Файл: Курсовой проект по дисциплине Автоматизация измерений, испытаний и контроля.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.05.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2 Структурная и электрическая принципиальные схемы автоматического компенсатора
3 Технические требования, предъявляемые к автоматическим компенсаторам
4 Выбор автоматического компенсатора и термопары
4.1 Выбор автоматического компенсатора
5 Описание конструкции термопары
6 Погрешность прибора с датчиком температуры
Структурная схема автоматического компенсатора
Электрическая принципиальная схема
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Рязанский государственный радиотехнический университет им. В. Ф. Уткина»
Факультет «Автоматики и информационных технологий в управлении»
Кафедра «Информационно-измерительная и биомедицинская техника»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Автоматизация измерений, испытаний и контроля»
На тему: «Автоматический компенсатор»
Выполнила: ст. гр. 7310
Клиншова Т.А.
Проверил: доцент
Смоляров Н. А.
Рязань 2021
Содержание
Введение 4
1 Теоретические сведения 5
2 Структурная и электрическая принципиальные схемы автоматического компенсатора 6
3 Технические требования, предъявляемые к автоматическим компенсаторам 9
4 Выбор автоматического компенсатора и термопары 11
4.1 Выбор автоматического компенсатора 11
4.2 Выбор термопары 13
5 Описание конструкции термопары 16
6 Погрешность прибора с датчиком температуры 17
Заключение 18
Приложение А 19
(обязательное) 19
Структурная схема автоматического компенсатора 19
Приложение Б 20
(обязательное) 20
Электрическая принципиальная схема 20
автоматического компенсатора 20
Приложение В 21
(обязательное) 21
Сборочный чертеж термопары 21
Приложение Г 22
(обязательное) 22
Спецификация к сборочному чертежу термопары 22
Библиография 23
Введение
В настоящее время для повышения качества продукции и производительности труда на предприятиях различных отраслей промышленности всё шире используется автоматизация производства, в частности, автоматизация измерений, испытаний и контроля (АИИК).
Под автоматизацией понимается использование различных автоматов, автоматических и автоматизированных систем в производственной, научной, управленческой и других сферах деятельности человека.
Примерами средств АИИК могут быть автоматические измерительные приборы, измерительные информационные системы, контрольные автоматы и т.д.
Так как с каждым годом продукция усложняется, а требования к её надёжности и в целом к качеству возрастают при ограниченных сроках разработки, изготовления и испытаний, использование средств АИИК является жизненно важным. Например, контроль качества интегральных схем, печатных плат, радиоэлектронных средств, имеющих сотни, тысячи паек печатных проводников, невозможно выполнить без средств АИИК. Ещё один пример: контроль качества самолётов, ракет и т.д. является невозможным без этих средств, т.к. сотни и тысячи параметров должны контролироваться в реальном времени. Контроль качества простых изделий при их массовом производстве тоже должен быть автоматизирован. [3]
В данном курсовом проекте рассмотрены автоматический компенсатор постоянного тока и термопара, их конструкции, а также приведен расчет погрешности прибора с датчиком температуры.
1 Теоретические сведения
Назначение: автоматические компенсаторы постоянного тока используются для измерения и регистрации малых постоянных ЭДС и токов, выходных величин различных промышленных датчиков (термопар, кварцевых манометров, ионизационных вакуумметров и т. д.).
В зависимости от характеристик датчиков к автоматическим компенсаторам постоянного тока предъявляются следующие требования:
1) высокое входное сопротивление для измерения ЭДС источников с высоким внутренним сопротивлением;
2) высокая чувствительность для работы с термопарами и с пирометрами излучения;
3) низкое входное сопротивление для измерения малых токов от источников с малым внутренним сопротивлением.
Автоматические компенсаторы постоянного тока так же, как и компенсационные приборы, можно разделить на автокомпенсаторы напряжения, или автоматические потенциометры, в которых компенсируется измеряемое напряжение, и автокомпенсаторы тока, в которых компенсируется измеряемый ток. [3]
2 Структурная и электрическая принципиальные схемы автоматического компенсатора
Структурная схема автоматического компенсатора приведена в приложении А. Рассмотрим её состав и принцип работы.
На схеме приняты следующие обозначения:
- Д - датчик;
- НУ - нуль-усилитель;
- РД - реверсивный двигатель;
- Ред - редуктор;
- ОУ - отсчетное устройство;
- РУ- регистрирующее устройство;
- ИП - бесконтактный индукционный потенциометр (компенсатор);
- ТГ – тахогенератор.
Выходная цепь датчика Д включается встречно-последовательно с источником компенсирующего напряжения - роторной обмоткой компенсатора у входа нуль-усилителя НУ. При незначительном разбалансе схемы, т. е. при появлении ДU на входе усилителя, выходное напряжение усилителя U достигает номинального значения напряжения питания управляющей обмотки реверсивного двигателя РД.
Реверсивный двигатель РД, кинематически связанный через редуктор Ред с компенсирующим потенциометром К (угол поворота ротора потенциометра ") и отсчетным ( в ряде приборов и регистрирующим РУ) устройством ОУ (угол поворота оси ОУ ′).
В зависимости от фазы сигнала-разбаланса ∆U на входе нуль-усилителя двигатель поворачивает ротор потенциометра в ту или иную сторону и изменяет компенсирующее напряжение Uос1 в сторону уменьшения сигнала разбаланса U.
На вход автокомпенсатора подастся сигнал от датчика в виде напряжения переменного тока: UД = Um·sin(t + ). Равновесие компенсационной системы наступает при Д=К, UmД=UmК, Д-К=, где Д, UmД, Д - параметры измеряемого напряжения (частота, амплитуда, начальная фаза); К, UmК
, К - параметры компенсирующего напряжения. Условие Д=К выполняется автоматически, т.к. и датчик, и потенциометр питаются от одной и той же сети. Требование Д - К = удовлетворяется соответствующим расчетом параметров датчика и компенсирующего потенциометра и противофазным включением этих элементов в схему. Таким образом, процесс компенсации переменного напряжения сводится к компенсации амплитуды напряжения.
Электрическая принципиальная схема автокомпенсатора приведена в приложении Б.
На схеме приняты следующие обозначения:
- ИПС – источник питания стабилизированный;
- R1 - нормированное сопротивление реохорда: Нормированные значения сопротивления реохорда R1 принимают равным 1000,1 Ом (КСП-2);
- R2 – сопротивление установки диапазона измерения;
- R3 – сопротивление установки рабочего тока в верхней ветви измерительной схемы;
- R4 – сопротивление в цепи ИПС, служит для ограничения и регулировки рабочего тока;
- R5 – контрольное сопротивление, устанавливает ток в нижней ветви измерительной схемы.
- R6 – вспомогательное медное сопротивление, необходимое для автоматического введения поправки при измерении термо-ЭДС термометра вследствие изменения температуры свободных концов;
- R7 – сопротивление, определяющее начальное значение шкалы;
- ТП – термоэлектрический термометр;
- У – усилитель разбаланса измерительной схемы;
- РД – реверсивный двигатель, служит для уравновешивания измерительной схемы;
- СД – синхронный двигатель, служит для привода диаграммы.
Питание схемы производится от источника стабилизированного питания постоянного тока ИПС, включенного в диагональ СД. Привод диаграммной ленты отсчетного устройства ОУ осуществляется синхронным микродвигателем СД.
При отклонении температуры t измеряемой среды (рабочего конца термометра) на вход усилителя подается напряжение постоянного тока, вызванное разбалансом измерительной схемы. Это напряжение преобразуется в усилителе в напряжение переменного тока и усиливается до достаточного значения для работы реверсивного двигателя. Последний при помощи кинематической системы перемещает влево или вправо, в зависимости от понижения или повышения измеряемой температуры, подвижную каретку отсчетного устройства ОУ с закрепленными на ней токосъемным движком реохорда Rр, указательной стрелкой и пером. Показания потенциометра отсчитываются в ºС по линейной шкале и записываются на диаграммной ленте. Реверсивный двигатель РД находится в работе до тех пор, пока не наступит новое состояние равновесия (компенсации) измерительной схемы прибора.
3 Технические требования, предъявляемые к автоматическим компенсаторам
Основные технические требования указаны в ГОСТ 7164-78 − Приборы автоматические следящего уравновешивания. [6]
Приборы должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке. Приборы, изготовляемые на экспорт, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и ГОСТ ЭД1 7164-78.
Параметры питания:
-
от сети однофазного переменного тока частотой 50 или 400 Гц – 24,36 или 220 В; -
постоянного тока – 12,24 или 60 В.
Для приборов устанавливают:
– нормальные условия;
– рабочие условия;
– условия транспортирования и хранения.
Значения влияющих величин для рабочих условий должны соответствовать:
– максимальное отклонение напряжения питания;
– температура и влажность окружающего воздуха для приборов третьего порядка, нижнее значение температуры и значения влажности для приборов второго порядка – группе В4 по ГОСТ 12997-84;
– верхнее значение рабочих температур для приборов второго порядка;
– требованиям технических условий на приборы конкретного типа в соответствии с ГОСТ 12997-84.
Входные сигналы должны соответствовать:
– токовые и напряжения постоянного тока – ГОСТ 26.011-80;
– от термоэлектрических термометров;
– от термопреобразователей сопротивления;
– от телескопов-пирометров суммарного излучения – ГОСТ 10627-71;
– входные сигналы многопредельных приборов и приборов с регулируемыми нижним и верхним пределами измерения должны устанавливаться в технических условиях на приборы конкретного типа.
Предел допускаемого значения основной погрешности или предел допускаемого значения систематической составляющей основной погрешности и предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей основной погрешности, а также предел допускаемого значения вариации должны быть выражены в процентах от нормирующего значения.
Приборы, работающие в комплекте с термоэлектрическими термометрами, могут выпускаться с устройством компенсации термо-ЭДС свободных концов и без него.