Пример выполнения задачи 2

Вариант выполнения задачи 2 задается преподавателем.

Пример электрической принципиальной схемы разрабатываемой системы сигнализации с использованием в качестве чувствительного элемента термопары приведен в приложении 2, терморезистора– в приложении 3.

1) Пример расчета параметров схемы системы сигнализации для типа датчика «термопара» (T=10^oC - 60 ^oC).

Напряжение термопары при нижней уставке температуры (Т=10^oC) выбирается из таблицы (приложение 4):

U₁=0,507мВ=0,000507В.

Напряжение термопары при верхней уставке температуры (Т=60^oC) выбирается из таблицы (приложение 4):

U₂=3,115мВ=0,003115В.

Параметры операционного усилителя (ОУ) R₁ и R₂ рассчитываются исходя из формулы , выходное напряжение для верхней уставки температуры принимается равным U_вых.2=10В, U_вх=U₂=0,003115В, исходя из этого рассчитываются параметры резисторов R1, R2. Cопротивление R₁ принимается равным 1Ом, следовательно:

R₂=10/0,003115=3210Ом=3,21кОм.

Коэффициент усиления рассчитывается из соотношения:

К= R2/R1=3210/1=3210.

Если на вход поступает напряжение, соответствующее нижней уставке температуры U_вх=U₁=0,000507В, тогда U_вых.1=0,000507*3210=1,62В.

Параметры делителя напряжения (компаратора) при верхней и нижней уставках температуры R₃,R₄,R₅,R₆ рассчитываются по формуле:

U_{вых. верхн.}=10В;

U_{вых. нижн.}= 1,62В;

U_пит.вх.=15В;

Значения резисторов R₃…R₆ принимаются следующими. Для делителя напряжения на ОУ3 при верхней уставки температуры:

R₄=1кОм; R₃= R₄* U_пит.вх./ U_{вых. верхн.}; R₃=(1000*15/10)-1000=500Ом;

Для делителя напряжения реализованного на ОУ4 при нижней уставки температуры:

R₆=0,5кОм;R₅=(500*15/1,62)-500=4,13кОм.

R₃=500Ом, R₄=1кОм, R₆=0,5кОм, R₅=4,13кОм.

R₇ и R₈ принимаются равными 1кОм.

2) Пример расчета параметров схемы системы сигнализации для типа датчика «терморезистор» (T=10 ^оC - 50 ^oC):

Сопротивление терморезистора при нижней уставке температуры (Т=10^oC) выбирается из таблицы (приложение 4):

R₁₀=103,9Ω

Сопротивление терморезистора при верхней уставке температуры (Т=50^oC) выбирается из таблицы (приложение 4):

R₅₀=119,4Ω

Токи протекающие через терморезистор при верхней или нижней уставках температур рассчитываются по формуле:

;

Ток протекающий через терморезистор при достижении нижней уставки температуры:

;

Ток протекающий через терморезистор при достижении верхней уставки температуры:

;

В качестве напряжения подаваемого на терморезистор принимаем стандартное напряжение питания U=5В.

Напряжение на выходе ОУ рассчитывается по формуле Uвых =

Принимаем значение выходного напряжения при нижней уставке температуры U₁₀ вых = 13 В.

Рассчитывается сопротивление ОУ: .

Выходное напряжение при верхней уставке температуры будет равно:

Параметры делителя напряжения при верхней и нижней уставках температуры (R₃,R₄,R₅,R₆) рассчитываются так же, как и для схемы с термопарой.

ЗАДАЧА 3

Вариант задания выбирается в соответствии с последней цифрой шифра зачетной книжки.

Дать описание принципа работы следующих элементов автоматики:

Исполнительных элементов:

0. Электрический двигатель постоянного тока. Статические характеристики исполнительного двигателя с независимым возбуждением.

1. Электрический двигатель постоянного тока. Динамические характеристики исполнительного двигателя с независимым возбуждением.

Дать описание принципа работы следующих датчиков:

2. Тензорезисторного датчика крутящего момента.

3. Фотоэлектрического датчика крутящего момента.

4. Датчика крутящего момента с индукционными преобразователями.

5. Расходомера переменного перепада давления.

6. Расходомера постоянного перепада давления.

7. Объемные счетчики (расходомеры).

8. Датчика перемещения.

9. Датчика угла поворота.

Список литературы

1. Сигорский, В.П. Математический аппарат инженера / В.П. Сигорский. – К.: Техніка, 1975.

2. Хайкин, А.Б. Элементы судовой автоматики / А.Б. Хайкин, Н.Е. Жадобин. – Л.: Судостроение, 1982.

3. Элементы судовой автоматики / под ред. Р.А. Нелепина.– Л.: Судостроение, 1976. – 365 с.

4. Королев, Г.В. Электронные устройства автоматики / Г.В. Королёв. – М.: Высш. шк., 1991. – 256 с.

5. Датчики измерительных систем. Т.1, 2 / Ж. Аш [и др.]. М.: Мир, 1992. – 480 с, 419 с.

6. Виглеб, Г. Датчики / Г. Виглеб. – М.: Мир, 1989. – 196 с.

7. Ратхор, Т.С. Цифровые измерения. Методы и схемотехника / Т.С. Ратхор. – М.: Техносфера, 2004. – 370 с.

8. Волков, Н.И. Электромашинные устройства автоматики / Н.И. Волков, В.Д. Миловзоров. – М.: Высш.шк., 1986. – 335 с.

9. Шишмарев, В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления / В.Ю. Шишмарев. – М.: Академия, 2006. – 304 с.

Приложение 1

Монтажная схема на логических элементах «И», «ИЛИ», «НЕ»

Приложение 2

Схема термопары и компаратора

Схема дешифратора и сигнальных элементов

Приложение 3

Приложение 4

Температура в °C	Терморезистор Pt100, Ом	Термопара ТЖК, мВ
	100,00	0.050
	103,90	0.507
	107,79	1.019
	111,67	1.537
	115,54	2.059
	119,40	2.585
	123,24	3.116
	127,07	3.650
	130,89	4.187
	134,70	4.726
	138,50	5.269

Приложение 5

Образец титульного листа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ “ОДЕССКАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ”

Кафедра ЭО и АС

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине

ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ

Выполнил: студент группы

Иванов И.И.

Шифр:

Проверил:

Одесса – 2016

Приложение 6

Образец бланка задания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ “ОДЕССКАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ”

Кафедра ЭО и АС

ЗАДАНИЕ № __

к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине

ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ

Выполнил: курсант группы

_______________________

Проверил: ____________И.О.Ф

Дата выдачи задания «___»__________200__ г.

Срок сдачи работы «___»__________200__ г.

Задание принял к исполнению ___________________.(_________________)

Одесса – 2016