Методические указания и задания для домашней контрольной работы для учащихся заочного отделения специальность: 2-360531 «Машины и оборудование лесного хозяйства и лесной промышленности» (стр. 3 из 8)
Системой дискретного действия называется такая система, в которой хотя бы в одном звене при непрерывном изменении входной величины выходная величина поменяется не прерывно, а имеет вид отдельных импульсов, появляющихся через некоторые промежутки времени.
Системой релейного действия называется такая система, которая хотя бы в одном звене при непрерывном изменении входной величины выходная величина изменяется скачком.
Автоматическая система состоит из отдельных элементов, выполняющих определённые функции. По своему значению элементы автоматики классифицируют на пять групп: воспринимающие, усилительные, исполнительные, запоминающие, логические.
По физическим принципам, лежащим в основе их действия, элементы различают на шесть классов: электромеханические, ферромагнитные, электротепловые, электронные и радиоактивные, механические, гидравлические и пневматические. По месту расположения элементов в автоматической системе их делят на три класса: первичные, промежуточные, конечные.
Воспринимающие элементы – это первичные элементы, реагирующие на изменение измеряемого параметра и определяющие порядок работы автоматической системы.
Исполнительные элементы располагаются в конце автоматической системы и служат для непосредственного воздействия на объект управления, исполняя команды вырабатываемые автоматической системой.
К промежуточным элементам относятся усилители, преобразователи и т.д. Они предназначены для преобразования сигналов, полученных от воспринимающих элементов, и передачи их исполнительным элементам.
В большинстве автоматических систем передаваемые сигналы усиливаются.
Основные характеристики элементов. Любой элемент автоматики можно представить в виде блок – схемы (рис 1.4).
Хвх Хвых
Рис. 1.4
где Хвх – входная величина (сигнал управления);
Хвых – выходная величина.
Величина и характер выходного сигнала определяются входной величиной, т.е. Хвых= f(Хвх). Эта зависимость является основной характеристикой элемента.
К важным характеристикам относятся также чувствительность, погрешность и инерционность элемента.
Порогом чувствительности называется наименьшее приращение входного параметра, способное вызвать изменение выходного параметра элемента.
Погрешности элемента характеризуются абсолютными величинами отклонения между полученными значениями переменной величины и её номинальном значении.
Инерционность характеризуются отставанием изменений выходной величины от изменений входной величины.
Изучив эти вопросы, учащийся может приступить к изучению конструкции и принципа действия датчиков, типы которых указаны в программы.
Литература
Л2, стр. 6 – 9.харитонов
Л1, стр. 6-12.петровский
Вопросы для самопроверки
1. В чём заключается отличие структурной схемы системы автоматического регулирования от схемы системы автоматического контроля?
2. Что такое обратная связь?
3. Какая система называется разомкнутой, замкнутой?
4. Роль датчиков в автоматической системе.
5. Что называется статической характеристикой элемента?
Тема 1.2 Датчики и преобразователи (6 часов)
Назначение чувствительных элементов и их структура. Классификация датчиков. Требования к датчикам в соответствии с государственной системой приборов (ГСП). Воспринимающие элементы перемещений (конечные и путевые выключатели, реостатные и потенциометрические датчики, индуктивные и емкостные датчики, гидравлические и пневматические датчики, датчики измерения уровня жидкости и сыпучих материалов).
Датчики углов поворота. Датчики усилий и деформаций. Датчики скорости вращения и ускорений. Фотодатчики. Датчики температуры. Достоинства и недостатки воспринимающих элементов.
Лабораторная работа №1
Исследование трансформаторного датчика соленоидного типа.
Методические указания
Изучение учебного материала этой темы тоже целесообразно начать с изучения общих положений, понятий, определений и классификаций.
В данной теме рассматриваются вопросы устройства и принципа действия наиболее применяемых в лесной промышленности элементов.
Чувствительные элементы определяют собой своего рода «органы чувств», при помощи которых автоматическая система получает информацию о состоянии автоматизируемого объекта, агрегата или процесса. В связи с этим чувствительные элементы являются одними из важнейших элементов автоматики и в том или ином виде входят в состав любого автоматического устройства любой автоматической системы.
Чувствительные элементы можно рассматривать в качестве устройств, осуществляющих преобразования подлежащей измерению некоторые величины в другую величину, которая представляет собой результат измерения. При автоматизации приходится измерять как электрические (ток, напряжение, частоту и т.п.), так и неэлектрические (перемещение, скорость, ускорение, усилие, давление, уровень, температуру и т.п.) величины. Следовательно, входной величиной чувствительного элемента может быть как электрическая, так и неэлектрическая величина. Выходная величина также может иметь и электрическую и неэлектрическую природу.
В общем случае чувствительные элементы автоматики предназначены для преобразования измеряемой величины в величину, удобную для использования в последующих звеньях системы. Наибольшее возможности в смысле усиления, преобразования передачи на расстояние выходного сигнала чувствительного элемента существуют тогда, когда он имеет электрическую природу. В тоже время большинство измерительных систем преобразуют измеряемою величину в угловое или линейное механическое перемещение (например, поплавковый уровнемер, мембранный измеритель давления, шторочный измеритель диаметров брёвен и т.п.).
Устройство, преобразующее измеряемую величину в механическое перемещение называют первичной чувствительным элементам. Для получения электрического сигнала, пропорционального измеряемой величине, первичный чувствительный элемент сопрягают с
датчиком (рис. 1.5).
__
Х Х У
Рис. 1.5 Структурная схема чувствительного элемента с электрическим выходом:
Х – входная измеряемая величина; Х – механическое перемещение;
У – выходная электрическая величина
Итак, датчиком называется устройство, преобразующее измеряемую величину в сигнал, удобный для дальнейшего преобразования и передачи на расстояние.
Литература
Л2, стр. 10-34 харитонов
Л1, стр. 12 -34 петровский
Вопросы для самопроверки
1.Что такое элемент автоматики?
2.Как классифицируются элементы автоматики?
3.Что такое датчик?
4.Как работает индуктивный датчик?
5.Каков принцип действия фоторезисторов?
6.Какова конструкция тензометрического датчика?
7.Достоинство и недостатки потенциометрического датчика?
Вопрос для самопроверки:
- Какие основные логические функции вы знаете?
- Начертите схемы логических элементов на контактных реле и запишите в терминах алгебры логики их структурные формулы.
- Какие основные законы используются в алгебре контактных схем?
- Пользуясь основными законами алгебры логики, преобразуйте следующие структурные формулы и начертите их контактные аналоги:
а) Fx = [(a + ca)b] · (b + ba)c = 0;
б) Fx = (a + a)b + ca + bd = d + b + ca;
в) Fx = (a + b)c + (c + cd)a + dc = c(a + d).
Тема 1.7 Основные схемы включения элементов.
Схемы непосредственного включения. Схемы включения с усилителем. Мостовые схемы и условия их работы. Схемы с логометром. Дифференциальные и компенсационные схемы.
Методические указания.
Материал этой темы особых пояснений не требует. При изучении темы основное внимание уделите особенностям и, следовательно, области применения различных схем включения элементов.
Схемы непосредственного включения датчиков являются наиболее простыми и используются в простых системах автоматического контроля и сигнализации. Воспринимаемый и преобразуемый датчиком сигнал непосредственно передаётся сигнальному или контрольному прибору.
Мостовые схемы широко используются для измерения и регулирования контролируемых величин. Применяются два основных вида мостовых схем:
- Равновесная или балансная мостовая схема, предусматривающая нулевой метод измерения ;
- Неравновесная или небалансная мостовая схема, предусматривающая измерения методам непосредственного отсчёта по измерительному прибору, включённому в диагональ моста.
Второй тип схем применяется наиболее часто для измерения неэлектрических величин электрическими методами, например для измерения температуры, влажности и т.п. Первый тип схем применяется в тех случаях, когда задачей является не измерение, а управление каким-либо процессом.
Дифференциальная схемы имеют более высокую чувствительность по току по сравнению с мостовыми схемами и поэтому они получили широкое распространение в сочетании с индуктивными дифференциальными датчиками для измерения малых линейный перемещений.
Литература
Л2 гл.3, стр. 35 – 39.
Л1 стр. 31 – 34.
Вопросы для самопроверки
- В каких случаях применяется схемах непосредственного включения элементов, например датчиков?
- Что такое «мостовая» схема включения и в чем ее особенность?
- Когда применяется дифференциальная схема включения?