемного расширения, изменения сопротивления, емкости или термоэлектродвижущей силы специального элемента, находящегося в контакте с контролируемой средой.

К датчикам, основанным на принципе теплового расширения жидкостей и газов, относятся жидкостные объемные и контактные термометры и манометрические термодатчики.

Для дистанционного контроля температуры служат термопары, термометры сопротивления, полупроводниковые терморезисторы. Особенно большое распространение для дистанционного измерения температуры, сигнализации о повышении температуры в установках и различных агрегатах как воспринимающие органы в различных схемах автоматики и телемеханики, а также в качестве термокомпенсаторов, стабилизаторов напряжения, ограничителей пускового тока получили полупроводниковые терморезисторы (ПТР).

Сейчас промышленность выпускает несколько десятков типов ПТР с разнообразными электрическими параметрами: медно-марганцевые ММТ и кобальто-марганцевые КМТ сопротивлением от1 Ом до 1 Мом (при 20 оС) с отклонением от номинала не более 20%.

Уравнение статической характеристики:

 

 

где Т – температура, К;

r и В – постоянные коэффициенты, определяемые по формулам

 

 

 

где r1 и r2 – сопротивления термистора при температурах Т1 и Т2 соответстсвенно.

 

Коэффициент чувствительности термистора определяется

 

=-

 

Температурный коэффициент сопротивления термистора отрицателен

 

 

и в десятки раз больше, чем у металлов, причем не остается постоянным и уменьшается с увеличением температуры. Серийно выпускаемые термисторы могут работать при температуре от-40 до +180 оС

Тепловая инерционность ПТР примерно равняется ртутному термометру, а для некоторых типов в десятки раз меньше, что позволяет их использовать их в качестве чувствительных датчиков при регулировании температуры малоинерционных объектов.

 

 

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.Ознакомиться с лабораторной установкой. Записать в отчет паспортные данные датчика температуры.

2.Снять вольт-амперную характеристику термистора. Результаты исследования занести в таблицу.

Для получения ВАХ необходимо собрать схему рис.1. Во время проведения эксперимента обратить особое внимание на миллиамперметр – при показаниях 100 мА прекратить эксперимент немедленно.

3.Снять статическую характеристику.

Для снятия статической характеристики необходимо подключить датчик к схеме рис.2 и подать на неё питание. Температура нагрева датчика изменяется реостатом. Показания приборов заносить в таблицу по истечении времени прогрева (около 2 минут).

4.Выполнить необходимые расчеты в таблице.

5.Определить постоянные параметры статической характеристики.

6. Выполнить проверочный расчет: R20 = 1 кОм.

7. Сделать выводы о проделанной работе.

 

 

 
 

 

 


Рисунок 1. Схема для снятия ВАХ термистора.

 

 

 
 

 


Рисунок 2. Схема для снятия статической характеристики.

 

Протокол испытания датчиков механических величин

Вольт-амперная характеристика Статическая характеристика
Т U I R Т I U R
оС К В мА кОм оС К мА В кОм
                     
                     
                     
                   

 

 

4. СОдержание ОТЧЕТА

1. Название и цель работы.

2. Типы и краткая характеристика датчиков, приборов и оборудо­вания.

3. Электрические принципиальные схемы.

4. Протоколы испытания датчиков.

5. Расчеты постоянных параметров статической характеристики

6. Выводы..

 

 

5 контрольные ВОПРОСЫ

План ответа на контрольный вопрос

Ответ на контрольный вопрос должен строиться по следующему плану:

а) Назначение и примеры применения в технике.

б) Принцип действия.

в) Конструкция.

г) Схема включения или монтажа.

д)Статическая характеристика (линейность, коэффициент чувствительности).

е) Динамическая характеристика.

ж) Достоинства и недостатки.

 

Контрольные вопросы

 

1. Охарактеризуйте датчики сопротивления.

2. Охарактеризуйте магнитные датчики.

3. Охарактеризуйте емкостные датчики.

4. Охарактеризуйте фотоэлектрические датчики.

5. Охарактеризуйте генераторные датчики.

6. Охарактеризуйте датчики теплового расширения.

7. Охарактеризуйте термоэлектрические датчики.

8. Охарактеризуйте датчики уровня.

9. Охарактеризуйте датчики давления.

10. Охарактеризуйте датчики расхода.

11. Охарактеризуйте датчики влажности.

12. Охарактеризуйте датчики угловой скорости.

13. Охарактеризуйте датчики положения.

 

6 Литература

1. Бородин И.Ф, Кириллин Н.И. Практикум по основам автоматики и автоматизации производственных процессов. М., 1974.

2. Бородин И.Ф. Технические средства автоматики. М., 1982.

3. Носов Г.Р. и др. Автоматика и автоматизация мобильных сельскохозяйственных машин. Киев, 1984.

 

Лабораторная работа №2

 

Исследование электромагнитных реле

 

1. Цель работы

Изучить конструкцию и принцип действия электромагнитных реле постоянного и переменного тока.

Научиться экспериментально определять основные параметры срабатывания реле.

 

 

2.Теоретические сведения

 

Реле-это устройство, которое автоматически осуществляет скачкообразные изменения выходного сигнала под действием изменяющегося непрерывно входного (управляющего) воздействия.

По принципу действия реле бывают: электромеханические, электронные, магнитные, бесконтактные и др. Из электромеханических реле наибольшее применение находят электромагнитные, но встречаются также магнитоэлектрические, индукционные, электродинамические и др.

В настоящей работе изучаются электромагнитные реле. Управляющей (входной) величиной у них является какая-либо электрическая величина (ток, напряжение и др.). Изменение входной величины вызывает перемещение подвижной части реле (якоря), приводящее к замыканию или размыканию электрических контактов реле.

Свойства реле характеризуются следующими основными параметрами:

1. Мощность срабатывания Рср -минимальная мощность, которая должна быть подведена к реле от управляющей цепи для его надежного срабатывания.

2. Мощность управления Ру - максимальная мощность в коммутируемой цепи, при которой контакты реле ещё работают надёжно. Она определяется параметрами контактов реле.

3. Допустимая разрывная мощность Рр - мощность, разрываемая контактами при определённом токе или напряжении без образования устойчивой электрической дуги.

4. Коэффициент управления Ку = – величина, характеризующая

отношение управляемой мощности к мощности срабатывания. Ку=1…10000 и более, т.е. реле можно рассматривать как усилительный элемент.

5. Время срабатывания tср и время отпускания tв (возврат) реле. По времени срабатывания реле делят на безинерционные (tср< 0,001с), быстродействующие (tср= 0,001…0,05 с), нормальнодействующие (tср= 0,05…0,15 с), реле с замедлением (tср= 0,15…1,00 с), и реле времени (tср>1,0 с).

6. Параметр срабатывания и параметр отпускания.

В большинстве случаев применяются «максимальные» реле, т.е. реле срабатывающие при возрастании управляющего параметра.

Для максимальных реле параметр срабатывания – это минимальное значение входного сигнала, при котором происходит срабатывание. Параметр отпускания – максимальное значение входного сигнала, при котором происходит возврат реле в исходное состояние.

Первые 5 параметров необходимо знать и учитывать только при выборе типа реле при проектировании. Обычно их определяют по справочной литературе. Параметры срабатывания и отпускания необходимо проверять и регулировать как при включении новой аппаратуры, так и периодически в процессе эксплуатации.

Отношение параметра отпускания к параметру срабатывания называется коэффициентом возврата Кв. Для максимальных реле Кв<1. У многих реле параметр срабатывания можно устанавливать на нужные значения изменением напряжения противодействующей пружины («уставка срабатывания»). Пределы регулирования уставки срабатывания обозначаются на специальной шкале. Такие реле имеют высокую точность срабатывания коэффициент возврата, близкий к единице. Так, например, для реле тока и реле напряжения Кв=0,80…0,85. Если реле не имеет устройства для регулирования параметра срабатывания, то коэффициент возврата обычно значительно ниже и не нормируется (например, у промежуточных реле, служащих для размножения контактов и увеличения управляемой мощности).

Отношение номинального значения рабочего параметра к параметру срабатывания называется коэффициентом запаса по срабатыванию Кз. Для промежуточных реле Кз.ср=Uн/Uср>1,2.

Устройство промежуточного электромагнитного реле схематично показано на рис.1. При протекании тока по обмотке возникает магнитный поток Ф, и подвижная часть магнитопровода (якорь) притягивается к неподвижной, замыкая или размыкая соответствующие контакты.

Сила притяжения F=K*i2

где К – коэффициент, зависящий от магнитного сопротивления цепи;

i – мгновенное значение тока.

Для реле постоянного тока i=I=const, при срабатывании реле сила F плавно возрастает с уменьшением воздушного зазора между якорем и сердечником. Для ограничения этой силы и меньшего нагрева обмотки такие реле часто включают таким образом, чтобы при срабатывании последовательно с катушкой включалось токоограничивающее сопротивление.

Для реле переменного тока i=Im*sin wt;

F=K*Im2 * sin2wt=K*Im2 ;

 

т.е. сила изменяется с двойной частотой от нуля до максимального значения, оставаясь положительной. Среднее значение силы почти не зависит от величины воздушного зазора, т.к. при уменьшении зазора увеличивается индуктивное сопротивление обмотки, а ток уменьшается. Для уменьшения якоря при воздействии переменной силы чаще всего применяют расщепление магнитного потока Ф в воздушном зазоре на две части: Ф¢ и Ф². На часть полюса сердечника ( через которую проходит поток Ф² ) одевают короткозамкнутый медный виток, в котором индуцируется ЭДС и протекает ток. Поток Ф² создается под действием не только тока в катушке, но и тока в короткозамкнутом витке, а поэтому он не совпадает по фазе с потоком Ф¢. Соответственно и силы, создаваемые этими

 

 

потоками, не совпадают по фазе во времени, и суммарная сила притяжения всегда положительна и больше нуля.

Рассмотренные выше реле называют нейтральными, т.к. их работа не зависит от направления тока в обмотке. При очень малой величине входного сигнала чувствительность нейтральных реле оказывается недостаточной для срабатывания. В этом случае применят поляризованные реле, реагирующие не только на величину, но и направление тока в обмотке. Поляризация обеспечивается применением постоянных магнитов. Поляризованные реле могут срабатывать при мощности сигнала 10-6…10-4 Вт и выше.

 

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

На стенде источники постоянного и переменного напряжения, потенциометр для регулирования напряжения, реле различных типов, сигнальная лампочка и измерительные приборы. Схема испытания реле показана на рис.2. Тип приборов, их пределы измерения и род тока (постоянный или переменный) должны быть выбраны с учетом паспортных данных испытуемых реле.

При испытании поляризованного реле необходимо плавно увеличивать напряжение (не более 5В), следя за показаниями миллиамперметра. Если при токе в обмотке 5 mA реле не срабатывает, то следует изменить направление тока в обмотке.

 

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1.Ознакомиться с конструкцией и принципом работы всех имеющихся на стенде реле и записать их паспортные данные.

2.Испытать указанные преподавателем реле. Для этого:

· cоставить в тетради схему электрической цепи с учетом паспортных данных реле, указав на схеме род тока (постоянный или переменный), допустимые пределы регулирования тока или напряжения, типы приборов или аппаратов;

· представить схему на проверку преподавателю;

· по одобренной преподавателем схеме собрать электрическую цепь;

· после проверки электрической цепи преподавателем включит ее под напряжение и произвести необходимые измерения.

Результаты занести в протокол.

 

 

Протокол испытаний

Реле Параметры реле
Наименование Тип Uн,В Im,А Uср,В Uотп.В Iср. mА Iотп.mА Кв Кз.ср. Pср Вт Рк Вт Ку  
                       

 

 

3. Вычислить коэффициент возврата и коэффициент запаса по срабатыванию. Для реле напряжения, промежуточных и других реле, для которых в паспорте указывается номинальное напряжение, коэффициенты Кв и Кз.ср. определяются по напряжению. Для реле тока и других реле с токовой обмоткой эти коэффициенты определяются по току. Для реле постоянного тока значения Кв и Кз.ср. могут быть определены или по току или по напряжению. Результат будет одинаковым, так как при срабатывании таких реле сопротивление электрической цепи не меняется.

4. Ознакомиться с устройством и работой токового искателя.

5. Сделать выводы об исправности и качестве регулировки каждого испытанного реле и по работе в целом.

 

5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название и цель работы.

2. Тип и краткая характеристика реле, имеющихся на стенде.

3. Электрическая схема испытания реле.

4. Приборы и оборудование (для различных типов реле).

5. Протокол испытания реле.

6. Выводы.

 

6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

 

1. Что называется электрическим реле? Из каких органов состоит, в общем виде, реле и их назначение?

2. Назовите и объясните возможные принципы действия реле автоматики (не менее 6)

3. Перечислите и охарактеризуйте основные параметры реле.

4. Какие принципы определяют быстродействие реле при срабатывании и отпускании?

5. Какими способами можно изменить только время срабатывания электрического реле?

6. Какими способами можно изменить только время отпускания электрического реле?

7. Какими способами можно изменить время срабатывания и отпускания электрического реле одновременно?

8. Какие способы применяются для уменьшения обгорания контактов реле?

9. Поясните, равны ли между собой коэффициенты возврата по напряжению, по току и по мощности:

а) для реле постоянного тока

б) для реле переменного тока.

10. Какие меры борьбы с вибрацией якоря реле переменного тока применяются? Приведите объяснения.

11. Чем отличается поляризованное реле от нейтрального? Покажите на рисунке взаимодействие магнитных потоков. Назовите разновидности поляризованных реле и их применение.

12. Можно ли, в случае необходимости, нейтральное реле использовать как поляризованное? Как это сделать? (предложите варианты).

13. Реле времени и принципы их реализации. Достоинства, недостатки и область применения.

14. Перечислите конструкции реле обладающие наибольшим быстродействием и объясните принципы работы?

15. Как вы поступите, если нужно коммутировать токи, большие паспортного значения для контактов реле.

16. Как вы поступите, если нужно коммутировать ток с напряжением большим допустимого для контактов реле.

17. Каковы особенности применения реле совместно с полупроводниковыми приборами?

18. Какие материалы применяются для изготовления контактов реле? Как выбрать реле для коммутации микротоков и токов близких к номинальным значениям?

19. Покажите схемные варианты использования эл.магнитных реле постоянного и переменного тока, если номинальное напряжение катушки реле меньше, чем в сети?

20. Каковы отличия реле постоянного и переменного тока (конструктивные, эксплуатационные, схемные)?

21. Каковы отличия реле тока от реле напряжения (конструктивные, эксплуатационные, схемные)?

 

7 ЛИТЕРАТУРА.

 

1. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов. М.., 1977г.

2. Бородин И.Ф. Технические средства автоматики. М., 1982 г

 

 

 

1.

2.

3.

4.

5.

 

1-якорь; 2-противодействующая пружина; 3-электрические контакты;

4–короткозамкнутый виток; 5–сердечник; 6–обмотка

 

Рис.1. Устройство электромагнитного реле

 

 
 

 

 


Рис.2. Электрическая схема испытания реле.

 

Лабораторная работа № 3

 

исследование тензодатчиков

 

1. Цель работы

1.1 Изучит устройство и принцип работы тензорезисторов.

1.2 Научиться экспериментально определять основные характеристики датчиков (статическая характеристика и чувствительность датчика).

 

 

2. теоретические сведения

Датчики (первичные преобразователи) – это устройства, измеряющие контролируемую или регулируемую физическую величину и преобразующие ее в выходной сигнал, удобный для дальнейшего использования. Чаще всего измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал (ток или напряжение).

Существуют тысячи типов различных датчиков – тока, напря­жения, давления, температуры, частоты вращения, влажности и т.д. Однако принцип работы их основан на использовании сравнительно небольшого числа физических явлений. Наибольшую группу составляют параметрические датчики, у которых под действием измеряе­мой величина изменяется какой-либо параметр, если выходной сиг­нал – электрический, то изменяется электрический параметр – или электрическое сопротивление, или индуктивность, или емкость, или взаимная индуктивность и т.д. Соответственно бывают датчики сопротивления (потенциометрические, угольные, тензорезисторы и др.), индуктивные датчики, емкостные датчики и т.д.

Генераторные датчики отличаются от параметрических тем, что у них входная величина преобразуется в электрический ток или напряжение. Такие датчики обычно могут работать без посто­роннего источника электроэнергии (термопары, тахогенераторы, некоторые фотодатчики и др.).

Датчики должны удовлетворять следующим требованиям: однозначность зависимости выходной величины Хвых от входной Хвх; линейность этой зависимости (где это возможно), высокая чувст­вительность, стабильность свойств, достаточная мощность выходного сигнала, достаточная точность, малая инерционность, надеж­ность, простота, невысокая стоимость, удобство эксплуатации и др.

Основными характеристиками датчиков является статическая и динамическая характеристика, чувствительность, максимальная погрешность.

Статическая характеристика – это зависимость выходной величины от входной при остановившемся режиме. Например, для угольного датчика давления (см. ниже) это зависимость сопротивле­ния угольного столбика от приложенного давления. Для тензодатчика – зависимость его сопротивления от деформации. Если эта за­висимость линейная, то Увых = К Хвх, где К – передаточный коэф­фициент (коэффициент усиления). Нелинейные статические характерис­тики часто линеаризуют на рабочем участке.

Динамические свойства датчиков, как и других элементов автоматики, определяют их поведение в переходных, т.е. динамических режимах. Они характеризуются передаточными функциями, частотными характеристиками, временными диаграммами. В большинстве случаев стремятся выбрать такой датчик, чтобы его инерционность (тепловая, механическая, электромагнитная и т.д) была как можно меньше.

Чувствительность датчика – это отношение приращения выходной величины к приращению входной.

Если датчик имеет линейную статическую характеристику, то S=k=const. Для сравнения различных датчиков по чувствительности Увых и Хвх иногда выражают в относительных единицах, чтобы чувствительность была безразмерной величиной.

 

 

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

На лабораторном стенде имеются установки для испытания тензодатчиков (рис.1), угольных датчиков (рис.2,а), датчиков индуктивности и взаимной индуктивности (рис.2,б) сигнализатор уровня с емкостным датчиком (рис.3).

3.1 Тензометрический датчик (тензодатчик) представляет собой тонкий проводник из проволоки, фольги или полупроводнико­вого материала, приклеенной к подложке в виде частных петель или спиреи (рис.1, а). Тензодатчик применяется для измерения дефор­маций, усилий и других с ними связанных величин. С этой целью он наклеивается на деталь в том месте, где нужно измерить де­формацию, и деформируется вместе с деталью. Сопротивление дат­чика , где – удельное сопротивление материала датчика,

– его активная длина,

– площадь поперечного сечения.

Поэтому при растяжении, когда возрастает, а умень­шается, сопротивление возрастает, а при сжатии – уменьшается.

Чувствительность тензодатчика

Для проволочных тензодатчиков ≈2;для полупровод­никовых датчиков достигает 100, но не стабильно во вре­мени; механическая прочность их очень мала. Поэтому чаще приме­няют проволочные тензодатчики (напр., константановые), а для увеличения чувствительности включают их в плечи мостовой cxeмы на постоянном токе (в одно, два или четыре плеча). Если два датчика имеют разноименную деформацию (один работает на растя­жение, а другой – на сжатие), то их включают в соседние плечи моста, а если одноименную – в противоположные плечи.

Величина упругой деформации металлических деталей не превышает нескольких долей процента, поэтому в измерительную диагональ моста включается высокочувствительный прибор (микроамперметр или гальванометр) или усилитель.

Если деталь работает на изгиб, (рис. 1, б) то один датчик наклеивается сверху (работает на растяжение), а другой – снизу (на сжатие). Так как , где – механическое напряжение изгиба;

– момент изгиба;

– момент сопротивления пластины шириной и высотой .

– плечо действия силы от тока приложения до центра наклеенного датчика.

Измерив , и , и вычислив , можно снять тарировочную кривую , по которой можно затем определять неизвестною силу или по току

Подобным же образом снимается тарировочная кривая для детали, работающей на кручение. Для детали трубчатого сечения

, ,

где и – внешний и внутренний диаметры трубы.

 

 

4 подготовка К работе

4.1 Изучить принцип работы и принципиальные схему изучаемых датчиков.

4.2 Начертить в рабочей тетради схему испытания тензодатчиков.

4.3 Подготовить протоколы испытаний тензодатчиков.

4.4 Подготовить таблицу для записи паспортных данных изме­рительных приборов и оборудования (произвольной формы).

 

Тензодатчик b=... h=... L=... W=...
F I M
кг Н мкА Нм Н/м2
           

Протокол испытания датчиков механических величин

 

 

5 ПОРядоК ВЫпОЛненИЯ РАБОТЫ

5.1 Рассчитать допустимую механическую нагрузку на стальною пластину, приняв = 200 106 Н/м2.

5.2 Снять и построить тарировочную кривую для определения напряжения изгиба в стальной пластине.

 

 

6. СОдержание ОТЧЕТА

6.I Название и цель работы.

6.2 Типы и краткая характеристика датчиков, приборов и оборудо­вания.

6.3 Электрические принципиальные схемы.

6.4 Протоколы испытания датчиков.

6.5 Выводы по каждому пункту раздела 5.

 

 

7.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем состоит преимущество мостовой схемы включения тензорезисторов?

2. Что такое датчик? Еro структура, классификация, основные параметры.

3. Принцип работы тензодатчика.

4. Что такое ГСП? По каким признакам классифицируются датчики в ГСП? Определите место тензодатчика в классификации?

5. Какие датчики для измерения деформации обладают наибольшей чувствительностью?

6. Перечислите достоинства и недостатки тензодатчика.

7. Приведите пример маркировки тензодатчика.

 

 

8 Литература

1. Бородин И.Ф, Кириллин Н.И. Практикум по основам автоматики и автоматизации производственных процессов. М., 1974.

2. Бородин И.Ф. Технические средства автоматики. М., 1982.

3. Носов Г.Р. и др. Автоматика и автоматизация мобильных сельскохозяйственных машин. Киев, 1984.

 

 

                 
 
   
 
   
 
   
 
   
 

 


а) конструкция тензодатчика;

 
б) лабораторная установка;

в) мостовая измерительная схема.

 
 
 
в
 
 

в  
Рис.1 Схема испытания тензодатчиков.

         
   
 
 
 
 
 
   
 

 

 

 

 

 

 


Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 134 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ| Лабораторная работа №6.2

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.068 сек.)