Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология и измерительная техника на базе измерительных преобразователей «Корунд». Практикум
.pdf
Х
Х
2
Х
Х
1
Y
Y
2
з YA
Y1
Y Т
Y
2
з
YA в
Y1 0,632YA
Y T
Y
YA г
2
А
б
а
з
Y
1
Рис. 4.7.1. Переходные процессы типовых звеньев:
а – скачкообразный входной сигнал; б – безынерционное
звено; в – инерционное (апериодическое) звено первого
порядка; г – устройство, состоящее из звена чистого
запаздывания и инерционного звена
91
рассмотренных типовых звеньев приведены в табл. 4.7.1.
Кривая
переходно-го
процесса
Дифференциальное
уравнение
Передаточная
функция
Рис. 4.7.1.б
Y( ) = К Х( )
К
Рис. 4.7.1. в
)()(
)(
XKY
d
dY
T
1Tp
K
Рис. 4.7.1. г
)()(
)(
з
XKY
d
dY
T
p
з
e
TpK1
измерения характеризуются следующими величинами.
показаниями прибора х в данный момент времени t и
действительным значением измеряемой величины ХД
время от момента изменения значения измеряемой величины
на входе прибора до момента начала изменения показания
(0,05 YА, где YА = Y2 – Y1).
момента изменения значения измеряемой величины на входе
прибора до момента окончания изменения показания
(0,95 YА).
– это время, за которое показания изменятся от 0,05 до 0,95
YА.
уравнением экспоненты):
Дифференциальные уравнения и передаточные функции
Таблица 4.7.1
Типичные дифференциальные уравнения
и передаточные функции средств измерения
Частные динамические характеристики средства
Динамическая погрешность
= ХД – х. (4.7.4)
Д
Время начала реагирования (время запаздывания)
Время окончания переходного процесса
, т.е. разность между
Д
нр (з
– время от
ор
) –
Время переходного процесса
пп = ор - нр
(4.7.5)
Постоянная времени Т (для процесса, описываемого
92
1 – период времени, в течение которого показание с
момента начала его изменения достигает 0,632 YА;
2 – расстояние между точками пересечения касательной к
кривой разгона с верхней и нижней асимптотами (от греч.
- несовпадающий), выраженное в секундах.
Задание 1.
Снять кривую разгона измерительного преобразователя
«Корунд – Т».
Выполнение опыта.
Схема включения преобразователя «Корунд-Т» приведена
на рис. 2.2.2, см. первый лабораторный стенд на рис. 3.1.
Подключите к выходу «Корунда – Т» (нижние клеммы 5
на лабораторном стенде) миллиамперметр или измеритель –
калибратор «Корунд – ИК».
На рис. 4.1.1 приведена схема лабораторной установки.
В сосуд с горячей (80 – 90
о
С) водой поместите термозонд
«Корунда – Т». Сначала через 1 секунду (от лат. secunda
(divisio) – второе (деление), а затем (после пятой секунды)
через каждые 5 секунд записывайте показания блока
индикации до тех пор, пока они не станут постоянными.
Общее время эксперимента составляет примерно 120 секунд.
Результаты измерений занесите в табл. 4.7.2.
Сразу после окончания предыдущего эксперимента
поместите термозонд в сосуд с холодной (водопроводной)
водой и снова снимите показания блока индикации.
Результаты измерений занесите в ту же таблицу.
Задание 2.
Построить график зависимости показаний температуры от
времени.
93
Таблица 4.7.2
Время t (X), с
0 1 2 3 5 10 15 …
120
Температура Т (Y), о С
Температура Т (Y), о С
Результаты измерений
Выполнение опыта.
По данным табл. 4.7.2 нанесите экспериментальные точки
на миллиметровую бумагу и постройте зависимость
показаний температуры от времени Т = f(t) (рис. 4.7.2).
Задание 3.
Определить динамические характеристика термозонда
«Корунда - Т».
Выполнение опыта.
По кривым на рис. 4.7.2. определить:
- время запаздывания (начало реагирования) нр;
- время окончания реагирования ор;
- время переходного процесса
пп = ор - нр
;
- постоянную времени Т, вычисленную двумя способами
при повышении и уменьшении температуры;
- по заданию преподавателя динамическую погрешность.
Запишите передаточную функцию измерительного
преобразователя температуры «Корунд – Т».
94
Т Т
Т
2
1
T
2
YA1 Y
з2
A2
з1
Т
3
T1
t
I II
Рис. 4.7.2. Зависимость показаний измерительного
преобразователя температуры «Корунд – Т»
от времени:
I – при повышении температуры; II – при понижении
температуры
4.8. Блок разветвления и преобразования сигналов
БРИС–01-1/2
Задание.
Определить зависимость выходного тока блока
разветвления и преобразования сигналов БРИС–01–1/2 от
входного тока.
Выполнение опыта.
Схема включения блока разветвления приведена на рис.
2.8.2, см. второй лабораторный стенд на рис. 3.2.
Подключите к входу блока разветвления (входной разъём
11 на передней панели блока) измеритель–калибратор
«Корунд – ИК» (разъём ХР1), а к двум его выходам (две пары
95
БРИС-
-01-1/2
МС
МС
ИКД
I
1
А
А
А
клемм 12 на лабораторном стенде) - магазины сопротивлений
и миллиамперметры.
На рис. 4.8.1 представлена схема лабораторной установки.
Установите на каждом магазине сопротивлений,
имитирующим нагрузку канала, сопротивление, равное
400 Ом.
Установите с помощью измерителя-калибратора
выходной ток, равный 4 мА, и снимите значения выходного
сигнала (тока) каждого канала. Затем запишите значения
выходного тока при входном, равном 8 мА, и т.д. После этого
снимите значения тока блока разветвления в тех же точках,
двигаясь в обратную сторону.
Повторите опыт ещё раз.
Результаты измерений занесите в табл. 4.8.1.
Постройте на миллиметровой бумаге зависимость
выходного тока каждого из двух каналов блока разветвления
от изменения входного тока.
1
2
Рис. 4.8.1. Схема лабораторной установки
для изучения блока БРИС–01–1/2:
ИКД – измеритель-калибратор «Корунд – ИК»; А – ам-
перметр; 1, 2 – первый и второй каналы блока разветвления;
МС – магазин сопротивлений
По формуле (4.8.1) вычислите максимальное отклонение
выходного тока
каждого из каналов
I
96
I
I
max
Ток на входе БРИС-01-1/2
IВХ (X), мА
4 8 12 16 20
Ток на выходе 1-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 2-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 1-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 2-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 1-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 2-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 1-го канала
I (Y), мА
Ток на выходе 2-го канала
I (Y), мА
u
=
, (4.8.1)
где I
– наибольшее отклонение выходного тока, A; I –
max
значение выходного тока, А.
Сравните эту величину с паспортным значением.
Результаты измерений
Таблица 4.8.1
Электронный термометр можно также рассматривать как
измерительный канал (рис. 4.9.1), состоящий из
измерительного преобразователя «Корунд – Т» и блока
индикации БИКОР - 02.
4.9. Термометр
97
Температура t (X), оС
20 40 60 80 100
Показания БИКОР – 02
Т (Y), оС
Показания БИКОР – 02
Т (Y), оС
2
1
Рис. 4.9.1. Измерительный канал температуры:
1 – «Корунд –Т»; 2 – БИКОР - 02
Задание 1.
Определить статическую характеристику электронного
термометра.
Выполнение опыта.
Схема включения преобразователя «Корунд-Т» приведена
на рис. 2.2.2, см. первый лабораторный стенд на рис. 3.1.
Соедините выход «Корунда – Т» (нижние клеммы 5 на
лабораторном стенде) со входом блока индикации БИКОР –
02 (верхние клеммы 6 на лабораторном стенде).
На рис. 4.1.1 представлена схема лабораторной уста-
новки, где вместо миллиамперметра надо подключить блок
индикации БИКОР - 02.
С помощью тумблера 1 подайте напряжение на
измерительный преобразователь «Корунд–Т» и блок индикации БИКОР – 02.
Поместите термозонд «Корунда-Т» в сосуд с водо-
проводной водой. Не менее, чем через минуту, измерьте
температуру этой воды с помощью стеклянного термометра и
одновременно снимите показания БИКОР - 02. Затем долейте
горячей воды, перемешайте её и снова проведите измерение
и т.д.
Результаты измерений занесите в табл. 4.9.1.
Таблица 4.9.1
Результаты измерений
98
Показания БИКОР – 02
Т (Y), оС
Показания БИКОР – 02
Т (Y), оС
После этого запишите показания прибора в тех же точках,
доливая в сосуд холодную воду. Повторите опыт ещё раз.
Задание 2.
Обработка результатов измерений.
Выполнение опыта.
Определите метрологические характеристики элек-
тронного термометра.
4.10. Гидростатический уровнемер
Измерение уровня жидкостей и сыпучих тел состоит в
определении по уровню количества вещества в ёмкости и
контроле положения уровня в производственном аппарате
при осуществлении технологического процесса.
В СИ уровень измеряют в метрах (фр. metre, от греч.
– мера).
Для измерения уровня жидкости наиболее распространены следующие средства измерения:
- указательные стёкла, работа которых основана на
принципе сообщающихся сосудов;
- поплавковые уровнемеры, в которых перемещение
поплавка на поверхности жидкости передаётся на
показывающее устройство;
- гидростатические уровнемеры, в которых измеряют
давление столба жидкости, пропорциональное высоте этого
столба, т.е. уровню жидкости;
- электрические уровнемеры, в которых положение уровня
жидкости преобразуется в какой-либо электрический
сигнал – ёмкость, сопротивление и т.п.;
99
- радиоизотопные уровнемеры, принцип действия которых
2
1
основан на измерении поглощения -лучей при
прохождении их через слой вещества;
- ультразвуковые и акустические уровнемеры, в которых
используют принцип отражения ультразвуковых колебаний
от границы раздела двух сред с различным акустическим
сопротивлением. В ультразвуковых уровне-мерах применяют
принцип отражения ультразвуковых колебаний со стороны
жидкости, а в акустических – со стороны газовой среды.
В гидростатических уровнемерах измерение уровня Н
жидкости с плотностью сводится к измерению давления Р,
создаваемого столбом жидкости, т.е.
Р = gH, (4.10.1)
где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Существуют гидростатические уровнемеры с непрерывным продуванием воздуха или газа (пьезометрические уровнемеры) и с непосредственным измерением высоты столба жидкости.
Электронный гидростатический уровнемер можно также
рассматривать как измерительный канал, состоящий из
измерительного преобразователя «Корунд-ДИ» и блока
индикации БИКОР - 02 (рис. 4.10.1).
Рис. 4.10.1. Измерительный канал уровня:
1 – «Корунд – ДИ»; 2 – БИКОР - 02
Задание 1.
Определить статическую характеристику электронного
гидростатического уровнемера.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]