- •1 Термометры сопротивления: устройство, принцип действия. Источники возникновения погрешностей при измерении температуры термометрами сопротивления и методы их компенсации.
- •2 Логические элементы: -И, -ИЛИ, -НЕ.
- •3 Позиционные АСР: характер переходных процессов, показатели качества, область применения.
- •4 Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП).
- •5 Уровнемеры и сигнализаторы уровня: устройство, принцип действия. Источники возникновения погрешности и способы их компенсации.
- •6 Расходомеры переменного перепада давления и тахометрические расходомеры: устройство принцип действия, достоинства и недостатки.
- •7 Влияние П- составляющей закона регулирования на качество переходных процессов АСР.
- •8 Статические и астатические элементы АСР. Типовые звенья АСР: динамические свойства, переходные характеристики.
- •10 Структурные схемы соединения типовых звеньев и их преобразования.
- •11 Манометрические термометры, устройство, принцип действия, преимущества, недостатки.
- •12 Исполнительные механизмы назначение, классификация, устройство и область применения.
- •13 Функциональная структура и классификация измерительных устройств. Погрешности измерений, класс точности приборов, поверка.
- •14 Статика и динамика АСР. Способы получения уравнений динамики, линейные системы. Линеаризация характеристик реальных элементов.
- •15. Логометры, уравновешенные мосты: назначение, принцип действия.
- •16 Объекты регулирования и их классификация.
- •17 Термоэлектрические преобразователи: устройство, принцип действия. Источники возникновения погрешности при измерении температуры термоэлектрическими преобразователями и способы их компенсации.
- •18 Порядок выбора автоматического регулятора и определение его настроечных параметров.
- •19 Деформационные манометры. Принцип действия, области применения.
- •21.Расходомеры постоянного перепада давления. Индукционные расходомеры: устройство, принцип действия, область применения.
- •22 Влияние И- составляющей закона регулирования на качество переходных процессов АСР.
- •23 Расходомеры переменного перепада давления и тахометрические расходомеры: устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.
- •24 Структурная схема УВК.
- •26 Структурная схема цифровой системы управления на основе контроллера.
- •27 Логический элемент И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
- •28 Структурная схема и основная функция устройства аналогового ввода информации.
- •29 Структура распределенной АСУТП.
- •30 Структурная схема и основная функция устройства дискретного ввода информации.
- •31 Первичные измерительные преобразователи.
- •32 АЦП: схема, принцип действия.
- •34 ЦАП: схема, принцип действия.
- •35 Качественные показатели переходных процессов, возникающих в АСР. Типовые переходные процессы.
- •37 Автоматические регуляторы. Назначение, классификация, сравнительная характеристика.
- •38 Электрические исполнительные механизмы: электродвигательные и электромагнитные.
- •39 Погрешности измерений.
- •40 Программируемые логические контроллеры (ПЛК) типы и архитектура ПЛК.
- •41 Структурная схема и основная функция устройства дискретного вывода.
- •42 Методы измерений.
- •43 Метрологические характеристики.
- •44 Ультразвуковые расходомеры, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.
- •45 Кориолисовые расходомеры, устройство, принцип действия, достоинство и недостатки.
- •46 Регулирующие органы назначение, основные характеристики, устройство и область применения.
- •47 Динамические свойства объектов управления.
- •48 Сруктурная схема и основная функция устройства аналогового вывода информации.
и от скорости ее изменения. Описание инерционных свойств приборов использ. динамические хар-ки.
Класс точности — обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений.
14 Статика и динамика АСР. Способы получения уравнений динамики, линейные системы. Линеаризация характеристик реальных элементов.
К статическим САУ относятся системы, у которых установившееся значение регулируемой величины зависит от величины возмущающего воздействия так, что отклонение от задания пропорционально величине возмущения. В такой системе всегда имеется, так называемая, статическая погрешность.
Пример. Статическая АСР уровня воды в баке (рис. 1.17). Обозначения на рисунке: 1-бак (регулируемый объект); 2-поплавок (измерительный элемент); 3-заслонка (регулирующий элемент); 4-задатчик; H-высота уровня воды (регулируемая величина); Q1-приток воды в бак; Q2-расход воды из бака.
Рисунок 1.17. Статическая АСР уровня воды в расходном баке
При постоянном
расходе воды Q2 в единицу времени как поплавок, так и
заслонка |
3 |
неподвижны. |
|
Расход |
воды |
Q2 равен |
|
количеству |
поступающей |
воды Q1. При увеличении расхода воды Q2 уровень воды в баке понижается, поплавок 2 опускается и перемещает заслонку 3 вверх, увеличивая открытие допуска воды Q1. Вследствие этого поступление воды Q1 в единицу времени увеличивается, и уровень воды в баке повышается. Равновесие в системе наступает тогда, когда поступление воды Q1 будет равно ее новому расходу. Следовательно, чем больше расход воды, тем больше должна быть приоткрыта заслонка 3 и тем ниже в состоянии равновесия будет находится поплавок 2. При уменьшении расхода воды заслонка 3 опускается, и поплавок 2 в состоянии равновесия будет находится выше, чем он находился до уменьшения расхода воды Q2.
Таким образом, уровень воды б баке определяется величиной ее расхода
Q2.
Пояснение. В статических АСР каждому установившемуся режиму объекта регулирования (ОР) устанавливаются определенные (различные) значения регулируемой величины при сохранении настройки задания автоматического регулятора (АР). Т.о. в таких АСР равновесие системы для
различных нагрузок наступает при различных значениях регулируемой величины, лежащих в заданных пределах.
15. Логометры, уравновешенные мосты: назначение, принцип действия.
Логометры предназначены для измерения температуры в комплекте с термопребразователями сопротивления. Рассмотрим принцип действия логометра.
Логометр имеет подвижную часть, состоящую из двух жестко скрепленных под небольшим углом рамок (обмоток), поворачивающихся на опорах (кернах) около вертикальной оси в неравномерном магнитном поле постоянного магнита. Действие прибора основано на измерении отношения силтоков,протекающих вдвух параллельных электрических цепях,питаемых от источника постоянного тока, в каждую из которых включено по одной рамке.Показаниялогометрапрактическинезависятотколебанийнапряжения источника питания, что является достоинством этого прибора. На рис. 3.1
показана схема логометра с термопреобразователем сопротивления RT и источником питания Б. Между полюсными наконечниками постоянного магнита, имеющими овальную выточку, расположен стальной цилиндрический сердечник, образующий с ними переменный по ширине воздушный зазор, постоянно уменьшающий магнитную индукцию от середины наконечников к их краям. В зазорах перемещаются одинаковые
скрещенные |
под |
углом 15-20° рамки RР1 и RР2 из тонкого |
изолированного |
|||||
провода, жестко |
скрепленные между собой и с указательной стрелкой |
|||||||
|
|
прибора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерительная схема логометра состоит из |
||||||
|
|
параллельных цепей I и II, питаемых от |
||||||
|
|
источника тока Б. В цепь I включены рамка RР1 и |
||||||
|
|
резистор R, |
в |
цепь |
II |
– |
|
рамка RР2, |
|
|
термопреобразователь |
сопротивления RT и |
|||||
|
|
соединительная |
линия Rл. |
Через |
рамки |
|||
|
|
логометра RР1 |
и RР2 |
протекают |
|
токи J1и J2, |
||
|
|
обратно пропорциональные |
сопротивлениям |
|||||
|
|
цепей I и II. Они образуют магнитные поля, |
||||||
|
|
взаимодействие которых с полем основного |
||||||
|
|
магнита создает вращающие моменты M1 и М2, |
||||||
направлениях. |
действующие |
на рамки в противоположных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Если сопротивления цепей I и II одинаковы, т. е. |
|
|
|
|
||||
тоRР1+R=RР2+RT+Rл , (3.1) |
|
|
|
|
|
|
||
J1 = J2 |
. (3.2) |
|
|
|
|
|
|
|
Тогда при симметричном расположении рамок RР1 и RР2 |
относительно |
полюсных наконечников вращающие моменты М1 и М2будут равны. В этом
положении при определенном значении RТ подвижная часть логометра находится в состоянии равновесия и стрелка прибора устанавливается посредине шкалы.
16 Объекты регулирования и их классификация.
Объектом регулирования называют аппарат, механизм или систему, в которых посредством авторегулятора поддерживается заданное значение параметра регулирования.
Объекты, в которых регулируемые величины в равновесном состоянии имеют одинаковое значение по всему объему объекта, называются объектами с сосредоточенными параметрами. Объекты, в которых значения регулируемых величин в различных точках объекта неодинаковы, как в равновесном, так и в переходном режиме, называются объектами с распределенными параметрами
1.Ёмкостью объекта называют то количество вещества или энергии, которое содержится в объекте в данный момент. Часто и само устройство, в котором происходит накопление энергии, называют емкостью. По количеству ёмкостей объекты подразделяются на одноёмкостные и многоёмкостные.
2.Нагрузка – это количество энергии или вещества, отбираемое из объекта регулирования для каких-либо целей в установившемся режиме.
3.Самовыравнивание – это способность объекта самостоятельно восстанавливать нарушенное равновесие между подачей и потреблением вещества за счет отклонения регулируемого параметра.
17 Термоэлектрические преобразователи: устройство, принцип действия. Источники возникновения погрешности при измерении температуры термоэлектрическими преобразователями и способы их компенсации.
основан на использовании зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры. R=f(t) Вид этой функции зависит от природы материала чувствительного элемента, в идеале линейная функция. Применяются только чистые металлы и полупроводниковые материалы (терморезисторы), отвечающие основным требованиям: Нейтральность к измеряемой среде - высокий и неизменный коэффициент электрического сопротивления. Для большинства чистых металлов в диапазоне 0-100ºС температурный коэффициент составляет α =4.10-3 1/ºС, у терморезисторов температурныйкоэффициент сопротивления напорядокбольше(3-4.10-2 1º/С ).-Характеристика R-tº без резких отклонений и гистерезиса -Большое удельное электрическое сопротивление
Данным требованиям в определённых температурных интервалах отвечают платина, медь, никель , вольфрам, железо, специальные полупроводниковые материалы. Промышленностью выпускаются 2 большие группы металлических стандартных термопреобразователей сопротивления: платиновые и медные. Платиновые работают в диапазоне -200÷+650ºС,
медные -50÷+180)º С. . Платиновые ТС выпускаются одинарные и двойные ( в арматуредва несвязанныхэлектрическиэлемента).Медные ТСвыпускаются только одинарными. Чувствительные элементы платиновых ТС выполняют платиновыми спиралями из проволоки 0,1мм на керамическом каркасе в каналах или многослойная намотка на керамическом каркасе. К платиновой проволокеприпаиваютсямедныевыводы.ЭлементымедныхТСвыполняются из эмалированной проволоки Ǿ 0,08-0,1 мм многослойно безиндукционно намотанной (бифилярная намотка) на пластмассовый стержень. Выводы медные Ǿ 1-1,5мм. Выпускается широкая номенклатура ТС на различные пределы измерения и в различных конструктивных оформлениях, соответствующих условиям эксплуатации. Типовая конструкция ТС состоит из чувствительного элемента, наружной защитной арматуры (нержавеющая сталь, латунь) штуцера, крепления, головки с контактной колодкой.
ТС платиновые. Обозначение ТСП. Градуировка [R=f(t)] 21 и 22. ТС медные. Обозначение ТСМ. Градуировки 23 и 24.
Монтаж ТС выполняется с помощью штуцеров или фланцев заводского изготовления или специального крепежа по месту. Требования к монтажу аналогичны требованиям к монтажу термопар-Приборы В качестве измерительных приборов, применяемых в комплекте с ТС используются уравновешенные и неуравновешенные мосты и лагометры. Для дистанционной передачи сигнала используются вторичные нормирующие преобразователи ТС в стандартные сигналы 0-10в, 0-5ма, 4-20ма. Из измерительных приборов наибольшее распространение получила схема с применением уравновешенного моста, в которой первичный преобразователь ТС подключается к прибору по 3-х проводной схеме, практически исключаетсяпогрешностьотизменениясопротивленияпроводов(ТС-прибор) из-за колебаний температуры окружающей среды. В 3-х проводной схеме сопротивление соединительных проводов не влияет на результаты измерения. Для уравновешенного моста справедливо выражение: Rt=kRp-k1 Изменение Rt можно уравновесить изменением Rp. Rp можно выразить шкалой в ˚С.
+ - простата, надежность, невысокая стоимость
-- - ограниченный радиус действия
3)гидравлическая ветвь - источник энергии и носителем информации явл. давление жидкости.
4)уст-ва прямого действия - кот. не требует дополнит. Источника энергии для своей работы, а используют энергию среды параметры которой они регулируют.
+ - не требуют дополн. источник энергии.
-- - отсутствие дистанцион. Управления, невысокая мощность.