5.5 Методичні рекомендації щодо виконання роботи.

1. Для того, щоб побудувати годограф Михайлова в ПП „Mathcad”, потрібно:

- Присвоїти дійсному та уявному коефіцієнтам вирази використовуючи відповідний знак в опції „Калькулятор” – „:=”.

- Побудувати графік, використовуючи опцію „Графики”, де по горизонтальній осі відкласти , а по вертикальній – . Два рази клацнувши на графіку, через підопцію „Crossed” або „Пересечение” встановити осі.

- Присвоївши частоті певні значення в проміжку від 0 до ∞.

2. Для запису характеристичного рівняння по передавальній функції розімкнутого контуру потрібно до чисельника цієї функції додати її знаменник і цю суму прирівняти до 0.

5.6 Аналіз результатів роботи, висновки.

Зробити аналіз результатів роботи, отриманих після виконання необхідних обчислень та побудов. Проаналізувавши, зробити відповідні висновки в кожному завданні, де проводились обчислення.

5.7 Контрольні запитання.

1. Сформулюйте критерій Михайлова.

2. В якій точці починається годограф Михайлова?

3. Коли система за критерієм Михайлова нестійка?

4. Коли зручно використовувати критерій Михайлова?

Лабораторна робота №6

Тема: дослідження основних характеристик електричних давачів.

Мета, завдання і тривалість роботи:

– набути навиків з дослідження динамічних властивостей потенціометричних давачів;

– дослідити основні характеристики електричних давачів;

– тривалість роботи – 2 години.

6.1 Основні теоретичні положення.

Для неперервного контролю за протіканням технологічних процесів, режиму роботи різних машин і апаратів використовують перетворюючі елементи – давачі.

Пристрій, який використовується для формування сигналу похибки, називається давачем. Давач складається із задаючого, вимірювального і порівняльного елементів. Пристрій, який перетворює вимірювану технологічну величину в іншу, пропорційну їй, але більш зручну для використання в наступних елементах АСК, називають чутливим елементом.

В якості чутливих елементів використовують мембрани, сильфони, трубчаті пружини, тахометри, терморезистори, термопари, фотоелементи, сельсини, тахогенератори, тощо.

Роль давачів в автоматизації технологічних процесів величезна, так як вони дають інформацію про протікання процесу. В наші дні майже всі фізичні величини можна легко перетворити в електричний сигнал. Тому при створенні систем автоматики широке застосування отримали електричні давачі – пристрої, що перетворюють неелектричні величини в електричні.

Давачі мають таку класифікацію:

– за видом вхідної величини – давачі перетворення технологічної неелектричної величини в електричну (давач тиску, рівня, температури, лінійного переміщення, кута повороту, тощо); давачі перетворення одної електричної величини в іншу (давачі струму, напруги, фазосприймаючі схеми і підсилювачі);

– за видом перетворення – аналогові (потенціальні, струмові, частотні, фазові) і дискретні (амплітудно-імпульсні, часово-імпульсні, цифрово-імпульсні, тощо);

– параметричні, генераторні, компенсаційні і частотні.

Параметричні давачі – це давачі, в яких зміна вхідної неелектричної величини перетворюється в зміну якогось електричного параметра вихідного кола (активного опору, індуктивності, ємності). Вони потребують наявності додаткового проводу енергії. Генераторні давачі – це давачі, в яких вхідна величина перетворюється в ЕРС на виході (давачі термо-ЕРС, п’єзоелектричні, фотоелектричні, тахометричні, тощо). Вони не потребують додаткового підводу енергії. Компенсаційні давачі – це давачі, в яких вхідна величина (часто після попереднього перетворення) компенсується іншою величиною, що має ту ж фізичну природу. Для неперервної компенсації створюється від’ємний зворотній зв’язок. Частотні давачі – це давачі, в яких різні фізичні величини на вході (переміщення, швидкість, витрата) змінюють частоту змінного струму або частоту імпульсів.

Давачі можна також класифікувати за конструктивним виконанням, за величиною похибки та за іншими ознаками.

Основними характеристиками давачів систем електроавтоматики є: статична характеристика – залежність вихідної величини від вхідної в усталеному режимі; чутливість – відношення приросту вихідної до вхідної величин; поріг чутливості – мінімальна зміна вхідної величини, що викликає зміну вхідної; похибка; динамічні характеристики, що визначають поведінку давачів при різних змінах вхідної величини.

У динамічному відношенні давачі являють собою переважно пропорційні або аперіодичні ланки. Давачі з пружними елементами – коливні ланки. Давачі з неелектричним виходом, які мають довгі лінії зв’язку (наприклад манометричні термометри, газоаналізатори) – ланки з чистим запізненням.

До давачів, що застосовуються в системах електроавтоматики, ставлять такі вимоги: необхідний діапазон зміни вхідних і вихідних сигналів; лінійність статичних характеристик; висока чутливість; мала інерційність і похибка; достатня потужність вихідного сигналу; мінімальний вплив давачів на вимірюваний параметр; надійність роботи, малі габарити і маса.

Потенціометричні давачі (ПД) - відносяться до давачів опору. Вони перетворюють механічні переміщення або кут повороту в змінну величину електричного опору.

Потенціометричні давачі є дротяні, рідинні та поплавкові. Дротяні давачі виготовляються з прямолінійним, кільцевим або спіральним каркасом (рис.6.1). Кільцеві потенціометричні давачі – резистори, ввімкнені в коло постійного або змінного струму. Залежно від способу вмикання на них виконуються найпростіші математичні операції: сумування, віднімання, множення, ділення. В АСК кільцеві потенціометричні давачі використовуються як вимірні елементи кута розузгодження і як дільники напруги. В динамічному відношенні такі давачі є пропорційними ланками.

При роботі потенціометричних давачів в дистанційно-дискретній схемі вимірювання кутових переміщень (наприклад, в системі телеметрії), керуюча напруга пропорційна (в цьому випадку повзунок давача-приймача закріплений нерухомо ) і після підсилення подається в телеметричну лінію.

В слідкуючих системах керуюча напруга після підсилення діє на виконавчий елемент (наприклад на обмотку якоря виконавчого електродвигуна). Якщо вісь повзунка датчика повертається на деякий кут то з’явиться кут розузгодження , тобто керуюча напруга . При цьому вісь повзунка приймача, зв’язана з віссю двигуна, також буде повертатися до положення . Керуюча напруга дорівнює нулю і виконавчий двигун зупиниться.