- •550200 «Автоматизация и управление»
- •1. Рабочая учебная программа по дисциплине «Технические измерения и приборы»
- •1.1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- •1.2. Содержание дисциплины
- •1.2.1. Основные разделы дисциплины
- •Распределение часов по самостоятельной работе студентов (2 курс)
- •Распределение часов по самостоятельной работе студентов (3 курс)
- •Распределение часов по самостоятельной работе студентов (4 курс)
- •Тематический план лекций (2/3 с/4 курс)
- •Тематический план лекций (3 очн. Сокр. 220301/4 очн. Сокр. 230102 курс)
- •Тематический план лабораторных занятий (2, 3 с, 3 очн., 4, 4 очн. Курс)
- •2.1. Задания и методические рекомендации по проведению лабораторных работ (Лабораторный практикум)
- •Список литературы
- •Лабораторная работа №2 «Разработка учебных систем сбора данных для тестирования низкочастотных модулей бытовой радиоаппаратуры»
- •Оборудование и документация
- •Теоретические сведения
- •Список литературы
- •2.2. Задания и методические указания по выполнению курсовой работы
- •1. Введение.
- •2. Структура и функции средств измерений.
- •В данном разделе необходимо представить краткое резюме по разделам 2, 3 и 4. Рекомендуемый объем курсовой работы должен составить не менее 20–25 страниц печатного текста через 1,5 интервала.
- •2.4. Перечень основной и дополнительной литературы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Нормативно-техническая документация
- •2.5. Перечень средств, методов обучения и способов учебной деятельности, применение которых наиболее эффективно для освоения тем дисциплины
- •2.6. Требования к уровню освоения программы и формы текущего и промежуточного контроля знаний (зачет)
- •3. Учебно-практическое пособие введение
- •Глава 1. Измерения и измерительные средства
- •1.1. Общие сведения об измерениях и измерительных средствах
- •1.2. Метрологические характеристики приборов
- •Глава 2. Датчики и их характеристики
- •2.1. Общие требования к датчикам
- •2.2. Погрешность и точность
- •2.3. Динамические характеристики датчиков
- •2.4. Статические характеристики датчиков
- •2.5. Влияние нелинейности
- •2.6. Характеристики импедансов
- •2.7. Подбор входных и выходных импедансов
- •Глава 3. Виды датчиков
- •3.1. Бинарные и цифровые датчики
- •3.2. Датчики положения
- •3.3. Пороговые датчики
- •3.4. Индикаторы уровня
- •3.5. Цифровые и информационно-цифровые датчики
- •3.6. Датчики положения вала
- •3.7. Аналоговые датчики
- •3.8. Датчики движения
- •Глава 4. Приборы для обработки сигналов
- •4.1. Ввод аналоговых сигналов в компьютер
- •4.2. Мультиплексоры
- •4.3. Цифро-аналоговые преобразователи сигналов
- •4.4. Аналого-цифровые преобразователи сигналов
- •Глава 5. Приборы для управления технологическими
- •5.1. Современные средства управления и автоматизации
- •5.2. Платформа автоматизации tsx premium
- •5.3. Tsx micro - программно-аппаратная платформа
- •5.4. Серия плк Modicon tsx Momentum
- •5.5. Серия программируемых интеллектуальных реле Zelio Logic
- •Описание и характеристики
- •Варианты схем для использования дискретных и аналоговых входов интеллектуальных реле Zelio Logic
- •5.6. Преобразователи частоты
- •5.7. Диалоговые панели оператора в качестве одного из эффективных средств человеко-машинного интерфейса компания Schneider Electric разработала серию диалоговых панелей оператора Magelis.
- •4. Электронное учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •5. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения текущего и промежуточного контроля знаний (вопросы для самопроверки, зачетные вопросы, тестовые задания)
- •5.1. Вопросы для самопроверки
- •5.2. Зачетные вопросы
- •5.3. Тестовые задания
- •196. Основными функциями преобразователей частоты Altivar являются: пуск, останов.
- •7. Инновационные методы обучения (исследовательские методы, тренинговые формы)
- •7.1. Исследовательские методы
- •7.2. Тренинги и активные формы обучения
3.3. Пороговые датчики
Разные типы датчиков используются для определения момента, когда аналоговая величина (например, уровень, давление, температура или расход) достигает некоторого порогового значения. Поэтому их часто называют пороговыми датчиками (point sensors, limit sensors). Они обычно используются для подачи аварийного сигнала, а иногда и остановки процесса в случае достижения какой-либо величиной значения, указывающего на опасную ситуацию. Такие датчики должны быть устойчивыми и надежными.
3.4. Индикаторы уровня
Индикатор уровня (level switch) срабатывает, если резервуар заполнен до заданной высоты. Принцип работы зависит от свойств контролируемого вещества – жидкость, цементный раствор, гранулы или пыль. Индикатор может либо показывать текущий уровень, либо выдавать сигнал, когда уровень достигает заданного.
Поплавок, находящийся на поверхности жидкости, при достижении определенного уровня действует как концевой выключатель. Герконы являются идеальными выключателями для жидкой среды, поскольку они водонепроницаемы. На поплавке должен быть установлен магнит, чтобы вызвать срабатывание контактов геркона. Для той же цели часто используются фотоэлектрические датчики. Для твердых материалов применяются емкостные датчики приближения (proximity sensors). По мере повышения уровня заполнителя из пространства между стенкой сосуда и емкостным зондом вытесняется воздух, и поэтому изменяется емкость образованного ими конденсатора, которую можно измерить стандартными методами. Уровень можно измерить и датчиком давления, помещенным на дно сосуда, поскольку величина давления у дна прямо пропорциональна высоте столба вещества. В этом случае может вырабатываться как аналоговый (индикация текущего уровня), так и бинарный (достигнут пороговый уровень) сигнал.
3.5. Цифровые и информационно-цифровые датчики
Цифровые датчики генерируют дискретные выходные сигналы, например импульсные последовательности или представленные в определенном коде цифровые данные, которые непосредственно могут быть считаны процессором. В зависимости от типа датчика выходной сигнал либо сразу формируется в цифровом виде (например, от датчика положения вала), либо должен обрабатываться цепями электронной логики, которые обычно составляют с ним одно целое. Измерительная головка цифрового датчика такая же, как и у аналогового. Существуют интегрированные цифровые датчики, которые включают микропроцессоры для выполнения числовых преобразований и согласования сигнала и вырабатывают цифровой или аналоговый выходной сигнал.
Если выходной сигнал датчика представляет собой последовательность импульсов, то они обычно суммируются счетчиком. В другом варианте – можно измерять интервал между импульсами. Затем результат в виде цифрового слова передается на дальнейшую обработку. При измерении энергии информация обычно кодируется импульсами – каждый импульс соответствует определенному количеству энергии.
Информационно-цифровые датчики (Fieldbus sensor) дополнительно обеспечивают передачу информации через шины локального управления (Fieldbus), которые представляют собой специальный тип двухсторонних цифровых коммуникаций (глава 9). Датчики данного типа – это обычные датчики температуры, давления, расхода и т. д., которые дополнительно имеют микропроцессор для обработки данных, преобразования их в цифровой вид (например, в 12-разрядный код) и поддержки внешних коммуникаций. По шине можно передавать не только результаты измерений, но и идентификационную информацию датчика. Иногда такие датчики поддерживают режим удаленного тестирования и калибровки.