Министерство науки и образования Украини
Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра „Автоматики и электротехники”
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по теме:”Расчёт электронного автоматического моста”
по дисциплиние
Технические измерения и приборы
Выполнила
студ.737 гр. Литвиненко А.В.
Проверил
доц. Ткачёв В.С.
Днепропетровск — 2007г.
Содержание
Введение
Теоретические основы метода измерения
Описание прибора и принцип действия прибора
Расчётная часть
Габаритные размеры и крепёж
Литература
Введение
Цель проекта – получение навыков в расчёте электронного автоматического моста.
Автоматизация промышленного производства является одной из важнейших задач технического прогресса европейского общества. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений.
В настоящее время развиваются методы анализа нелинейных систем автоматического регулирования.
Проектирование систем автоматического регулирования можно вести двумя путями: методом анализа, когда при заранее выбранной структуре системы определяют её параметры; методом синтеза, когда по требованиям к системе сразу же выбирают наилучшую структуру и параметры. Оба эти способа получили широкое практическое применение. [1]
В большинстве случаев неэлектрические величины измеряются электрическими приборами или системами. Электронные автоматические мосты служат для измерения, записи и регулирования температуры. Чувствительным элементом моста является термометр сопротивления. [2]
Температура – один из основных параметров многих технологических процессов строительного производства и инженерных систем. Её можно измерять контактным и бесконтактным методами.
При измерении первым методом датчик температуры находится в измеряемой среде, а вторым – связь с чувствительным элементом датчика осуществляется через световое излучение. При контактном измерении температуры в качестве измерительных преобразователей применяются термопреобразователи сопротивления и термопары. Приборы, в которых датчиком является термопреобразователь сопротивления, называются термометрами сопротивления, а те, в которых датчиком является термопара, — термоэлектрическими термометрами.
Расчёт электронного автоматического моста — контактный метод измерения.
1. Теоретические основы метода измерения
При изменении температуры изменяется сопротивление Rt, чем нарушается равновесие моста. В диагонали АВ возникает небольшое напряжение, которое подаётся на вход электронного усилителя. Напряжение от усилителя поступает на реверсивный асинхронный двигатель М1, который начинает вращаться. С осью этого двигателя связан рычаг, перемещающий движок реохорда. Когда мост будет уравновешен, вращение двигателя прекратится и движок реохорда, связанный со стрелкой, остановится, показывая температуру в данный момент времени.
Измеряемая схема питается напряжением 1.5 В переменного тока от силового трансформатора. Сопротивление реохорда для всех приборов 130 Ом с обмотки манганиновым проводом и 270 Ом из сплава ПдВ-20. Эквивалентное сопротивление реохорда 90 Ом. Реверсивный электродвигатель типа ДСД2-П. Электронный усилитель используется двух типов: на полупроводниках УПД-2 и на электронных лампах УОУ-109М.
2. Описание прибора и принцип действия прибора
/>
Схема электронного автоматического моста.
Прибор состоит из измерительной схемы, входного трансформатора TV1, электронного усилителя, реверсивного электродвигателя М2, синхронного электродвигателя М1, силового трансформатора TV2, шкалы, которая указывает температуру стрелки и самопишущего пера.
При изменении температуры изменяется сопротивление температуры, которое вызывает нарушение равновесия мостовой измерительной схемы и в диагонали АВ появляется напряжение розбаланса, что после усиления на электронном усилителе приводит к вращению реверсивный двигатель. Последний перемещает двигатель реохорда и этим самым уравновешивает измерительную схему. Одновременно реверсивный двигатель перемещает стрелку по шкале прибора и перо для записи изменения температуры на диаграмме. Синхронный двигатель приводит в движение диаграмму. Электронный автоматический мост включается в сеть переменного тока напряжением 220В.
Назначение сопротивлений на измерительной схемы следующее:
Rp-cопротивление реохорда;
Rш-cопротивление шунта реохорда;
Rп-cопротивление конца шкалы прибора;
Rп1-сопротивление конца подстраивания конца шкалы;
Rн-сопротивление начала шкалы прибора;
Rн1-сопротивление подстраивания начала шкалы;
R1, R2-сопротивление плеча моста;
Rл-сопротивление припасовывания сопротивления соединенных проводов, которые идут от термометра сопротивления к электронному мосту по 2,5 Ом каждое;
Rз-сопротивление ограничения силы тока питания измерительной схемы;
Rt-Термометр сопротивления.
3. Расчётная часть
В основе расчёта измерительной схемы лежит условие равновесия моста — произведению сопротивлений крест-накрест лежащих плеч должны быть равны между собой.
Расчёт ведётся в такой последовательности.
Определяется сопротивление плеча моста R1 по формуле
/>
,
/>где Ом
/>
Ом
/>
Ом
/>
Ом
Для увеличения чувствительности схемы R2 берут равным R1, расчитывают приведеное сопротивление реохорда (Ом) по формуле:
/>
/>
Вычисляется сопротивление конца шкалы прибора (Ом) по формуле:
/>
/>
где Ом
/>
Ом
Определяют сопротивление шунта реохорда (Ом) по формуле:
/>
/>
где Ом
/>
Ом
Величину сопротивления начала шкалы прибора вычисляют по формуле:
/>
/>
Ом
Сопротивление ограничения силы тока питания (Ом)вычисляют по формуле:
/>
,
где I-сила тока питания (А), которая находится по формуле:
/>
/>
/>
Регулирующие резисторы сопротивления начала и конца шкалы прибора Rн1 и Rп1 принимают равными 10% от велечины сопротивлений Rн и Rп.
Rн1=13,2 Ом
Rп1=1,2 Ом
Минимальный разбаланс напряжения (мв) на выходе измерительной схемы определяют по формуле:
/>
/>где I=0,0056 A
/>=0,5%
— сопротивление измерительной схемы, которую находят из условия равновесия моста при сопротивлении термометра, равное начальной шкале прибора по формуле:
/>
Литература
Н.Н. Иващенко, Автоматическое регулирование, Издательство Машиностроение, 1978.
Танатар А.И., Мацепон П.Ф., Автоматизация строительного производства, Киев, издательство Будівельник, 1965.
Автоматика и автоматизация производственных процессов. Киев. Головное издательство издательского объединения, 1985.
Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Технічні виміри та прилади» для студентів спеціальності 6.092501 «Автоматизоване управління технологічними процесами та виробництвом»., укладачі Бодня В.С., Бровченко К.А. Дніпропетровськ. 2004.
Приборы автоматические следящего уравновешивания. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ТО-994. 1981