Астана қаласы Білім басқармасы

М. Тынышпаев атындағы ҚазККА Ақмола колледжі

БЕКІТЕМІН

Директордың оқу ісі жөніндегі

орынбасары А.Ж.Ахметжанова

_______________________________

«_______»________________2013 ж.

Дипломдық жобаның түсіндірме жазбасы ДЖ.3602002.ТЖ

Тақырып: «Автоматика және телемеханика құрылғыларындағы ақауларды іздеудің түрлері »

Студент _____________________________________________Кульжанов Е.

Жетекші:_____________________________________________

Рецензент: _____________________________________________

Түйіндеме

Мен осы дипломдық жұмыста темір жол көлігіндегі автоматика және телемеханика құрылғыларындағы ақауларды іздеудің түрлері тақырыбында мәлеметтер жинадым. Теміржолда қолданылатын өлшемдер туралы және әр түрлі өлшеу аспаптары туралы жаздым. Бекетке сиапттама бердім, асапаптармен қалай жұмыс істеу керектігін үйрендім. Дипломдық жұмыста өз тақырыбымды жан –жақты аша білдім деп ойлаймын.

МАЗМҰНЫ

Кіріспе...................................................................................................................

1. Өлшеу жүйелерінің салыстырмалы анализі.............................................

   1. Қазіргі қолданыста бар өлшеу жүйелерінің салыстырмалы сараптамасы.

   2. Электрлік өлшеу құрылғыларының таңдауын негіздеу........................

2. Теориялық бөлім...........................................................................................

   1. Бекеттің бір жіпті жоспарының құрылу негізі.........................................

   2. Бекеттің екі жіпті жоспары...........................................................................

   3. Рельс тізбегінің кернеуін өлшеу және реттеу құрылғысы......................

   4. Ч3 – 84 жиілікті электронды – есептеу құралы.........................................

   5. 4306 көп функционалды электр өлшеуіш құралы.....................................

3. Экономикалық бөлім (шығындар).............................................................

3.1 Рельс тізбегінің қалыпты жұмыс режимін есептеу ...............................

4 Еңбекті қорғау бөлімі.....................................................................................

4.1 Электр қауіпсіздігі ........................................................................................

4.2 Электр тоғына түскен адамға алғашқы көрсетілетін көмек.............

Қорытынды..........................................................................................................

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі....................................................................

КІРІСПЕ

Аталмыш өлшеу техникасы метрологиялық экперименттер жасау, өлшеу нәтижелерін өңдеу және метрологиялық жұмыстарды стандарттау мен сертификаттаудың жалпы ережелерін оқытатын ғылым ретінде көзқарас қалыптастырады.

Техник ғылымдар табиғатта объективті заңдылықтардың, өндіріс процесcтерінің жүруін бақылап , өлшеудің дамуын зерттеуде. Техниктер электрлік өлшеулерді кең қолдана алады .

«Өлшеу» ұғымы әртүрлі ғылым (математика, физика, химия, психология, экономика және т.б.) салаларында кездеседі және олардың әрқайсысында ол әртүрлі түсіндірілуі мүмкін. Бұл оқулықта автоматтандыру, телемеханика және басқару саласында физикалық шамаларды өлшеуге қатысты мәселелер ғана қарастырылады.

Оларға:

- өлшенетін объектіге қатысы бар бөлшектер мен элементтердің параметрлерін өлшеу;

- өлшенетін объектіні толығымен немесе оның жекелеген бөліктерінің параметрлерін өлшеу;

- әртүрлі өлшеу аспаптарының шкаласын градуировкалау немесе градуировкасын тексеру;

- аспаптардың немесе құрылғының қасиеттерін анықтайтын сипаттамаларды алу;

- сигналдардың әртүрлі құрылғылар арқылы өткен кезде өзгеруін анықтау;

- модуляцияланған сигналдардың параметрлерін өлшеу.

Метрологияда эталондардың жасауында және электрлік мөлшерлердің өлшемдерінің дамуында ұлы орыс ғалымы зор еңбектенді,әсіресе , орыс химигі Д . Менделеев метрологияны жан – жақты , берік зерттеулердің ғалым авторымен (1834-1907) болды , байлаулылардың Ресей күштерінің өндірістік дамуымен . Өлшемдердің негізгі палаталары (18930)

Менделеевтің ұйымдастырушысымен және бірінші директорларға салмақ болды және өлшеу құралдардың тексерісіне арналған арнайы айырылу болды .

Метрология облысында Ресейдің орыс ғалымы электрлік өлшеулер бойынша үлкен жетістіктерге жете қойған жоқ. Себебі,қажетті құралдарды өндіруге шек қойылған болатын , негізінде қажеттілік шекара жеткізулеріне қанағаттанды.

СЦБ құрылғыларының толық жетілдіру жалпы бағытымен және байланыстарының және кенеюінің автоматтандыру деңгейінің жоғарылауы, жұмыстардың көлемдерінің төмендеуіне әкеледі, СЦБ объектілерінің аударма және оқтын-оқтын қызмет ету тәртібіне байланыстың техникалық қызметшісінің тұрақты қатысуынсыз. Бұны өлшеулердің онан арғы толық жетілдіруінің қажеттілігі деп атайды . Ол өңдеу бағытында жүреді және автоматтандырылған өлшеу кешендердің енгізулері, телебақылауды қолданулары - жүйелердің СЦБ құрылғыларының күй-жағдайының техникалық диагностикалары және байланыстың жабдықтау бақылау нүктелерінен хабар жинауын қамсыздандырады, оның өңдеуін микроЭВМ арқасында және алынған мағыналардың салыстыру нормаларымен, бағдарламаға кепілге берілгендермен. Қолдануда - техниктер барлықтарының жұмыстарын , нормадан ауытқулардың жою шапшаңдығы, пойыздардың қозғалыс қауіпсіздігі олардың теміржолдық көлік электр техникалық құрылғыларының қолдану облыстарында сенімділік жоғарылатады.

Сондай-ақ, бұл өлшеу қателіктерін бағалау оларды ескеру арқылы есептеулер жүргізуі, өлшеу қателіктерін азайту жолдарын іздестіру мәселелері де қарастырылады.

1. Өлшеу жүйелерінің салыстырмалы анализі

1.1 Қазіргі қолданыста бар өлшеу жүйелерінің салыстырмалы анализі

Тұрақты токты өлшеу. Әртүрлі техника салаларында өлшеу кездестіретін тұрақты ток шамаларының диапазоны аса кең: 10^-17 А токтан ондаған және жүздеген мың амперге дейін. Сондықтан, әрине олардың өлшеу құралдары мен әдістері әртүрлі.

10^-12  10^-6 А нүктелерін сезімталдығы жоғары магнитэлектрлік айнымалы гальванометрлер мен гальванометрлі компенсаторлар арқылы тікелей өлшеуге болады.

Компенсаторлардың басты элементтері – фотокүшейткіш пен гальванометр.

Магнитэлектрлік амперметрлермен өлшеу. Тұрақты токты өлшеу үшін негізінен магнитэлектрлік жүйедегі амперметрлерді қолданады, олардың өлшеу шектері аспаптың қозғалу бөлігін толық ауытқытуға қажетті токпен анықталады. Бұл ток көбінесе 20-50 мА-ден (оның максималды мәні 300 мА) аспайды. Микро және миллиамперметрлердің өлшеу тізбектері болып механизмнің шегі ғана бола алады (1.1 - сурет).

Егер өлшенетін І тогы аспаптың қозғалу бөлігін толық ауытқытуға қажетті І_П тогынан асып кетсе, онда аспаптың рамкасына параллель, І _Ш токтың қалған бөлігі өткізілетін шунт (резистор) қосылады . Шунттың R_Ш кедергісінің шамасын есептеу үшін төмендегі шарт орындалуы қажет

I_ПR_П = I_ШR_Ш = I[R_ШR_П/(R_Ш + R_П)] = const, (1.1)

мұндағы, R_П - аспаптың рамка тізбегінің кедергісі.

Егер

I/I_П = n, (1.2)

Болса, мұндағы n – шунт коэффициенті, онда

R_Ш = R_П/(n – 1) (1.3)

Шунттың кедергісінің шамасы 10^-2  10^-4 Ом.

Тұрақты ток тізбегіндегі кернеуді өлшеу. Тұрақты ток тізбегіндегі кернеуді өлшеу тұрақты токта жұмыс істейтін кернеуді кез-келген өлшегішпен өлшеп орындалуы мүмкін.

Кернеуді магнитэлектрлік вольтметрлермен өлшеу. Магнитэлектрлік вольтметрдің өлшеу тізбегі өзінше механизмнің рамкасы мен оған тізбектей қосылған қосымша кедергіден тұрады. Вольтметрдің өлшеу тізбегіндегі өлшенетін кернеуді механизмнің қозғалу бөлігін ауытқыту үшін қажет токқа түрлендіреді. U_V вольтметрдің өлшеу шегі толық ауытқу І_V тогы мен вольтметрдің R_Д ішкі кедергісіне тәуелді, яғни аспап рамкасының R_П кедергісі мен соңғысының ішінде орналасқан қосымша R_Д резисторының қосындысына тең: R_V = R_П + R_Д;

U_V = I_V(R_П + R_Д) = I_VR_V. (1.4)

Магнитэлектрлік вольтметрлердің толық ауытқу тогы шамамен 0,5 – 30 мА.

1.1 сурет. Шунттық микроамперметрдің сұлбасы

Айнымалы ток тізбектеріндегі ток күші мен кернеуді өлшеу құралдары. Өнеркәсіптік жиіліктің токтарын өлшеуді негізінен электромагниттік жүйе аспаптары арқылы, ал жоғары дәлдікте – электродинамикалық жүйе аспаптары арқылы орындайды. Электромагниттік жүйенің амперметрлерінің өлшеу шегін ұлғайту үшін шунтты пайдалану рационалды емес, өйткені ол аспаптардың жеке тұтыну энергиясын қолайсыз үлкен етіп, қымбаттығын жоғарлатады. Өлшеу шектерін токтың өлшеу трансформаторлары арқылы ұлғайтады. Ток трансформаторының алғашқы орамасы І өлшенетін ток тізбегіне тікелей қосылып, ал екінші орамасының қысқыштарына А амперметр қосылады (1.2-сурет).Сұлбада: Tp_T – токтың өлшеу трансформаторы, Л₁, Л₂ – бірінші орама қысқыштары, И₁, И₂ – екінші орама қысқыштары.

Өлшенетін (алғашқы) І₁ токтың мәні белгілі және амперметр тізбегіндегі І₂ токтан едәуір үлкен болады. Ток трансформаторының екінші орамасы кернеуі 1  10 В шамаға төмендейтін кедергісі аз (2 Омнан жоғары емес) өлшеу аспабына тұйықталады. Екінші орамадағы осы кернеудің төмендеуін теңестіретін индукциялық э.қ.к. Е₂ -де аз, сәйкесінше

магниттелетін Tp_Т күштің теңдеуінде

(1.5)

Әдетте шамасын қолданбайды, сонда

(1.6)

осыдан өлшенетін токты

(1.7)

амперметрдің І₂ көрсеткішін k_Iн номиналды трансформациялау коэффициентіне тікелей көбейту арқылы анықтайды. Токтың трансформаторының екінші орамасын 5А-ге, кейбір жағдайда 1А-ге есептейді. Екінші тізбектің кедергісін жоғарылату нормалды режимді бұзып, магниттелген ампер-витков жоғарылатады.

Өнеркәсіптік жиілікте кернеуді өлшеу 50 Гц жиілікте жұмыс істейтін кез-келген вольтметрлермен орындалуы мүмкін, бірақ өнеркәсіптік жиіліктегі кернеуді негізінен электромагниттік және элетродинамикалық жүйе аспатарымен өлшейді.

1.2.сурет Амперметрді токтың өлшеу трансформаторына қосу сұлбасы

Электромагниттік вольтметрдің өлшеу тізбегі өзінше механизмнің катушкасы мен қосымша кедергіні тізбектей қосуды береді. Вольтметрдің толық ауытқу І_V тогы

I_V = U/z_V, (1.8)

мұндағы, U – вольтметрге қойылған кернеу; z_V – вольтметрдің механизм катушкасының толық кедергісі мен қосымша кедергінің қосындысына тең ішкі кедергісі (1.9)

(L_К – катушаның индуктивтігі).

Вольтметр шкаласының теңдеуі

(1.10)

Вольтметрлердегі толық ауытқу тогы үлкен емес, 25 – 50 мА-ге тең; шаманың өлшеу шегін төмендеткенде ол жоғарылайды да, 15  30 В кернеуде 100  200 мА-ге жетеді. Қосымша кедергіні көпшекті вольтметрлерде пайдаланады, ең жоғары шегі тікелей өлшеу кезінде 600 В-ге жетеді. Вольтметрдің тұтынатын қуаты 3  20 Вт аралықта ауытқиды. Вольтметрдің өлшеу шектері кернеудің өлшеу трансформаторлары арқылы ұлғайтылған. Кернеу трансформаторының алғашқы орамасын ₁ орам санымен U₁ кернеуі өлшенетін тізбекке параллель қосады да, ал екінші ораманы ₂ орам санымен U₂ кернеулі вольтметрге қосады. 1.3 - суретте Tp_Т – кернеудің өлшеу трансформаторы; А, Х – алғашқы ораманың қысқыштары; а, х – екінші ораманың қысқыштары (екінші ораманы 100 В кернеуге есептейді).

Вольтметрдің өлшеу тізбегіндегі, Tp_Т екінші орамаға қосылған ваттметр кернеуінің тізбегіне кедергісі қатысты үлкен, соның салдарынан Tp_Т бос жүру режиміне жақын режимде жұмыс істейді

Содан кейін трансформатор орамасындағы және кернеулердің төмендеуін болдырмауға болады және былай қабылдауға болады

и ал E₁/E₂ = ₁/₂ =k_Uн болса,

_{онда U1} өлшенетін кернеудің шамасы вольтметрмен көрсетілген U₂ кернеудің шамасын k_Iн номиналды трансформация коэффициентіне көбейткенге тең, яғни:

_(1.11)

_{Екінші төмен кернеу жоғары алғашқы кернеудің кері фазасында орналасқан.}

1.3.сурет Вольтметрді кернеудің өлшеу трасформаторы арқылы қосу сұлбасы