На головну

В результаті отримуємо рішення

  1. II. Інтерактивна діяльність (рішення кейса).
  2. V. Спосіб поелементного ціноутворення в порівнянні з рішенням Хотеллінга - Лернера
  3. VI. Ціноутворення по середнім витратам в порівнянні з рішенням Хотеллінга - Лернера
  4. Автоматичне вирішення проблеми перевантаження ресурсів
  5. Аналіз таблиці дозволяє зробити висновок, що пропоноване рішення економічно більш ефективно, ніж прототип.
  6. На початку уроку поясніть дітям, що коробка, оформлена у вигляді подарунка, порожня. Просто сьогодні вона буде для нас символом всіх тих подарунків, які ми отримуємо щодня.
  7. В результаті заняття

хвих = хчаст+ хзаг= k1(t)+ Ce-t / T . (10)

З початкових умов обчислюємо постійну інтегрування С = -k1 (t). Підставляючи вираз для С в рішення (10), отримаємо вираз для перехідної характеристики

хвих = h(t) = k1(t) (1-e-t / T). (11)

Графік перехідної характеристики представлений на рис. 5. У загальному випадку перехідна характеристика залежить від властивостей досліджуваного елемента і може мати відповідний вигляд, однак для ТЕП вона може бути графічно представлена ??у вигляді рис. 5.

 а)  б)

Мал. 5. Графік перехідної характеристики ТЕП при: а - нагріванні; б - охолодженні

При стрибкоподібному вхідній дії (рис. 5) вихідна величина хвих не миттєво досягає свого максимального значення, а змінюється по експоненті відповідно до вираження (11).

Отримавши експериментальним шляхом криву розгону для будь-якого ТЕП, можна знайти постійну часу Т, Провівши дотичну до неї в початковій точці, а, взявши відношення D хвих к D хвх, Можна визначити і k. У нашому випадку k <1, хоча для деяких елементів систем автоматики, що мають аналогічні характеристики, k можуть бути різними.

Теоретично час, протягом якого хвих для ТЕП досягає нового сталого значення, дорівнює нескінченності. Практично ж вважають, що перехідний процес закінчується за час, приблизно рівне 3Т. При цьому відхилення хвих досягає 95% свого максимального значення, т. е. хвих »0,95 k.хвх. Відповідно до цього при виробництві вимірювань за допомогою ТЕП слід пам'ятати, що час досягнення вихідним параметром усталеного стану з точністю до 5% дорівнює 3Т, А з точністю до 1% - 4,6Т. Звідси випливає, що при виборі ТЕП необхідно крім інших характеристик звернути увагу на їх інерційність (вона дорівнює Т), Яка зазначається в довідковій літературі і досягає 210 з [1, c. 48].

Залежно від поставленого завдання можна по-різному розпорядитися сигналом від ТЕП, що несе вимірювальну інформацію. Якщо немає необхідності безпосередньо спостерігати зміну температури, то сигнал від ТЕП може бути поданий на контактне (або безконтактне) реле в датчиках-реле температури, що не мають шкал. Однак в більшості випадків для візуалізації невидимого оком вихідного сигналу ТЕП застосовувалися і застосовуються вторинні вимірювальні прилади, як стрілочні (аналогові), так і цифрові, до яких можна віднести і ЕОМ.

Найбільшого поширення на виробництві отримали аналогові мілівольтметри і потенціометри. Не в останню чергу на це вплинуло і те, що сигнал від ТЕП є аналоговим і природним, хоча останнім часом стали з'являтися ТЕП з уніфікованими вихідними сигналами, наприклад ТХАУ Метран-271і ТХАУ Метран-271-Ех [3, c. 34].

4.2. мілівольтметри

Мілівольтметри є прилади магнітоелектричної системи. Принцип їх дії показаний на рис. 6. Подається на вхід приладу напруга постійного струму від первинного вимірювального перетворювача (в нашому випадку ТЕДС від ТЕП) викликає протікання струму I під обертається в магнітному полі постійних магнітів 1 рамці 2, яка в залежності від величини I повертається на певний кут a. Пов'язана з нею стрілка 3 дозволяє фіксувати це на шкалі 4, яка є рівномірною, т. К.

j = з ? I або j = з ? Е, (12)

де с - Конструктивна стала приладу.

Мал. 6. Конструктивна схема мілівольтметра: 1 - постійні магніти; 2 - рамка; 3 - стрілка; 4 - шкала

Зазвичай шкали промислових мілівольтметрів проградуіровани в градусах Цельсія і призначені для роботи зі строго визначеними НСХ ТЕП, тип яких вказано на шкалі приладу, наприклад Хк (L). Мілівольтметри прямого перетворення не мають пристроїв для запису, проте можуть забезпечувати пристроями для регулювання не тільки позиційного, але і більш складного типу (П, ПІ, ПІД), а також блоками аварійної сигналізації і пристроями температурної компенсації.

Самописні прилади відрізняються від показують наявністю пристрою для запису: ними забезпечуються автоматичні прилади слідкуючого врівноваження, до яких відносяться і так звані автоматичні потенціометри.

4.3. Мілівольтметри (потенціометри) автоматичні

Функціональна схема одноточечного показує потенциометра зображена на рис. 7. Вимірювання проводиться компенсаційним методом.

Вимірюється ТЕДС ТЕП 1 порівнюється з напругою в діагоналі АВ мостової схеми R1-R4. У діагональ СD включений джерело стабілізованого живлення постійним струмом 3.

При роботі потенциометра різниця ТЕДС і напруги, що знімається з діагоналі АВ мостової схеми, подається на вхід електронного підсилювача 4. Якщо вимірювана ТЕДС дорівнює цій напрузі, то до підсилювача підводиться нульовий сигнал і при цьому вся система знаходиться в рівновазі.

Мал. 7. Функціональна схема показує автоматичного потенціометра

При зміні ТЕДС рівновагу системи порушується і на вхід підсилювача подається напруга розбалансу. Останнє перетворюється, підсилюється і приводить в дію реверсивний електродвигун 5, який переміщує повзунок реохорда 2 до моменту, коли різниця між вимірюваної ТЕДС і напругою на діагоналі АВ дорівнюватиме нулю. З двигуном також пов'язана вказівний стрілка 6, яка переміщається щодо шкали.

Таким чином, схема на рис. 7 являє собою електромеханічну стежить систему, автоматично врівноважує вимірювану ТЕДС. Саме тому потенціометр і називається автоматичним.

Самописні прилади відрізняються від показують наявністю записуючого пристрою, який на схемі не вказано. Діаграма дозволяє не тільки документувати перебіг технологічного процесу, а й дослідити його динаміку. Типовими представниками автоматичних самописних потенціометрів є прилади типів КП, КМ і КС.

Слід зазначити, що застосування мікросхем дозволяє створювати більш раціональні конструкції приладів слідкуючого врівноваження, наприклад такі, як РП 160 і ДИСК-250. Будь-який з вищезазначених приладів може мати ряд додаткових пристроїв.

Крім аналогових вимірювальних приладів все ширше використовуються і цифрові записуючі, і мають пам'ять, як наприклад реєстратори типу LOGOSCREEN, що встановлюються на щиті.

5. ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Технічні засоби і прилади для виконання роботи розміщені на типовому вертикальному металевому щиті і бічній панелі відповідно до рис. 8.

Об'єктами досліджень є два різної конструкції і розмірів термоелектричних перетворювача 5 і 7, але мають однакові НСХ, типу Хк (L). Обидва ТЕП можуть по черзі, завдяки перемикачу 3, приєднуватися до одного з вимірювальних приладів: мультиметру 9 або ж записуючого автоматичному потенціометра 6.

 Мал. 8. Зовнішній вигляд стенду і розташування на ньому технічних засобів вимірювання: 1 - вимикач мережевої; 2 - перемикач ТЕП; 3 - перемикач вимірювальних приладів; 4 - вимикач нагрівача; 5 - ТЕП малий; 6 - автоматичний записує потенціометр КСП1; 7 - напрямна; 8 - проводка силова; 9 - мультиметр; 10 - траверса; 11 - гвинт кріпильний; 12 - нагрівач опору; вибір об'єкта дослідження проводиться перемикачем 2
 Імітація ступеневої впливу на ТЕП здійснюється за допомогою нагрівача опору 12, виконаного у вигляді склянки і надівається в попередньо розігрітій стані на кінець (робочий спай) одного з ТЕП.

Для фіксації нагрівача на кінці потрібного ТЕП використовується механічний пристрій, що складається з направляючої 7 з шарнірно-повертається на ній траверсой 10 і фіксується гвинтом 11. Включення (відключення) харчування (220 В) стенду проводиться мережевим вимикачем 1 з підсвічуванням, а підключення нагрівача (36 В) - вимикачем 4. Всі положення перемикачів мають відповідні написи.

6. Методика проведення РОБОТИ

Уважно вивчити справжні методичні вказівки і з їх допомогою ознайомитися з пристроєм навчального стенду, розміщенням обладнання та приладів.

Для отримання експериментальні даних, необхідних для побудови перехідної характеристики ТЕП, необхідно запастися годинами, бажано електронними з показаннями в секундах, т. К. Крива розгону малоінерційного ТЕП (поз. 5 на рис. 8) в початковій стадії наростає досить швидко, а також підготувати заздалегідь таблицю відповідно до поданої нижче формою.

 ТЕП-1  нагрівання  показаніяпрібора, мВ                
 час, *                
 температура, ° С                
 охолодження  показаніяпрібора, мВ                
 час, *                
 температура, ° С                
 ТЕП-2  нагрівання  показаніяпрібора, мВ                
 час, *                
 температура, ° С                
 охолодження  показаніяпрібора, мВ                
 час, *                
 температура, ° С                

* Час вказується з точністю до секунди.

Оскільки теплові процеси є дуже інерційними, для виконання можуть бути запропоновані варіанти експериментів з ТЕП.

Встановити вимикач 1 в положення «I»(Див. Рис. 8). При цьому повинна загорітися підсвічування. Відзначивши час, подати живлення на нагрівач 12, встановивши вимикач 4 в положення "On", і простежити, щоб нагрівач не перебувала ні під одним з ТЕП.

Після закінчення 15 хв прогрівання нагрівача завершується і можна починати експеримент. Рекомендується починати з ТЕП 1 (поз. 13) (положення перемикача 2 - ТЕП 1) як найбільш інерційного і дає можливість досить просто отримати навички зняття експериментальних даних.

Віджавши гвинт 11, розгорнути і підтягнути по направляючої 7 нагрівач 12, розмістивши його під торцем ТЕП 1 (до упору в днище нагрівача), після цього гвинт закрутити. Ця операція викликає поетапне зростання навантаження (стрибок температури) на ТЕП, що і є умовою зняття його перехідної характеристики. Момент часу і температуру за шкалою мілівольтметра 9 зафіксувати, занісши в таблицю. Після того як ТЕП починає нагріватися, почала зростати і ТЕДС, яка відображається на шкалі у вигляді відповідних значень в мілівольтах.

Припинення помітного зростання температури (показань мультиметра) є сигналом для закінчення даного експерименту. Нагрівач знімається з ТЕП і відводиться в сторону. Таким чином формується різке зниження навантаження (своєрідний стрибок) на ТЕП. На розігрітий ТЕП в цьому випадку впливає вже довкілля з відповідною температурою.

Відзначається початок цієї операції і відстежується реакція ТЕП на такий вплив. Відлік, так само як і їх закінчення, ведуться по вищевикладеної методикою.

Аналогічні дії провести і з іншим ТЕП, для чого попередньо встановити перемикач 2 в положення «ТЕП 2», а розігрітий нагрівач надіти до упору на робочу частину малого ТЕП (поз. 5). В цьому випадку можна отримати дані для побудови перехідної характеристики ТЕП, що володіє значно меншою інерційністю. Знімаючи дані при охолодженні останнього ТЕП (нагрівач відведено в сторону), слід вимкнути живлення нагрівача (положення вимикача 4 «викл»), а при закінченні вимірів і харчування стенду (положення вимикача 1 - «0» з відсутністю його підсвічування).

Переклад отриманих даних в мілівольтах в градусах Цельсія здійснюється за градуювальною таблиці, наведеної в кінці цих методичних вказівок.

Приступити до складання звіту і підготовки до відповідей на контрольні питання. Побудова перехідних характеристик ТЕП як при нагріванні, так і при охолодженні виробляти в одному квадраті, поєднавши осі в одній точці.

Градуювальна таблиця термоелектричних перетворювачів

(Термопар) типів Хк (L)

 Температура робочого спаяний, ° С                    
 Градуювання, мВ
     0,07  0,13  0,20  0,26  0,33  0,39  0,46  0,52  0,59
   0,65  0,72  0,78  0,85  0,91  0,98  1,05  1,11  1,18  1,24
   1,31  1,38  1,44  1,51  1,57  1,64  1,70  1,77  1,84  1,91
   1,98  2,05  2,12  2,18  2,25  2,32  2,38  2,45  2,52  2,59
   2,66  2,73  2,80  2,87  2,94  3,00  3,07  3,14  3,21  3,28
   3,35  3,42  3,49  3,56  3,63  3,70  3,77  3,84  3,91  3,98
   4,05  4,12  4,19  4,26  4,33  4,41  4,48  4,55  4,62  4,69
   4,76  4,83  4,90  4,98  5,05  5,12  5.20  5,27  5,34  5,41
   5,48  5,56  5,63  5,70  5,78  5,85  5,92  5,99  6,07  6,14
   6,21  6,29  6,36  6,43  6,51  6,58  6,65  6,73  6,80  6,87
   6,95  7,03  7,10  7,17  7,25  7,32  7,40  7,47  7,54  7,62
   7,69  7,77  7.84  7,91  7,99  8,06  8,13  8,21  8,28  8,35
   8,43  8,50  8,58  8,65  8,73  8,80  8,88  8,95  9,03  9,10
 9,18  9,25  9,33  9,40  9,48  9,55  9,63  9,70  9,78  9,85
   9,93  10,00  10,08  10,16  10,23    10,38  10,46  10,54  10,61
   10,69  10,77  10,85  10,92  11,00  11,08  11,15  11,23  11,31  11,38
   11,46  11,54  11,62  11,69  11,77  11,85  11,93  12,00  12,08  12,16
   12,24  12,32  12,40  12,48  12,55  12,63  12,71  12,79  12,87  12,95
   13,03  13,11  13,19  13,27  13,36  13,44  13,52  13,60  13,68  13,76
   13,84  13,92  14,00  14,08  14,16  14,25  14,33  14,41  14,49  14,57
   14,65  14,73  14,81  14,89  14,98  15,06  15,14  15,22  15,30;  15,38
   15,47  15,55  15,63  15,71  15,79  15,88  15,96  16,04  16,12  16,20
   16,29  16,37  16,45  16,53 '  16,61  16,70  16,78  16.86  16,94  17,02
   17,11  I7,19  17,27  17,36  17,44  17,52  17,61  17,69  17,77  17,86
   17,94  18,02  18,10  18,18  18,27  18,35  18,43  18,51  18,60  18,68
   18,76  18,84  18,92  19,01  19,09  19,17  19,26  19,34  19,42  19,51
   19,59  19,67  13,75  19,84  19,92  20,00  20,09  20,17  20,25  20,34
   20,42  20,60  20,58  20,66  20,74  20,83  20,91  20,99  21,07  21,15
   21,24  21,32  21,40  21,49  21,57  21,65  21,73  21,82  21,90  21,98
   22,07  22,15  22,23  22,32  22,40  22,48  22,57  22,65  22,73  22,81
   22,90  22,98  23,07  23,15  23,23  23,32  23,40  24,39  23,57  23,66
   23,74  23,83  23,91  24,00  24,08  24,17  24,25  24,34  24,42  24,51
   24,59  24,68  24,76  24,85  24,93  25,02  25,10  25,19  25,27  25,36
   25,44  25,53  25,61  25,70  25,78  25,86  25,95  26,03  26,12  26,21
   26,30  26,38  26,47  26,55  26,64  26,73  26,81  26,90  26,98  27,07
   27,15  27,24  27,32  27,41  27,49  27,58  27,66  27,75  27,83  27,92
   28,01  28,10  28,19  28,27  28,36  28,45  28,54  28,62  28,71  28,80
   28,88  28,97  29,06  29,14  29,23  29,32  29,40  29,49  29,58  29,66
   29,75  29,83  29,92  30,00  30,09  30,17  30,26  30,34  30,43  30,52
   30,61  30,70  30,79  30,87  30,96  31,05  31,13  31,22  31,30  31,39
   31,48                  

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Чому термоелектричний перетворювач називається так, а не інакше?

2. За яких умов ТЕП (термопара) може бути використана для вимірювання температури, а не є просто мотком проводів?

3. Чим відрізняється робочий спай від вільних спаев?

4. Що таке номінальні статичні характеристики ТЕП і як їх отримують?

5. Перехідні характеристики ТЕП: що це таке?

6. Проиллюстрируйте характер підйому стовпчика ртуті (температури) в скляному термометрі.

7. Який принцип роботи найпростішого мілівольтметра і чому в цій роботі на шкалі у нього вказані не мілівольтах, а градуси Цельсія?

8. Чи є графіки перехідних характеристик кожного ТЕП, знятих при нагріванні, дзеркальним відображенням аналогічних характеристик, знятих при охолодженні? Поясніть свою позицію.

9. Чи можна для проведення справжніх досліджень використовувати мілівольтметр, на шкалі якого вказані в якості одиниць мілівольт? Відповідь мотивувати.

10. Поясніть варіанти використання вимірювальної інформації, що надходить від ТЕП.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Промислові прилади і засоби автоматизації: довідник / під ред. В. В. Черенкова. - Л.: Машинобудування; Ленингр. отд-ня, 1987. - 847 с.

2. Кузнецов, Н. Д. Збірник завдань і питань по теплотехнічних вимірів і приладів / Н. Д. Кузнецов, В. С. Чистяков. - М.: Вища школа, 1985. - 472 c.

3. Лапшенков, Р. І. Автоматизація виробничих процесів в хімічній промисловості. Технічні засоби і лабораторні роботи / Р. І. Лапшенков, Л. М. Полоцький. - М.: Хімія, 1988. - 466 с.





Протокол № 4 від 21.12.2009 | Вступ
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати