Пример лабораторной работы по электротехнике. Лабораторная работа «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 , , 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.
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.