Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
АААААА
Соответственно для реализации автоматического управления необходимо иметь элементы–задающие, измерительные, управляющие {регулирующие) и исполнительные.
Под элементом системы управления понимают составную, относительно самостоятельную ее часть, предназначенную для выполнения какой-либо определенной функции.
Задающим элементом (задатчиком), называется элемент, вырабатывающий сигналы, соответствующие цели управления. В качестве задающего устройства могут использоваться простейшие реостатные задатчики, контактные командоаппараты, бесконтактные программные устройства и др.
Измерительный элемент (измерительный преобразователь) служит для контроля состояния объекта, его выходных параметров, а также параметров внешней среды и передачи этой информации управляющему элементу системы.
Управляющий {регулирующий) элемент в простейшем случае вырабатывает сигнал управления (регулирования), пропорциональный отклонению управляемой (регулируемой) величины от заданного значения. Обычно управляющий элемент (регулятор) имеет весьма сложное строение и может рассматриваться как система, состоящая из других элементов (усилителей, фильтров, суммирующих устройств и др.).
Исполнительные элементы служат для непосредственного изменения состояния объекта управления. К исполнительным элементам относятся исполнительные механизмы и регулирующие органы, которые конструктивно могут быть объединены в едином изделии или собираются из индивидуально выпускаемых блоков. В некоторых случаях исполнительный элемент может состоять из одного блока, выполняющего функции исполнительного механизма.
Под исполнительным механизмом в общем случае подразумевают блок, преобразующий входной управляющий сигнал от регулирующего устройства в сигнал, который через соответствующую связь осуществляет воздействие на регулирующий орган или непосредственно на объект регулирования. Как правило, это весьма мощные устройства, например электродвигатели, гидравлические и пневматические исполнительные механизмы.
Регулирующим органом называют блок исполнительного элемента, с помощью которого оказывается регулирующее воздействие на объект регулирования. Регулирующие органы по конструкции представляют собой устройства, монтируемые непосредственно в технологические объекты. Так, для трубопроводов используют различные клапаны, заслонки, шиберы и т.п. Управление регулирующими органами осуществляется исполнительными механизмами, выполняющими функции их приводов.
Осн.формы автомат-й:
1)технологическая сигнализация
2)дистанционное управление
3)автоматическое защита и блокировка,контроль
4)автоматическое регулирование и управление.
Автоматические регулирование и управление является найболее сложной и совершенной формой автоматизации.
Современными тенденциями в автоматизации пройзводства являеться применение промышленных контроллеров ПК, для управления созданием машин и оборудования со встроенными микропроцессорными средствами измерения, контроли и регулирования, переход на дэцентрализированную структуру автоматизированных систем управления технологическими процессами(АСУ ТП) с микроконтроллерами, внедрение человекамашинных систем, автоматизированные проэтирование систем управления.
Автоматика рассматривает принципы и средства управления производственными процессами без непосредственного участье человека.
Управление осуществляеться с помощью специально организованных воздействии прикладываемых к объекту управления и изменяющих его количественные и качественные состояние.
Этапы проектир-я АСУТП:
1)получение информации о цели управления или задание величины параметров состояния объекта
2)получение информации о состоянии объекта
3)переработка полученной информации и принятие решения,т.е. формирование сигнала управления
4)исполнения решения-реализация управляющего воздействия, соответствующего выработанному сигналу управления
Соответственно для реализации автоматического управления необходимо иметь элементы-задающие,измерительные,управляющие и исполнительные.
4.Автоматика жүйесінің элементтерінің негізгі топтарына анықтама беріңіз.
Автоматического управления иметь элементы-задающие, измерительные, управляющие и исполнительные:
1)задающим эл-м(задатчиком)наз-я элем,вырабатывающий сигналы, соответствующие цели управления.Они бывают:реостатные задатчики, контактные командоаппараты,бесконтакные программные устройства.
2)измерительные эл.(измерит-й преобразователь)служит для контроля состояния объекта,его выходных параметров,а также парам-в внешней среды и передачи этой инфор-и управляющему элементу системы.
3)управляющий эл.сложная система состоящие из других систем(усилители,фильтров,суммир.устроиства)
4)исполнительные эл.-служат для непосредственного изменения состояния объекта управления. К ним относятся исполнительные механизмы и регулирующие органы,которые конструктивно могут быть объединены в едином изделии или собираются из отдельных блоков.И.М.это весьма мощное устроиства,напремер ,электродвигатели, гидравлические ,пневматические исполнительные механизмы.Р.О.это устроиства монтируемое непосредственно в технолог-е объекты, напремер, для трубопроводов используют различные клапаны,заслонки,шиберы.
Интерфейс-совокупность схематехнических средств,обеспечивающий непосредственное взаимодействие составных элементов информационно-измерительных систем. По принципу обмену информацией интерфейсы подразделяют на параллельные,послед-е,паралл-послед-е.
Цифровые итерфейсы послед..передачи данных RS-232cRS-485,а так же интерфейсы паралл,передачиIEE-488.
С послед.передачи данных имеет 3способа связи:1)симплексная- информация передается в одном направлении2)полудуплексная-допускает 2направленную передачу данных3)дуплексная-обеспечивает одновременно 2направленную передачу данных. Современные интеллектуальные датчики и элементы управления наряду с традиционным интерфейсом RS-232С могут имеет так же в своем составе подсистему послед-го ввода-вывода на базе интерфейса RS-485.RS-232С-широко распространенный стандартный послед-й интерфейс. RS-485(ЕИА)-один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи(полудуплексный инт).RS-дуплексный интерфейс.
Паралл.передачи IEE-488 был разработан для программируемых и непрограм-хэлектронных измерительных приборов и преобразователей. Магистраль интерфейса состоит из 24сигнальных линии, восемь из которых-линии заземление,а остальные линии разбиты на 3 группы(1-шинные данные-8 2направл-е сигнальные линии,2-шина общего управление-5сигн-е линии,3-шина квитирование-3линии
Автоматизации степень, коэффициент, характеризующий степень автоматизации машины или производства.
Автоматизации степень машины подразделяется на цикловую, рабочую и эксплуатационную. Цикловая Автоматизации степень определяется по формуле:
где taвт - время работы машины; tц - время цикла.
Рабочая Автоматизации степень рассчитывается по формуле:
где Тшт - время изготовления единицы продукции на данной машине без учёта потерь времени по организационным причинам и на естественные надобности; Тр - время ручной работы человека, обслуживающего машину, приходящееся на одну деталь (складывается из времени, затрачиваемого на настройку машины перед началом работы, установку и снятие детали, измерение её при изготовлении, управление машиной, смену изношенного инструмента, регулировку и подналадку машины, удаление стружки и т. п.). Эксплуатационная Автоматизации степень определяется по формуле:
где Staвт - сумма времени работы машины за расчётный эксплуатационный период; Тэ - расчётный эксплуатационный период работы машины (месяц, год).
Автоматизации степень производства подразделяется на общую и комплексную. Общая Автоматизации степень выражается формулой:
где Naвт - количество автоматизированного оборудования (на участке, в цехе, на заводе, в отрасли); N- общее количество оборудования. Комплексная Автоматизации степень определяется по формуле:
где Naвт. п - количество машин, встроенных в автоматической линии.
Цикловая Автоматизации степень - первичная ступень автоматизации производства. Высшей степенью автоматизации является комплексная автоматизация производства.
ББББББ
Разомкнутые САУ
Данная система обеспечивает заданный закон изменения состояния объекта управления без контроля результатов управления. Закон изменения состояния объекта управления во времени называется программой управления, которая размещается в ЗБ.
z-Возмущение- многочисленные воздействия влияющие на ход процесса. К ним можно отнести колебания напряжения в сети переменного тока, изменения сопротивлений цепей, воздушные зазоры и упругие деформации в деталях .
Недостаток разомкнутой САУ- малая точность выполнения заданного закона управления, поскольку возмущающие воздействия не компенсируются.
Замкнутые САУ
Строятся на основе принципа обратной связи, сущность которого заключается в том, что управляющее воздействие ставится в зависимость от того результата, который оно вызывает.
Обратная связь (ОС)- устройство , осуществляющее передачу воздействия с выхода системы или ее элемента на их входы.
ОС бывает : жесткие, гибкие, положительный, отрицательный. Жесткая ОС действует постоянно (в переходных и установившихся режимах ) , а гибкие только в переходных. ПОС – суммируется с входным сигналом. ООС- вычитается из входного сигнала.
САР – замкнутая САУ, в которой управляющее воздействие вырабатывается в функции отклонения действительного значения управляемой величины от ее заданного значения .
Системы, имеющие задание изменять управляемую величину в соответствии с действующей на входе системы переменной величиной, закон изменения которой заранее неизвестен, называютсяследящимиавтоматическими системами. Примером таких систем является САР производительности компрессорной станции, обеспечивающая производство сжатого воздуха для пневмосети в соответствии с его потреблением, имеющим случайный характер изменения во времени
1 версия
Системы автоматики классифицируют по ряду признаков,характер-х различные их особенности:
1)по типу контура управления-разомкн-е и замкнутые
2)по принципу упр-я-по отклонению,по возмущению,комбинир-е,адаптивные.
3)по характеру изменения задания-стабилизир-е,прогр-е,следящие
4)по характеру сигнала-непрерывные и дискретные(испул-е,релей-е,цифр-е)
5)по характеру реакции на возмущение-статические,астатические
6)по виду вспомогательной энергии-электр-е,пневм-е,гидр-е,комбин-е
2 версия
По принципу управления САУ можно разбить на три группы:
В структуре обязательны датчики возмущения. Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы.
Достоинства:
Недостатки:
Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы и уравнением замыкания: x(t)=g(t)−y(t)Wос(p). Алгоритм работы системы заключен в стремлении свести ошибку x(t) к нулю.
Достоинства:
Недостатки:
Комбинированное управление заключено в сочетании двух принципов управления по отклонению и внешнему возмущению. Т.е. сигнал управления на объект формируется двумя каналами. Первый канал чувствителен к отклонению регулируемой величины от задания. Второй формирует управляющее воздействие непосредственно из задающего или возмущающего сигнала.
Достоинства:
Недостатки:
Не все объекты допускают форсирование.
ДДДДД
первичных измерительных преобразователей (датчиков), предназначенных для измерений неэлектрических величин и преобразования их в электрические.
Первичные измерительные преобразователи чрезвычайно разнообразны по принципу действия, устройству, видам входного и выходного сигналов, функциональному назначению, метрологическим и эксплуатационным характеристикам.
В зависимости от выходного параметра первичные измерительные преобразователи разделяют на параметрические и генераторные. Их классифицируют также по физической природе явлений, лежащих в основе их работы, по принципу действия и др.
МММММ
Для последовательной передачи цифровых данных существует три формы данных:
А) симплексная связь предполагает наличие одного передатчика и одного приемника; информация передается в одном направлении, связь осуществляется через отдельную пару проводов;
Б) полудуплексная связь допускает двунаправленную передачу данных, но не одновременно; связь осуществляется по кабелю, состоящему из двух или четырех проводов;
В) дуплексная связь обеспечивает одновременную двунаправленную передачу данных, а связь осуществляется также по кабелю, состоящему из двух или четырех проводов.
Существует два способа передачи: асинхронная и синхронная. При асинхронной передаче каждому пакету данных предшествует старт-бит, а по окончании передачи этого пакета данных следует стоп-бит. Скорость связи не превышает 1200бит/с. Синхронная передача не требует старт- и стоп-битов, передатчик и приемник синхронизованы.Обеспечивает скорость более 1200бит/с.
Для последовательной передачи данных используются стандартный последовательный интерфейс RS-232C, дуплексный интерфейс RS-422, полудуплексный магистральный аналог интерфейс RS-485.
Для параллельной передачи данных в измерительных информационных системах часто используется стандартный интерфейс IEEE-488. Он рассчитан на асинхронный обмен информацией, ориентирован на сопряжение устройств, располагаемых относительно друг друга на расстоянии до 20 м, и обеспечивает работу в ИИС приборов различной сложности, допускает прямой обмен информацией между ними, дистанционное и местное управление приборами. Общее количество приемников и источников информации в IEEE-488 не должно превышать 31 при однобайтовой адресации, а число параллельно подключаемых приборов, включая управляющий контроллер – 15.В стандарте IEEE-488 высокому уровню сигнала в линии соответствует значение напряжения, равное или больше 2 В, а низкому уровню – 0,8 В.
ӨӨӨӨӨ
Измерительные сигналы это сигналы , являющиеся физическими носителями измерительной информацию. К ним относим: полезные сигналы, получаемые от исследуемых, контролируемых или управляемых объектов; вредные сигналы или помехи, поступающие в измерительную систему вместе с полезными сигналами или независимо от них; помехи, возникающие внутри измерительной системы, специально генерируемые в системе или вне ее сигналы, улучшающие работу системы (модуляция, дискретизация и др.).
Носителями физических сигналов используются импульсы механической, тепловой, электрической, магнитной, акустической и световой энергии и другие ее виды. Измерительные сигналы можно разделить на постоянные и переменные; неслучайные и случайные; периодические, почти периодические, импульсные, стационарные и нестационарные. На рис.4. дана одна из возможных систем классификации сигналов.
Физические величины, как носители сигналов, подразделяются на непрерывные, имеющие бесконечно большое число размеров (рис. 5, а), и квантованные по уровню (рис.5, б).
Рис. 4. Классификация сигналов
Рис. 5. Виды сигналов
Сигналы в зависимости от характера изменения во времени или пространстве делятся на непрерывные и дискретизированные (дискретные). Дискретизированные сигналы принимают отличные от нуля значения только в определенные моменты времени или в определенных точках пространства. На том же рис.5. даны примеры дискретизированных (рис. 5, в) и дискретизированных и квантованных (рис. 5, г) сигналов.
ССССС
При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали).
Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым. Квантование часто используется при обработке сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений.
Квантование по времени и по уровню
В непрерывных автоматических системах, сигналы, поступающие на входы и выходы элементов САУ, являются, как правило, непрерывными функциями времени. Однако во многих случаях оказывается выгодным переход от непрерывного к дискретному способу представления и преобразования информации. Этот переход осуществляется дискретизацией непрерывного сигнала, т.е. заменой непрерывной функций f(t) дискретными значениями f1 ,f2,...,fn, .. . Дискретизация (квантование) непрерывного сигнала может осуществляться по времени,по уровню или и по времени и по уровню.
Дискретизация сигнала по времени состоит в замене непрерывного сигнала (рис.1,а) дискретными значениями, взятыми в определенные, заранее заданные моменты времени. Обычно эти момента времени равноудалены друг от друга на величину Т , которая называется интервалом квантования или периодом дискретности (рис.1,б). В этом случае последовательность
{fn}, n=1,2,3... , определяется формулой
Дискретизация по уровню предполагает замену непрерывного сигнала числовой последовательностью f1 , f2,.., fn,..., элементы которой могут принимать лишь заранее определенные , обычно равноотстоящие друг от друга значения (рис.1, в). Моменты времени, в которые происходит смена уровней, определяются видом непрерывного сигнала f(t) и заранее неизвестны.
Дискретизация и по времени и по уровню совмещает в себе изложенные выше два способа формирования последовательности {fn},n=1,2.. . При этом непрерывный сигнал заменяется дискретной последовательностью {fn}, n=1,2… взятой в заранее заданные моменты времени, и каждый элемент этой последовательности округляется до ближайшего к нему значения уровня из числа разрешенных (рис.1,г).
. Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излученияобъекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.
Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства (сталелитейная промышленность, нефтеперерабатывающая отрасль). Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Их можно применять в качестве теплолокаторов (усовершенствованные модели), для определения областей критических температур в различных производственных сферах.
Пирометры можно разделить по нескольким основным признакам:
Температурный диапазон
Исполнение
[править]Визуализация величин
Вне зависимости от классификации, пирометры могут снабжаться дополнительными источниками питания, а также средствами передачи информации и связи с компьютером или специализированными устройствами (обычно через шину RS-232).
Объяснение действия пирометра.
Свет является электромагнитной волной, которая излучается по прямой линии со скоростью света. Согласно частоте или ее эквиваленту - длине волны она всегда подчинена фундаментальному закону природы, но воспринимается людьми абсолютно по другому. Существует восприятие света или тепла, другие же виды излучений, такие как рентгеновское излучение не воспринимается вообще или воспринимается посредством оказанного воздействия на людей (напр., ультрафиолетовое излучение приводит к загару). Спектр электромагнитного излучения распространяется примерно на длину 23 в десятой степени.
Свет, главным образом, является только видимой частью электромагнитного излучения, которая называется видимая, и существует в диапазоне длины волны от 380 нм (фиолетовый) до 750 нм (красный). Пределы данного диапазона определяются чувствительностью человеческого глаза.
Излучение с меньшей длиной волны называется ультрафиолетовым излучением, которое при длине волны меньше 200 нм также известно как вакуумный ультрафиолет.
В диапазоне большой длины волны, ближняя ИК-область спектра граничит с видимым светом. Ее диапазон от 750 нм до 2.5 мкм. Затем следует средняя ИК-область спектра (собственно ИК). Она существует в диапазоне от 2.5 мкм до 25 мкм. Дальняя ИК- область спектра существует в диапазоне длины волны от 25 мкм до 3 мм.
Пирометры в основном используются:
На объектах слабой теплопроводности, таких как керамика, резина, пластик и т.д.
Сенсор прибора для контактного измерения способен отображать корректные показания температуры, если он принимает температуру объекта измерения. В случае с измеренном объектов слабой теплопроводимости время реакции очень большое.
для определения температуры поверхностей двигателей, корпусов и несущих компонентов больших и малых моторов.
для движущихся компонентов, например, на движущемся конвейере, вращающихся колесах, металлопрокатных станках и т.п.
для объектов, требующих бесконтактного измерения, например свежевыкрашенные части, стерильные или агрессивные среды.
для измерений малых и больших объектов при выборе различной оптики(линз).
для объектов под напряжением, например, электрических компонентах, электрических шинах, трансформаторах и т.п.
для малых и легких компонентов, например, компонентах и всех объектах измерения, из которых контактный зонд извлечет слишком много тепловой энергии, таким образом сделает измерение невозможным.
ТТТТ
Термоэлектрические преобразователи работают на термоэлектрическом эффекте, возникающем в цепи термопары: при разности температур в точках 1 и 2 (рис.3.6) соединения двух разнородных проводников в цепи термопары возникает термоЭДС.
Точку соединения проводников (электродов) 1 называют рабочим концом термопары, точки 2 и 2' – свободными концами. Чтобы термоЭДС в цепи термопары однозначно определялась температурой рабочего конца, необходимо температуру свободных концов термопары поддерживать одинаковой и неизменной. Градуировку термоэлектрических термометров производят обычно при температуре свободных концов 0°С. Градуировочные таблицы для стандартных термопар также составлены при условии равенства температуры свободных концов 0°С. При практическом применении термоэлектрических термометров температура свободных концов термопары обычно не равна 0°С и поэтому необходимо вводить поправку.
mV
Материалы электродов термопар—1) Платинородий – платина
2) Платинородий – платинородий 3) Хромель – алюмель
4) Хромель – копель 5) вольфрамрений
Типизация это обоснованное сведение многообразия избранных типов конструкций машин, оборудования, приборов к небольшому числу наилучших с какой-либо точки зрения образцов, обладающих существенными качественными признаками. Например, типизация технологических процессов заключается в выборе для внедрения из всей массы действующих технологий только наиболее производительных и рентабельных. В процессе типизации разрабатываются и устанавливаются типовые конструкции, содержащие общие для ряда изделий (или их составных частей) базовые элементы и конструктивные параметры, в том числе перспективные, учитывающие последние достижения науки и техники. Процесс типизации эквивалентен группированию, классификации некоторого исходного, заданного множества элементов в ограниченный ряд типов с учетом реально действующих ограничений, целей типизации; другими словами, типизация является оптимизационной задачей с ограничениями.
унификации — приведению различных видов продукции и средств ее производства к рациональному минимуму типоразмеров, марок, форм, свойств и т.п. Унификация вносит единообразие в основные параметры типовых решений технических средств, необходимое для их совместного использования в АСУ ТП, и устраняет неоправданное многообразие средств одинакового назначения и разнотипность их частей.
Одинаковые или разные по своему функциональному назначению устройства, их блоки, модули, но являющиеся производными от одной базовой конструкции, образуют унифицированный ряд.
Агрегатирование - предусматривает разработку и использование ограниченной номенклатуры типовых унифицированных модулей, блоков, устройств и унифицированных типовых конструкций для построения множества проблемно-ориентированных установок и комплексов, технические параметры которых в значительной степени удовлетворяют потребительским целям. Типизация, унификация и агрегатирование являются основополагающими принципами построения современных средств автоматизации и АСУ ТП и обеспечивают возможность эффективного их использования при комплексной автоматизации производства, в частности, при проектировании и внедрении АСУ технологическими объектами и агрегатами
Типовые релейные схемы
Наиболее широкое применение получили следующие типовые релейные схемы:
В схеме самоблокировки реле при кратковременном замыкании кнопки SB1 Пуск реле срабатывает (рис. 4.1) и своим замыкающим контактом блокирует цепь питания этой кнопки, благодаря чему последующее отпускание кнопки SB1 не приведет к отключению реле. Для отключения реле необходимо разорвать общую цепь питания нажатием кнопки SB2.
Рисунок 4.1 – Релейная схема самоблокировки
Схема взаимной блокировки, показанная на рис. 4.2, не допускает одновременного включения реле, так как в цепь обмотки каждого реле введен размыкающий контакт другого реле. Необходимость взаимной блокировки встречается в схемах, предохраняющих от возможной аварии. Например, одно реле служит для включения двигателя в прямом направлении вращения, а другое – на реверс.
Рисунок 4.2 – Релейная схема взаимной блокировки
На рис. 4.3 показаны схема и график экономичного включения реле. Если в обычных схемах реле срабатывает при напряжении срабатывания Uср и остается в этом состоянии при таком напряжении за счет цепи самоблокировки, то в рассматриваемой схеме реле, срабатывающее также при напряжении Uср, при отпускании кнопки SB1 остается в рабочем состоянии через цепь резистора R при напряжении Uр.
Рисунок 4.3 – Схема и график экономичного включения реле
На графике видно, что Uср Uр, поэтому и потребление энергии в рабочем состоянии реле намного меньше, чем в ранее рассмотренных схемах. Необходимым условием работы схемы является Uр Uот, в противном случае при отпускании кнопки SB1 реле будет отключаться.
Отличительная особенность схемы искробезопасного включения реле, широко применяющейся в различной рудничной и шахтной аппаратуре автоматизации (рис. 4.4), заключается в том, что цепь питания реле осуществляется искробезопасным напряжением Uиск. Искробезопасные параметры цепи питания достигаются выполнением обмотки II проводом высокого удельного сопротивления или включением в цепь питания ограничительного резистора R2. В исходном положении при поданном питании реле К не работает, так как Uср Uр. При нажатии кнопки SB1 реле срабатывает и остается во включенном состоянии. При этом выполняется соотношение Uср Uр Uот. Через обмотку реле протекает однополупериодный постоянный ток, второй полупериод закорачивается в цепи искробезопасного напряжения через диод VD1. Сопротивление обмотки реле однополупериодному току мало и реле работает устойчиво.
Рисунок 4.4 – Схема искробезопасного включения реле
При нажатии кнопки SB2 сопротивление обмотки реле для переменного тока возрастает, реле отключается и схема возвращается в исходное положение. Следует отметить, что когда работает реле К, диод VD1 переводит его в режим замедления – реле времени (за счет ЭДС самоиндукции, которая действует от однополупериодного тока в обмотке), что предотвращает вибрацию якоря реле. Увеличение времени срабатывания или отпускания ЭМР можно достичь включением реле в схемы, изменяющие скорость нарастания или спадания тока в его обмотке.
На рис. 4.5 показана схема замедления срабатывания реле с помощью шунтирования его обмотки конденсатором. В этом случае при замыкании ключа заряд конденсатора происходит за определенный промежуток времени. Напряжение на конденсаторе постепенно возрастает, а время срабатывания реле увеличивается, эта схема также увеличивает и время отпускания, поскольку якорь некоторое время остается притянутым за счет энергии, накопленной в конденсаторе.
Рисунок 4.5 – Схема замедления срабатывания реле
В схеме на рис. 4.6 время отпускания реле увеличивается за счет того, что при размыкании ключа в цепи, состоящей из параллельного соединения обмотки реле, конденсатора и резистора, некоторое время сохраняется ток разряда конденсатора.
Рисунок 4.6 – Схема увеличения времени отпускания реле
Чтобы переходный процесс в этой цепи имел апериодический характер, применяют достаточно большую емкость конденсатора и большое значение сопротивления резистора.
В генераторных преобразователях выходной величиной является ЭДС или заряд, функционально связанный с измеряемой неэлектрической величиной.
Рассмотрим наиболее распространенные виды генераторных преобразователей.
Термоэлектрические преобразователи работают на термоэлектрическом эффекте, возникающем в цепи термопары: при разности температур в точках 1 и 2 (рис.3.6) соединения двух разнородных проводников в цепи термопары возникает термоЭДС.
Точку соединения проводников (электродов) 1называют рабочим концом термопары, точки 2и 2'– свободными концами.Чтобы термоЭДС в цепи термопары однозначно определялась температурой рабочего конца, необходимо температуру свободных концов термопары поддерживать одинаковой и неизменной.Градуировку термоэлектрических термометров производят обычно при температуре свободных концов 0°С. Градуировочные таблицы для стандартных термопар также составлены при условии равенства температуры свободных концов 0°С.При практическом применении термоэлектрических термометров температура свободных концов термопары обычно не равна 0°С и поэтому необходимо вводить поправку
УУУУУ
.Универсалды электрондық-сәулеттік осциллографтардын әрекет принциптарын, конструкцияларын, не үшін қажеттілігін баянданыз.
Основой электронно-лучевого осциллографа (ЭЛО) является электроннолучевая трубка (ЭЛТ). Распространение получили в последние годы портативные осциллографы с жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ). Однако ЭЛО еще длительное время будут преобладать среди прочих типов осциллографов.
Для получения сфокусированного луча в ЭЛТ на электроды трубки подают от блока питания соответствующие напряжения: для разогрева катода (напряжение накала трубки), фокусирующие напряжения, ускоряющие напряжения на аноды и управляющее напряжение для изменения яркости свечения экрана, напряжения смещения луча по вертикали и горизонтали. Блок питания также обеспечивает соответствующими напряжениями питания усилители каналов горизонтального и вертикального отклонения луча, которые нужны для исследования небольших по амплитуде и длительности сигналов, величина которых не позволяет заметно отклонить электронный луч, если они будут поданы непосредственно на отклоняющие пластины ЭЛТ.
Рисунок 2.1 − Структурная схема универсального электронно-лучевого осциллографа
Отклонение луча по горизонтали осуществляется генератором развертки. Если исследуемое напряжение подать только на вход Y канала вертикального отклонения луча, то работать будет генератор внутренней развертки. В некоторых случаях бывает необходимо на вход X, канала горизонтального отклонения, подавать специальный сигнал (от внешнего генератора), чтобы развертка была иной, чем от внутреннего генератора. Генератор развертки может работать как в автоколебательном, так и в ждущем режиме. Первый применяется для наблюдения периодических и непрерывных сигналов. В ждущем режиме (для исследования одиночных импульсов) генератор развертки вырабатывает пилообразный импульс только с приходом исследуемого сигнала.
Для получения устойчивого изображения на экране осциллографа частота пилообразного напряжения развертки должна быть равна или кратна частоте исследуемого сигнала, что обеспечивает блок синхронизации, который и осуществляет изменение частоты генератора развертки в соответствии с частотой исследуемого сигнала. При этом принято различать синхронизацию внутреннюю (от внутреннего генератора развертки), внешнюю (от внешнего генератора) и сетевую (от сети питания).
Линия задержки предназначена для задержки исследуемого сигнала на время, компенсирующее задержку сигнала в генераторе развертки и в канале горизонтального отклонения, что позволяет наблюдать передний фронт импульсов.
ЭЭЭЭ
Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Измерительный шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима шунта, к которым подводится ток I, называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными.
К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизм измерительного прибора.
Измерительный шунт характеризуется номинальным значением входного тока Iном и номинальным значением выходного напряжения Uном.Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта:
Rш= Uном / Iном
Шунты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.
Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом
На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизма измерительного прибора с шунтом Rш. Ток Iи протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью
Iи = I (Rш / Rш + Rи),
где Rи — сопротивление измерительного механизма.
Если необходимо, чтобы ток Iи был в n раз меньше тока I, то сопротивление шунта должно быть:
Rш = Rи / (n - 1),
где n = I / Iи — коэффициент шунтирования.
Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с наружными шунтами В этом случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.
На рис. 2 показан наружный шунт на 2000 А Он имеет массивные наконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.
Рис 2 Наружный шунт
Измерительный механизм присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.
Наружные шунты обычно выполняются калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения. Калиброванные шунты должны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
Для переносных магнитоэлектрических приборов на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.
На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать в зависимости от предела измерения рычажным переключателем (рис. 3, а) или путем переноса провода с одного зажима на другой (рис. 3, б).
При работе шунтов с измерительными приборами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шунта и измерительного механизма поразному зависят от частоты.
Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным переключателем, б — шунта с отдельными выводами
Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.
Добавочные резисторы
Добавочные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров.
Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, например, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.
Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток Iи в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит:
Iи = U / (Rи + Rд),
где U — измеряемое напряжение.
Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока Iи, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:
Uном / Rи = n U ном / (Rи + Rд)
Откуда Rд = Rи (n - 1)
Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором
Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы изизоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.
Добавочные резисторы, предназначенные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.
При применении добавочных резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность.
В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).
Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра
Добавочные резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора.
Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.
Добавочные резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.
Электромагнитные реле (ЭМР) представляют собой электромеханические контактные устройства, преобразующие управляющий электрический ток в магнитное поле, которое оказывает силовое скачкообразное воздействие на подвижное намагниченное тело, механически связанное с электрическим контактом реле или являющееся подвижной частью этого контакта. При возникновении управляющего тока в ЭМР происходит скачкообразное срабатывание контакта, который из разомкнутого (замкнутого) состояния через замыкание (размыкание) переходит в замкнутое (разомкнутое) состояние.
В разомкнутом состоянии контакт имеет видимый разрыв с высокой электрической прочностью и контактным сопротивлением на уровне поверхностного сопротивления элементов конструкции реле. В замкнутом состоянии переходное сопротивление механического контакта, выполненного из соответствующих материалов
Конструкции ЭМР в зависимости от принципа силового воздействия магнитного поля на подвижный элемент контакта подразделяются на два основных вида:
- реле с магнитоуправляемым якорем или якорные реле, в которых подвижное магнитоуправляемое тело — якорь, который либо несет на себе подвижный контактный элемент, либо механически воздействует на него посредством толкателя, поводка и т.п. передающего органа;
- реле с магнитоуправляемым контактом, в которых магнитоуправляемым телом является сам подвижный элемент контакта – геркон
Для последовательной передачи цифровых данных существует три формы данных:
А) симплексная связь предполагает наличие одного передатчика и одного приемника; информация передается в одном направлении, связь осуществляется через отдельную пару проводов;
Б) полудуплексная связь допускает двунаправленную передачу данных, но не одновременно; связь осуществляется по кабелю, состоящему из двух или четырех проводов;
В) дуплексная связь обеспечивает одновременную двунаправленную передачу данных, а связь осуществляется также по кабелю, состоящему из двух или четырех проводов.
Существует два способа передачи: асинхронная и синхронная. При асинхронной передаче каждому пакету данных предшествует старт-бит, а по окончании передачи этого пакета данных следует стоп-бит. Скорость связи не превышает 1200бит/с. Синхронная передача не требует старт- и стоп-битов, передатчик и приемник синхронизованы.Обеспечивает скорость более 1200бит/с.
Для последовательной передачи данных используются стандартный последовательный интерфейс RS-232C, дуплексный интерфейс RS-422, полудуплексный магистральный аналог интерфейс RS-485.
Для параллельной передачи данных в измерительных информационных системах часто используется стандартный интерфейс IEEE-488. Он рассчитан на асинхронный обмен информацией, ориентирован на сопряжение устройств, располагаемых относительно друг друга на расстоянии до 20 м, и обеспечивает работу в ИИС приборов различной сложности, допускает прямой обмен информацией между ними, дистанционное и местное управление приборами. Общее количество приемников и источников информации в IEEE-488 не должно превышать 31 при однобайтовой адресации, а число параллельно подключаемых приборов, включая управляющий контроллер – 15.В стандарте IEEE-488 высокому уровню сигнала в линии соответствует значение напряжения, равное или больше 2 В, а низкому уровню – 0,8 В.