R_R_S_S_R_R_R_RiRyoS_R_R_R_R_S_R_S_R_S_R_S_R_1

сердечника ДТ1 датчика будет соответствовать определённое положение сердечника ДТ2 прибора, а, значит, и положение стрелки.

Для установки начальной (нулевой) отметки шкалы в приборе предусмотрена обмотка W4 , шунтированная резистором R1. Если сердечник находится в нижнем положении, а стрелка прибора не устанавливается на нулевую отметку шкалы, осуществляется регулировка цепи перемещением движка R1.

Исправность прибора проверяют с помощью кнопки контроля S, при замыкании которой цепь вторичной обмотки ДТ1 отключается и на вход усилителя подается сигнал со вторичной обмотки ДТ2. В этом случае М установит указатель в среднее положение, отмеченное на шкале прибора, при котором ∆Е2 = 0. Если при этом стрелка не устанавливается в указанное положение, прибор настраивают перемещением катушек относительно сердечника ДТ2. Резистор R2 выполняется медным для компенсации температурных погрешностей вторичной обмотки прибора.

Для дистанционной передачи давления применяют манометры МЭД, снабженные ДТП [1, 2]. Упругим чувствительным элементом манометра является трубчатая пружина (трубка Бурдона), закрепленная на держателе, на котором находится планка с ДТП. Внутрь трубки Бурдона подводится измеряемое давление. Трубка разгибается и перемещает закрепленный на ее конце плунжер.

Порядок выполнения работы

1.Изучить конструкции ДТП, вторичного прибора, манометра МЭД и принципиальные схемы вторичных приборов.

2.При включенном приборе нажать кнопку контроля исправности его работы.

3.Убедиться в том, что при отсутствии перемещения плунжера стрелка прибора находится на нулевой отметке шкалы.

4.Перемещая лимб привода плунжера датчика через два деления, записать показания прибора. Составить таблицу и построить график статической характеристики, выражающей зависимость показаний прибора от делений лимба.

5.Провести градуировку шкалы вторичного прибора.

6.Включить прибор КСД-3. Дать ему прогреться. Изменяя давление на манометре МЭД через 0,02 МПа (по образцовому манометру), записать положение стрелки вторичного прибора.

53

7. Составить градуировочную таблицу и построить график зависимости N = f(p), где N показания прибора КСД, дел; P давление по образцовому манометру, кПа.

Содержание отчёта

1. Технические характеристики ДТП, вторичных приборов,

МЭД.

2.Принципиальные схемы включения ДТП и систем дистанционной передачи давления.

3.Таблицы результатов опытов, графики статической и градуировочной характеристик.

Контрольные вопросы

1. В чём заключается принцип работы ДТП? 2. Что такое дистанционная система передачи показаний? 3. Как работает дистанционная система передачи с ДТП? 4. Как устроен манометр МЭД?

54

Лабораторная работа № 7 ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Цель работы изучение методов измерения частоты вращения

ипринципов работы тахометров.

7.1. Общие сведения

Приборы для измерения частоты вращения тахометры находят широкое применение при автоматизации различных технологических процессов, в которых требуется измерение числа оборотов частей машин и механизмов и выдача в систему контроля и управления команд при достижении заданного числа оборотов. По принципу действия тахометры бывают механическими, стробоскопическими, магнитоиндукционными, электрическими и электронными.

7.2. Магнитоиндукционные тахометры

Наиболее широко распространены для измерения частоты вращения синхронные генераторы, входящие в состав магнитоиндукционных тахометров. Принцип действия их основан на преобразовании частоты вращения вала объекта в ЭДС с частотой, пропорциональной частоте вращения вала, и на свойстве системы трехфазных токов создавать вращающееся магнитное поле, конструктивно он представляет собой трехфазный генератор переменного тока с достоянным магнитом. Напряжение от генератора поступает на показывающий прибор, в котором в качестве приемника применен синхронный двигатель, вращающий постоянные магниты. Преобразование частоты вращения в угловое перемещение стрелки осуществляется магнитоиндукционным устройством. Его действие основано на взаимодействии магнитного поля вращающихся постоянных магнитов с индукционными токами, наведенными этим полем в металлическом диске. В результате этого взаимодействия возникает вращающий момент диска, связанного со стрелкой, пропорциональный частоте вращения магнитов, который уравновешивается противодействующей пружиной. Такие тахометры измеряют частоту вращения с точностью 1% в пределах рабочего диапазона.

55

7.3. Фотоэлектрический тахометр

Для преобразования числа оборотов в частоту импульсов используется фотоэлектрический преобразователь рис. 7.1.

На валу испытуемого двигателя (ДПТ) укреплен тонкий металлический диск Д с прорезями. С обоих сторон диска установлен фотоэлектрический преобразователь (ФЭП). Источник света преобразователя через прорези освещает фотодиод, включенный в электронный ключ. На выходе электронного ключа формируются прямоугольные импульсы с частотой N = n C, где n частота вращения вала двигателя, С – число прорезей на диске.

ФД Э.Кл

Д

Рис. 7.1. Фотоэлектрический преобразователь

Эти импульсы подаются на вход осциллографа. По осциллограмме расчитывается частота следования этих импульсов

f T1 ,

где Т – период импульса. Число прорезей на диске – 60 следовательно,

Сравнивая эту частоту с показаниями тахогенератора оценим погрешность. Истинное значение оборотов можно определить с помощью калибратора длительности импульсов.

7.3. Стробоскопический тахометр

Работа его основана на определении положения какой-либо точки выделяющейся на вращающемся диске. При освещении враща-

56

ющегося диска вспышками света с частотой совпадающей с частотой вращения эта точка будет казаться неподвижной, а указатель частоты вспышек света даст число оборотов. Схема установки для изучения методов измерения частоты вращения показана на рисунке.

СД ОУ

Рисунок. Схема установки для изучения методов измерения частоты вращения

Порядок выполнения работы

1.Измерить частоту вращения вала двигателя с помощью тахогенератора магнитоиндукционного типа (ТГ).

1.1.Включить тумблер «Сеть».

1.2.Переключатель рода работы установить в положение «Та-

хометр».

1.3.Тумблером «Двигатель» включить ДПТ.

1.4.Регулятором оборотов устанавливать обороты: 1000, 2000 и 3000 об/мин.

1.5.С помощью осциллографа (ОСЦ) измерить период синусоидальной ЭДС тахогенератора.

1.6.Переключить вход осциллографа к калибратору длительности временных интервалов (КДВИ) и сравнением определить точное значение периода синусоидальной ЭДС.

1.7.Определить погрешность показаний тахометра.

2.Определить частоту вращения вала двигателя с помощью фотоэлектрического тахометра.

57

2.1.Переключатель рода работ перевести в положение «Фотоэлектрический тахометр». При этом на экране осциллографа появятся импульсы от электронного ключа (Э.Кл).

2.2.Определить частоту следования этих импульсов как:

определить частоту вращения вала.

2.3.Рассчитать погрешность метода, используя калибратор длительности временных интервалов.

2.4.Определить частоту вращения вала двигателя по стробоскопическому тахометру (СТР).

2.5.Включить блок стробоскопа в сеть.

2.6.Переключатель на задней панели блока поставить в положение «Синхронизация», при этом загорается соответствующий индикатор.

2.7.Направить источник на вращающийся диск и меняя регулятором частоту вспышек света получить неподвижную метку.

2.8.Определить по указателю частоту и сравнить ее с данными других методов. Дать оценку погрешности.

Содержание отчета

В отчете должны быть схемы установки, характеристики тахометров, данные измерений, расчеты погрешностей и выводы.

Контрольные вопросы

1. Для чего необходимо измерять частоту вращения в системах автоматики? 2. В чем заключается принцип работы магнитоиндукционного тахометра? 3. Принцип измерения частоты вращения фотоэлектрическим тахометром? 4 Принцип стробоскопии?

58

Лабораторная работа № 8 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Цель работы: изучение конструкции, принципа действия методики определения метрологических характеристик пневматических приборов.

8.1. Общие сведения

В промышленности широко используются пневматические элементы автоматики и измерительной техники. Они составляют пневматическую ветвь государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП).

Особенно ценными качествами пневматических устройств являются: простота аппаратуры и надежность их работы, а также взрывно- и пожаробезопасность, которые становятся решающими при автоматизации производств химической, нефтяной, пищевой, целлюлоз- но-бумажной и других, где пневматические средства автоматизации и контроля незаменимы.

Пневматические приборы предназначены для измерения технологических параметров, предварительно преобразованных в пневматический сигнал величиной 20-100 кПа

Внастоящее время промышленностью выпускается серия пневматических приборов системы СТАРТ, выполненных на базе унифицированных элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА).

Всистему СТАРТ входят: показывающие приборы ПВ1.3, ПВ2 (с сигнальным устройством), ПВ2.3 (с задатчиком), ПВ3.2 (трехшкальный); самопишущие и показывающие с электрическим (пневматическим) приводом диаграммы ПВ4.2Э (ПВ4.2П) (одношкальные), ПВ4.3Э (ПВ4.3П) (две показывающие системы), ПВ10.1Э (ПВ10.1П) (три показывающих и одна записывающая системы, с узлом переключателя и задатчиком), ПВ10.2Э (ПВ10 < Д1) (две записывающие и четыре показывающие системы, с узлом переключателя и задатчиком); интегрирующие ПВ.4П и ПИК-1.

Основная допустимая погрешность вторичных пневматических приборов ±1 %.

59

Все пневматические преобразователи, датчики и приборы содержат преобразователь типа «сопло-заслонка» (рис. 8.1). Воздух, очищенный от пыли, масла и влаги, под постоянным давлением Р поступает через дроссель постоянного сопротивления 1 в проточную камеру. Из последней сжатый воздух через сопло 2, прикрываемое заслонкой 3, вытекает в атмосферу. При этом сопло с заслонкой образуют управляемый дроссель (переменное регулируемое сопротивление)

Положение заслонки 3, перемещающейся под воздействием измеряемого параметра X относительно сопла 2, определяет проходное сечение и величину Р в проточной камере. Эта камера соединяется с линией связи или с основным элементом.

P1

X

h

P2

Рис. 8.1. Преобразователь типа «сопло-заслонка»

2. Принцип работы пневматического вторичного прибора

На рис. 2 приведена схема измерительного устройства приборов ПВ. Действие его основано на компенсационном принципе, при котором усилие на приемном элементе, возникающее под действием входного давления, уравновешивается усилием от давления воздуха источника питания. [2, 5].

60

1 Pпит

13

14 2

Рис. 8.2. Измерительное устройство вторичного измерительного прибора ПВ

Входной сигнал Р поступает в приемный сильфон 3, воздух питания через , дроссель 1 подается в силовой элемент 10 и к соплу 5. При изменении входного давления сильфон перемещает рычаг 4, вызывая изменение зазора между соплом и заслонкой 6, расположенной на конце рычага 4.

При увеличении входного давления заслонка прикрывает сопло,

идавление в линии силового элемента также увеличивается. Это вызывает перемещение верхнего конца рычага 8 и связанной с ним нити 14, огибающей ролики 11 и 13. Нить перемещает указатель и перо 12

ирастягивает пружину обратной связи 7, несколько вращая заслонку, чем обеспечивается пропорциональность показаний прибора величине входного сигнала. Крепление рычагов 4 и 8 осуществляется с помощью пластинчатых пружин 2 и 9.

61

8.3. Режимы работы пневматического прибора со станцией управления

Станция управления встраивается во вторичные приборы, осуществляющие непрерывную запись регулируемого параметра, а также дает показания от ручного или программного задатчика (рис. 8.3).

II

Рис. 8.3. Принципиальная схема станции управления

62