close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Laboratornaya rabota N1 2

код для вставкиСкачать
 Лабораторная работа N1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ В РЕЛЕЙНОЙ СХЕМЕ
1.1. Цель работы.
1.1.1. Познакомиться с функциональными схемами систем авто-
математического дискретного управления.
1.1.2. Познакомиться с устройством и принципом действия
электрических реле.
1.1.3. Изучить алгебру логики.
1.2. Основные теоретические сведения.
В современных системах автоматического управления (САУ) наиболее часто находят применение устройства дискретного действия. В
таких устройствах переменные величины - сигналы на входах и выходах - используются в процессе управления только в их крайних значениях, т.е. эти сигналы дискретны во времени.
Устройства дискретного действия и состоящие из них системы
дискретного автоматического управления по сравнению с устройства-
ми и системами непрерывного управления более надежны, на четкость их работы меньше влияет разброс параметров отдельных элементов или колебания параметров источников питания. Как следствие при передаче сигналов управления в таких системах меньше сказываются помехи.
Основой построения систем управления являются аппараты и устройства электроавтоматики.
Несмотря на многообразие электрических схем управления, рабочими органами механизмов система дискретного управления может
быть представлена функциональной схемой рис. 1.1.
Рис. 1.1.
Такая схема состоит из четырех основных звеньев: командных органов, функциональной части, усилителей и исполнительных органов. Между отдельными звеньями, кроме основных связей, могут существовать также внутренние обратные связи.
Командные органы служат для введения в систему управления электрических команд (кнопки и переключатели управления, датчики).
Функциональная часть является наиболее сложной частью САУ и предназначается для преобразования сигналов командных органов и передачи их исполнительным органам в соответствии с заданной программой.
В дискретных системах большинство операций, выполняемых функциональной частью, можно свести к простейшим логическим операциям, соответствующим появлению сигналов "да" либо "нет". Поэтому подобные элементы, к которым могут быть отнесены реле (контактные и бесконтактные), получили название - логические элементы.
Усилители осуществляют повышение уровня напряжения, тока или
мощности сигналов, выдаваемых функциональной частью, ибо параметры этих сигналов часто недостаточны для приведения в действие исполнительных органов.
Исполнительные органы служат для управления потоком энергии,
подводящимся к рабочим механизмам, или ее преобразования (электродвигатели, электромагниты, электромагнитные муфты и др.).
Электрические реле являются наиболее распространенными элементами электроавтоматики, что обусловлено основным свойством реле - возможностью управлять достаточно мощными процессами в исполнительных электрических цепях с помощью незначительных управляющих электрических сигналов.
Электрическое реле (рис. 1.2.) в общем случае является промежуточным элементом, приводящим в действие одну или несколько управляемых электрических цепей при воздействии на него определенных электрических сигналов управляющей цепи. Поэтому реле нельзя характеризовать только его собственными параметрами в отрыве от характеристик управляющей и управляемой электрических цепей.
Управляющая цепь Управляемая цепь
Рис. 1.2.
Применение электрических реле позволяет использовать алгебру логики. В алгебре логики имеются три основные логические операции:
1) логическое умножение (И);
2) логическое сложение (ИЛИ);
3) логическое отрицание (НЕ).
Логическое умножение (И) выполняют двумя и более высказываниями. Эту операцию обозначают знаком Х. В результате логического умножения, получается новое сложное высказывание, которое принимает истинное значение тогда, когда его составляющие высказывания истинны, и ложно, если хотя бы одно составляющее высказывание ложно. Указанные свойства логического умножения сведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1.
Входные переменныеВыходавА0
1
0
10
0
1
10
0
0
1
В электрической схеме элемент, реализующий логическое умножение, по своему действию аналогичен цепи, состоящей из последовательно включенных контактов реле.
Логическое сложение (ИЛИ) - это сложное высказывание, которое истинно, если истинно хотя бы одно из составляющих его высказываний, и ложно, если все высказывания ложны. В табл. 1.2. приведены указанные свойства логического сложения.
Таблица 1.2.
Входные переменныеВыходавА0
1
0
10
0
1
10
1
1
1
Логическое сложение обозначается знаком + и читается так: а
или в.
Аналогией рассматриваемой логической операции служит электрическая цепь, содержащая несколько параллельных контактов реле.
Логическая связь "ИЛИ" разрешает приходить сигналу от любого источника на общий выход и исключает воздействие этих сигналов друг на друга. Выходной сигнал будет равен А и в том случае, если получен даже один входной сигнал а ИЛИ в.
Логическое отрицание (НЕ) - преобразует истинное высказывание в ложное, а ложное, в истинное. Выход всегда противоположен входу, т.е. переменная принимает противоположное значение. Эту операцию обычно обозначают чертой над буквой: А = а, что читается так: А не есть а.
В табл. 1.3. приведены логические свойства отрицания.
Таблица 1.3.
Входные переменныеВыходаА0
11
01.3. План работы.
1.3.1. Разработать и собрать схему (Рис. 1.3.), в которой при замыкании выключателя S2 реле К1, своим контактом включает или выключает объект управления (лампу или двигатель).
Рис. 1.3.
Рис. 1.4.
1.3.2. Разработать и исследовать схему (Рис. 1.4.), в которой электродвигатель должен включаться с помощью реле и оставаться во включенном состоянии после выключения реле. Использовать тумблер S2, реле К1, К2 и двигатель.
1.3.3. Описать принцип действия разработанных схем.
1.3.4. Представьте функциональную схему, выделив в ней цепь
управляющего тока и управляющий контур.
1.3.5. Составить логические уравнения, описывающие разработанные схемы.
Лабораторная работа N2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ
2.1. Цель работы.
2.1.1. Изучить принцип действия и характеристики датчиков
углов, датчиков температуры и фотодатчиков.
2.2. Основные теоретические сведения.
Для измерения линейных и угловых перемещений на постоянном и
переменном токе получили применение потенциометрические датчики.
Их основное достоинство - простота и отсутствие необходимости
последующего усиления, если они применяются для измерения. Основные недостатки - наличие скользящего контакта.
Входной сигнал (перемещение) задается с помощью контактной
щетки, которая может перемещаться по потенциометру. Выходной сигнал снимается с движка потенциометра и одной из общих точек потенциометра (рис. 3.1.).
Рис. 2.1.
При RН =  (цепь разомкнута):
U0
Ux = ----- X = К Х.
L
При RН  напряжение, снимаемое щеткой, уже не будет равно Ux. Полное сопротивление цепи равно R:
Rн Rх
R = Ro - Rx + -------- ; Rн + Rx X
Rx = Ro - ----- ;
L
I = Uo/R, а падение напряжения на нешунтируемой части по-
тенциометра равно:
U = I(Ro - Rx).
Uo Rx
Uвых = Uo - (Ro - Rx) = ----------------------- или
Rx Ro R2x
Ro + ------- - ------ Rн Rн
Ro X
подставив Rx = ------ получим:
L
Uo X
Uвых = ----------------------;
Ro X Ro X2
L + ------ - -------
Rн L Rн
Т.е. практически зависимость выходного сигнала потенциометра Uвых от входного сигнала "X" в общем случае нелинейная. Но при Rн = (10...100)Rо потенциометр можно считать линейным элементом и использовать зависимость:
Uo
Uвых = К *Х = ------ Х; L
Статическая характеристика потенциометрического датчика имеет вид (Рис. 3.2.).
Рис. 2.2.
В системах автоматики широкое применение находят полупроводниковые фотодатчики, использующие внутренний фотоэффект, для контроля количества деталей на конвейере, для контроля освещенности и т. д. Достоинствами Фотодатчиков являются их простота, малые габариты, высокая чувствительность, отсутствие механической связи с измеряемым процессом и малая инерционность. Основным недостатком является малая величина Фототока. Величина фототока фотоэлемента равна:
Sф
Iф = ------------- Ф;
Rн
(1 + -----)2
Rф
Где Rф - сопротивление фотоэлемента;
Sф = dIф/dФ - интегральная чувствительность фотоэлемента;
Для измерения температуры в автоматике применяются термометры сопротивления. Принцип действия этих термометров основан на свойстве проводников менять свое сопротивление R при изменении температуры. Зная сопротивление проводника при начальной температуре to.
Ro = Сеt t0
можно определить сопротивление этого проводника при произвольной температуре t
Rt = Сеt t
из соотношения:
Rt
----- = et(t - t0)
R0
Разлагая правую часть этого выражения в ряд, получим зависимость, используемую в термометрах сопротивления.
Rt = Ro (l + t(t - to)).
Величина t для диапазона температур 275 - 475К может быть принята для меди равной 0,00428 1/°К. В этом диапазоне работают медные и никелевые датчики термометров сопротивления.
Основные погрешности термометров сопротивления возникают вследствие непостоянства напряжения питания и температуры окружающей среды и тепловой инерционности термодатчика.
В настоящее время в качестве термодатчиков широко применяют полупроводниковые терморезисторы или термисторы - полупроводниковые резисторы нелинейной вольт-амперной характеристикой, основное свойство которых заключается в способности значительно изменять свое сопротивление при изменении температуры.
Различают термисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (сопротивление при нагревании увеличивается) и с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) (сопротивление при нагревании увеличивается).
Сопротивление термистора с отрицательны ТКС изменяется по экспоненциальному закону в соответствии с выражением:
Rt = A exp(B/T),
Где А - постоянная для данного сопротивления,
В - коэффициент температурной чувствительности,
Т - температура в градусах Кельвина.
Для резисторов с положительным ТКС:
Rt = A exp(at),
Где а - ТКС при температуре tC.
Чувствительность термодатчика
St = dR/dt = t Ro Ом/град.
2.3. План работы.
2.1.1. Снять и построить зависимость выходного напряжения ДУ (датчика угла) от угла поворота U = f(), (рис. 2.4).
2.1.2. Снять и построить зависимость Rф = f(Pист.ов.), (рис.2.5.).
где Риот.ов. = Uист.ов.*Iист.ов.
2.1.3. Снять и построить зависимость Rт = f(t), для двух значений мощности нагревательного элемента, (рис. 2.6).
2.1.4. Для исследуемого термистора (СТ1-17) R = 4к3 при Т = 293К, а = -(4,2 ... 7)%/ С, В = (3600 - 6000К) постройте зависимость Rt = f(tC).
2.1.5. Используя данные 2.1.4. постройте зависимость tC = f(t) для нагревательного элемента.
Рис. 2.4.
Рис. 2.5.
Рис. 2.6.
1
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
39
Размер файла
200 Кб
Теги
rabota, laboratornaya
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа