Практическая работа №1.

Исследование структурной схемы автоматического контроля, управления и регулирования

I. Цель работы:

1. 
   Классификация электроизмерительных приборов.
   
2. 
   Условные обозначения в схемах управления.
   

II. Общие положения.

1. 
   Сущность и значение электрических измерений.
   
2. 
   Системы приборов.
   
3. 
   Расшифровка условных обозначений.
   
4. 
   Структурная схема автоматического контроля, управления и регулирования.
   

III. 1. Сущность и значение электрических измерений.

Часть I

1. Для измерения электрических величин и магнитных величин служат электроизмерительные приборы:

• 
  амперметры;
  
• 
  вольтметры;
  
• 
  гальванометры;
  
• 
  омметры;
  
• 
  ваттметры;
  
• 
  мосты постоянного тока;
  
• 
  осциллографы
  

и другие, а также их комбинации.

Процесс измерения состоит в сравнении измерений физической величины с ее значением, принятым за единицу.

Измерительные приборы обладают высокой точностью в работе, возможностью автоматизации процесса измерений и передачи показаний на большие расстояния, простотой ввода результатов измерений в электрические вычислительные устройства.

2. Системы приборов.

В зависимости от принципа действия наиболее употребительные системы приборов:

• 
  магнитоэлектрическая;
  
• 
  электромагнитная;
  
• 
  термоэлектрическая;
  
• 
  индукционная;
  
• 
  тепловая;
  
• 
  электронная (цифровая).
  

По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы делятся на:

• 
  вольтметры (для измерения напряжения и ЭДС);
  
• 
  амперметры (для измерения тока);
  
• 
  ваттметры (для измерения мощности);
  
• 
  частотомеры (для измерения частоты переменного тока);
  
• 
  фазометры (для измерения угла сдвига фаз);
  
• 
  омметры, мегаомметры (для измерения электрического сопротивления).
  

По роду электрического тока различают приборы:

• 
  постоянного тока;
  
• 
  переменного тока;
  
• 
  комбинированные.
  

По способу установки различают приборы:

• 
  щитовые (для монтажа на приборных щитах);
  
• 
  переносные.
  

На шкалу электроизмерительных приборов наносится ряд условных обозначений.

3. Расшифровка условных обозначений приведена в таблице 1.

Таблица 1

Обозначение	Расшифровка
1,5	Класс точности 1,5
—	Постоянный ток
~	Переменный (однофазный) ток
~	Постоянный и переменный токи
	Трехфазный ток
	Прибор магнитоэлектрической системы
	Прибор электромагнитной системы
	Прибор электродинамической системы
	Прибор индукционной системы
600 , ,	Прибор устанавливается горизонтально, вертикально, под углом 600
	Изоляция прибора испытана при напряжении 3 кВ

На схемах и лицевой панели прибора род измеряемой величины указывается с помощью условных обозначений, некоторые из которых приведены в таблице 2.

Наименование прибора	Условное обозначение
Амперметр	А
Вольтметр	В
Ваттметр	W
Варметр	var
Омметр	Ω
Гальванометр	Г
Счетчик ватт-часов	Wh

Условное обозначение в схемах электронных (цифровых) приборов - ООО .

Часть II

Условные обозначения измеряемых величин выполняются следующими заглавными буквами:

Т – температура;

Р – давление (разряжение);

F – расход;

О – плотность;

L – уровень;

М – влажность;

Q – качество.

Функции, выполняемые приборами автоматически, обозначаются следующими заглавными буквами латинского алфавита:

А – сигнализация;

С – регулирование (управление);

I – показания;

R – регистрация;

S – включение, отключение, переключение.

Пределы измеряемых величин обозначаются заглавными буквами латинского алфавита:

Н – верхний предел измеряемой величины;

L – нижний предел измеряемой величины.

Функциональные признаки приборов автоматического контроля, управления и регулирования обозначаются следующими заглавными буквами латинского алфавита:

Е – первичные преобразователи (термопары, термометры сопротивления, сужающие устройства, датчики индуктивности, расходомеры и т.д.);

Т – приборы с дистанционной передачей показания (например: манометрические термометры, бесшкальные приборы);

К – приборы со станциями управления (например: переключатель автомат – ручное);

Y – преобразователь сигналов и вычислительных устройств.

В схемах автоматического контроля, управления и регулирования используются сочетания приведенных выше обозначений, например:

ТЕ – термопара;

РТ – бесшкальный манометр с дистанционной передачей показания.

4. Структурная схема автоматического контроля, управления и регулирования.

Для измерения неэлектрических величин (тепловых, механических, магнитных, световых и других) в настоящее время применяются методы и средства измерения электрических величин. Для измерения любой неэлектрической величины методами и средствами измерений электрических величин необходимо иметь:

• 
  преобразователь, преобразующий электрическую величину в другую электрическую величину с необходимыми параметрами;
  
• 
  вторичный преобразователь, преобразующий электрическую величину в другую электрическую величину с необходимыми параметрами;
  
• 
  электроизмерительный прибор, воспринимающий электрическую величину вторичного преобразователя, причем электроизмерительный прибор градуируется в единицах измерения измеряемой величины.
  

В качестве первичных преобразователей (датчиков) используются: парометрические и генераторные датчики.

Парометрические датчики преобразуют неэлектрические величины в электрические параметры R, L, C.

Генераторные датчики преобразуют неэлектрические величины в ЭДС (термопары).

Упрощенная схема автоматического контроля, управления и регулирования температуры приведена на рисунке.

сеть





нагреватель

Т_зад

ЭП

Y(t)

TY

y(t)

TE

T_пер

TIC

ТЕ – датчик температуры (термопара) первичный преобразователь;

TIC – устройство управления и регулирования температуры;

TY – вторичный преобразователь;

ЭП – электроизмерительный прибор (регулятор); электроизмерительный прибор задает значение температуры нагревания.

Термопары при нагреве формируют ЭДС, пропорционально температуре.

ЭДС – поступает на вторичный преобразователь, где формируется соответствующий электрический сигнал. Этот сигнал поступает на измерительный прибор для регистрации и сравнения с сигналом заданной температуры. При совпадении сигналов размыкается реле (находящееся в приборе) и тем самым прекращается нагрев нагревателя. При понижении температуры нагревателя ниже заданной реле прибора ЭП замыкается и тем самым процесс нагрева повторяется.

Теоретические материалы по данной работе:

И.А. Данилов, П.М. Иванов «Общая электротехника с основами электроники». Издательство 2Высшая школа», 2000 г. (стр. 318)

Одобрена

Предметной (цикловой) комиссией

электротехнических дисциплин.

Протокол № 7 от 15 марта 2006г.

Председатель В.К.Бекман