Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Downloads / pdf_in_archive (4) / 1_0-rp-teh-izmer-i-sr-rio-05-05-08.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
544.03 Кб
Скачать

30

4.Блок контроля освоения дисциплины

4.1.Общие указания к выполнению контрольной работы

Всоответствии с учебным планом по дисциплине «Технические измерения и приборы» студенты специальности 210200 очно-заочной и заочной формы обучения выполняют контрольную работу. Контрольная работа состоит из двух заданий.

Написание работы – самостоятельный творческий процесс, способствующий усвоению пройденного материала.

Контрольная работа является важнейшей частью изучаемого курса, так как в процессе выполнения студент приобретает практические навыки составления и расчета систем автоматического измерения и контроля.

Пояснительная записка оформляется с использованием ПЭВМ на листах формата А4 14 шрифтом с межстрочным интервалом 1.5. Размеры полей: левого – 30 мм, правого – 15 мм, верхнего и нижнего

20 мм.

На титульном листе указывается наименование предмета, специальность, шифр, фамилия, имя и отчество студента.

Вработе должны быть приведены исходные данные для заданного варианта. Номера вариантов соответствуют последней цифре шифра студента, а вид регулируемых параметров – предпоследней цифре шифра.

Работа должна иметь сквозную нумерацию страниц и рисунков. При использовании в записке формул, справочных данных необходимо делать ссылки на литературные источники (название источника, номер таблицы или страницы). Следует избегать сокращения слов. В конце записки делается список использованной литературы и оглавление.

Содержание пояснительной записки излагается в ясной и сжатой форме, технически грамотным языком на одной стороне листа с тем, чтобы с другой стороны можно было внести дополнения или исправления после рецензирования.

Контрольная работа может быть зачтена, если она не содержит принципиальных ошибок, выполнена аккуратно и удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям.

31

4.2. Задание 1

Подробно рассмотреть и описать первичные измерительные преобразователи на заданном принципе действия и виде измеряемых величин по следующей схеме.

1.Физические явления, используемые данной группой измерительных преобразователей;

2.Разновидности и особенности конструкции;

3.Основные метрологические характеристики измерительных преобразователей;

4.Схемы включения преобразователей и расчетные соотношения для них;

5.Основные источники погрешностей и методы их компенсации. Тип преобразователя выбирается в соответствии с последней

цифрой шифра, область применения – в соответствии с предпоследней. В табл. 1 приведены исходные данные для вариантов.

Таблица 1

 

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид преобразова-

0, 5

1, 6

2

7

7

3, 8

3, 8

7

4, 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резистивные

Индуктивные

Трансформаторные

Емкостные

Магнитоупругие

Индукционные

Термопары

Пьезоэлектрические

Оптоэлектронные

 

теля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перемеще-

 

 

1, 6,

 

 

 

 

 

 

 

ния линейные

4, 9

1, 6

 

-

1, 5

-

-

4, 9

 

0

 

 

(>10-3 м)

 

 

 

 

 

 

 

 

цифра

Перемеще-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния линейные

3, 8

2, 7

4, 9

0, 4, 7

 

-

-

-

3, 8

(<10-3 м)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предпоследняя

Перемещения

2, 7

3, 8

3, 8,

2, 5, 8

 

2, 6

-

-

2, 7

угловые

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорости и

-

 

 

 

-

3, 7, 9

-

6, 9

1, 6

 

ускорения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Силы

6

4, 9

2, 7

 

1, 3

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моменты

1

5, 0

 

 

-

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура

0, 5

-

 

 

-

-

4, 8,

-

0, 5

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

4.3.Задание 2

4.3.1.Исходные данные второго задания

Расчет сходимости процесса поочередного уравновешивания мостовой схемы двумя регулирующими органами.

Для измерения прогиба резца используется индуктивный датчик с индуктивностью L и активным сопротивлением R1. Индуктивный датчик включен в мостовую схему переменного тока с предварительным автоматическим аналоговым поочередным уравновешиванием по двум параметрам. Структурная схема системы состоит из источника питания мостовой схемы переменным напряжением, усилителя напряжения разбаланса мостовой схемы, индикатора равновесия и двух двигателей, роторы которых через редукторы соединены с регулирующими потенциометрами Ri и Rj, мостовой схемы. При этом в плечо ас мостовой схемы включен индуктивный датчик (Z1=R1+iωL); в плечо ad потенциометр R2 (Z2 = R2); в плечо db потенциометр R3 с параллельно

 

 

R

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iωC

 

соединенным конденсатором С

Z3 =

3

 

 

 

 

; в плечо cb

 

 

1

 

 

 

 

R3

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iωC

 

потенциометр R4 (Z4 = R4). Диагонали: аb – питания, cd – измерительная.

В табл. 2 приведены исходные данные для десяти вариантов.

Таблица 2

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Индуктивность датчика

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

L, Гн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активное сопротивление

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

R1, Ом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол нечувствительности

3

5

7

9

11

13

12

10

8

6

ε, º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начальный разбаланс

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

мостовой схемы Uнач, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конечный разбаланс

0,001

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

мостовой схемы Uконечн, В

В табл. 3 указаны регулируемые параметры мостовой схемы.

 

 

 

 

Таблица 3

Предпоследняя

0, 1, 2

3, 4

5, 6, 7

8, 9

цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Регулируемые

R2, R3

R2, C

R4, R3

R4, C

параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

4.3.2.Методические указания

квыполнению контрольной работы Задание 2

Вконтрольной работе требуется найти величины сопротивлений R2, R3, R4, емкость С, рассчитать число циклов поочередного уравновешивания и нарисовать электрическую схему моста.

Максимальная чувствительность мостовой схемы достигается при

Z1 = Z2 = Z3 = Z4 .

Так как

Z1 = R1 +iωL,

а Z2 = R2 и Z4 = R4, то

Z

1

 

= R2

+ (ωL)2

= R = R .

 

 

 

1

 

2

4

Для определения величин R3 и C воспользуемся условием равновесного состояния мостовой схемы:

Z1Z3 = Z2 Z4 .

После подстановки комплексных значений сопротивлений и ряда преобразований получим условие равновесия мостовой схемы в комплексной форме:

LRC 3 i Rω3CR1 = R2 R3 R4 i Rω2 CR4 ,

где ω = 2 π f – круговая частота питающего мостовую схему напряжения

(f = 5 · 103 Гц).

Разделив вещественную мнимую части, получим два уравнения равновесного состояния мостовой схемы:

R1R3 = R2 R4 .

L C = R2 R4

Определяем R3 и С:

R =

R2 R4

,

C =

L

.

 

 

3

R1

 

 

R2 R4

 

 

 

34

Зная все параметры мостовой схемы, можно определить угол сходимости мостовой схемы по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

H

 

 

 

b

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R j

 

 

 

 

 

 

 

γc = arg

H

arg

H

или

γc = arctg

 

 

arctg

Ri

 

 

 

 

 

 

H

 

 

H

 

Rj

Ri

a

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

j

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

где: Н = Z1Z3 Z3Z4, или после подстановки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

R R

R

R

4

 

 

 

 

 

 

H = R3

 

 

 

R2 R4

 

i

3 1

 

2

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

C

ωC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rj и Ri – регулируемые параметры; a и b – численные значения вещественной и мнимой частей частной производной функции Н по первому и второму параметру соответственно.

Вобщем случае процесс поочередного уравновешивания состоит в построении на плоскости уравновешивания последовательности положений выходных потенциальных точек мостовой схемы после каждой регулировки и подсчета числа регулировок, необходимых для достижения минимального значения напряжения разбаланса мостовой схемы.

Вслучае линейных статических характеристик мостовой схемы число регулировок может быть определено из следующего выражения:

 

lg

Ucd нач

 

n =

Ucd конечн

 

 

,

lg

 

cosε

 

 

 

 

cos(γc ε)

 

 

где Ucd нач – величина начального разбаланса мостовой схемы; Ucd конеч – величина конечного разбаланса мостовой схемы; ε – угол нечувствительности индикатора равновесия.