ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ"

Кафедра "Промышленный и городской транспорт"

Основы автоматики и автоматизация производственных процессов Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов Строительного факультета и факультета "Мосты и тоннели"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2004

Даны основные теоретические сведения о некоторых элементах автоматических систем, приведены рабочие задания, описание и методика выполнения лабораторных работ по исследованию этих элементов.

Предназначены для студентов Строительного факультета и факультета «Мосты и тоннели».

1. Фотоэлектрические датчики

Назначение работы: ознакомление с устройством, принципом действия и схемами включения различных фотоэлектрических датчиков, снятие их основных характеристик и определение параметров.

Рабочее задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, ее принципиальной схемой, с размещением и назначением фотоэлектрических датчиков, измерительных приборов и органов управления.

2. Снять статические (световые) характеристики исследуемых фотоэлектрических датчиков (по заданию преподавателя).

3. Определить величину интегральной чувствительности исследуемых фотодатчиков при определенном световом потоке Ф₀.

4. Снять вольтамперные характеристики исследуемых фотодатчиков.

5. Снять статическую характеристику фотореле.

6. Сравнить полученные характеристики и параметры и сделать соответствующие выводы.

Описание лабораторной установки

На лицевой панели установки находится упрощенная принципиальная схема, где показаны два источника питания. Один на 20В – для питания фотореле, выполненном на фотодиоде ФД-1. От этого же источника снимается регулируемое напряжение от 0 до 12В. Регулировка осуществляется ручкой, обозначенной «Р₂», а регулируемое напряжение U₂ измеряется вольтметром V₂ на 15В. Второй источник питания от 0 до 250В. Регулировка осуществляется ручкой «Р₁», а измеряется это напряжение U₁ вольтметром V₁ на 300В. Напряжением U₁ питаются три фотодатчика: СЦВ-3, ЦГ-3 и фоторезистор ФСК-Г1. Анодный ток первых двух – Iа измеряется микроамперметром I₁ на 100мкА (рис. 1.1).

Фотодатчики СЦВ-3 и ЦГ-3 подключаются к микроамперметру тумблером «В₇».

Включение на исследование фоторезистора ФСК-Г1 осуществляется тумблером «В₂», а ток через него измеряет миллиамперметр I₂ на 5мА.

Микроамперметр I₃ на 100мкА измеряет ток фотодиода ФД-1 в режиме фотогенератора и в режиме фотопреобразователя в зависимости от положения тумблера «В₃».

Переключатель «В₁» переключает нагрузочные резисторы фотодиода ФД-1 от режима холостого хода (крайнее левое положение) до Rн=300кОм (крайнее правое положение).

Рис. 1.1. Схема лабораторной установки

Под крышкой в пяти отсеках расположены фотодатчики, а под каждым отсеком расположены переключатели В₈, В₉, В₁₀ и В₁₁. Внутри отсеков над фотодатчиками расположены лампочки накаливания, питаемые регулируемым напряжением U₂=0-12В. Слева от крышки, закрывающей фотодатчики, расположен переключатель «П» на 5 положений. Он на схеме не показан, так как введен дополнительно для улучшения работы схемы при выборе исследуемого фотодатчика.

Позиции переключателя «П» соответствуют следующим фотодатчикам:

позиция «1» – СЦВ-3;

позиция «2» – ЦГ-3;

позиция «3» – ФСК-Г1;

позиция «4» – ФД-1.

Внизу стенда, слева, расположены тумблер включения сети, сигнальная лампа наличия напряжения на стенде и предохранитель.