АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основні відомості про роботу каналу вимірювання температури

Читайте также:
  1. I.4. ОСНОВНІ МОДЕЛІ ЗВЕРТАННЯ В УКРАЇНСЬКІЙ МОВІ
  2. А. ОСНОВНІ ФОРМУЛИ, ЯКІ НЕОБХІДНО ВИКОРИСТАТИ
  3. Адаптація. Характеристика адаптацій. Основні концепції адаптаційних пристосувань
  4. Артеріальний тиск та його вимірювання
  5. Базові відомості
  6. Банки — основні учасники ринку капіталів
  7. БУДОВА М'ЯЗІВ. ОСНОВНІ ВИДИ СКЕЛЕТНИХ М'ЯЗІВ
  8. В) Екзистенціалізм та його основні напрями.
  9. Вивчення методів вимірювання температури. Перевірка термометрів
  10. ВИДИ, ВЛАСТИВОСТІ ТА ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ
  11. Види, типи і форми професійного спілкування. Основні закони спілкування.
  12. Виділяють чотири основні стадії конфлікту.

Канали вимірювання температури агрегату в АСКТП включають тер­моелектричні дат­чики (датчики опору) і вимірювальні перетворювачі (ВП) сигналу термоелектрорушійної сили (термоЕРС) (опору) в уніфіко­ва­ний сигнал постійного струму 0...5 мА або напругу постій­ного струму 0...10 В для введення в засоби обчислюваль­ної техніки, вторинні прилади.

ТермоЕРС, яку генерує вимірювальна термопара, залежить від різниці температур робо­чого і вільного кінців термопари, мВ:

Е = K (Tp - Tв), (8.1)

де K - чутливість термопари (величина близька до сталої у діапазоні вимірювання), мВ/0С; Tp, Tв - температура робочих і вільних кінців термопари, 0С.

Стандартні термопари, які мають найбільше поширення для вимірювання високих тем­ператур, означення їх градувань та інтервали вимірювання температур наведені в таблиці 8.1.

В інтервалі температур 200...1600 0С найбільш стабільним є платинородій-платиновий термоелектричний термометр, тому його використовують як зразковий і за ним здійснюють перевірку або градуювання інших термометрів.

Таблиця 8.1

Основні характеристики термоелектричних термометрів

    Градую- Межі вимірювання ри, 0С температу-
Термопара, означення вання Нижня Вер хня
      Довгостро-ково Коротко-строково
Платинородій-платина, ТПП ПП-1      
Платинородій-платинородій, ТПР ПР30/6      
Хромель-алюмель, ТХА ХА      
Хромель-копель, ТХК ХК      
Вольфрам-реній, ТВР ВР5/20      
Вольфрам-молібден ВМ      

 

Залежність електричного опору термометрів (ТО) від температури описується рівнян­ням:

Rt = R 0(1 + At + Bt 2), (8.2)

 

для мідних ТО

Rt = R 0(1 + at), (8.3)

 

де Rt, R 0 - електричний опір при температурах t 0С та 0 0С відповідно, Ом; А, В, a - коефіцієнти, що залежать від виду, чистоти матеріалу та технології виго­тов­лення дроту; t - вимірювальна температура, 0С.

Для створення вимірювальних систем із стандартних пристроїв серійні ТО виготов­ляють із стандартним градуюванням (Гр.), величина електричного опору і значення вимірю­вальних температур яких наведені в таблиці 8.2.

Вимірювальні перетворювачі призначені для роботи з дат­чи­ками термоелектричними типів ТХК, ТХА, ТПП, ТПР, ТВР. Загальний опір лінії зв¢язку з ВП, включаючи опір самого термоелектричного датчика, не повинен перевищувати 150 Ом. ВП випускаються з нелі­ній­ною залежністю від вхідного сигналу, але мають лінійну залеж­ність вихідного сигналу від температури, що вимірюється.

 

Таблиця 8.2

Технічні характеристики металевих термометрів опору

Тип Клас точності Межі темпера­тур, 0С Градую-вання Вимірюваль-ний опір при 0 0С, Ом
ТСП (платиновий) І, ІІ 0...650 - 200...0 - 200...0 Гр.20 Гр.21 Гр.22  
ТСМ (мідний) ІІ, ІІІ - 50...180 Гр.23 Гр.24  

 

Найбільш поширеними перетво­рювачами для роботи в умо­вах нормального клімату є перетворювачі Ш72, Ш705, Ш78. На рис. 8.1 наведена принци­пова схема вимірювального перетворювача Ш72.

В залежності від типу і номінальної статичної ха­рак­теристики перетворю­ван­ня, діапазону вимірювання, виду вихідного сигналу ВП Ш72 має 304 модифікації.

Вимірювальний міст А1 здійснює компенсацію тер­мо ЕРС вільних кінців тер­мо­пари за допомогою мід­ного резистора, що під­клю­чений послідовно до од­ного з плечей моста і вста­нов­ле­ний поблизу місця підклю­чен­ня вільних кінців термо­лектричного датчика.

Напруга з виходу вимі­рювального моста подається на А2, який виконаний за схемою модулятор-демодулятор (МДМ). Напруга, що знімається з модулятора, підсилюється підсилювачем змінного струму і випрямляється демодулятором, який зібраний за мостовою схемою.

З виходу А2 сигнал надходить на пристрій гальванічної розв¢язки А3. А3 складається з модулятора, розподільного трансформатора, демодуля­тора і генератора прямокутних ім­пуль­сів. Генератор прямокутних імпуль­сів керує ключами модулятора і демодулятора за допомогою трансформа­тора. Напруга з виходу демодулятора фільтрується фільтром і подається на функціональний пристрій.

А4 здійснює лініарізацію сигналу термопари. З виходу А4 сигнал надходить на вихід­ний підсилювач А5, який забезпечує уніфікований сигнал ВП 5 мА або 10 В. F здійснює обмеження напруги і струму у вхідному колі ВП до необхідного рівня.

Випускаються також вимірювальні перетворювачі для роботи з термометрами опору ТСП і ТСМ. Найбільш поширеними перетво­рювачами для роботи в умо­вах нормального клімату є перетворювачі Ш71, Ш703.

ВП випускаються наступних класів точності - 0,4; 0,6; 1,0.

При досліджені систем вимірювання треба враховувати, що сумарна похибка каналу залежить не тільки від класу точності окремих елементів, а також від додаткових похибок, які виникають при невідповідності умов експлуатації системи, умовам при яких відбувалось її градуювання.

Загальна (сумарна основна і додаткова) похибка визначається за фор­мулою:

, (8.4)

де g - основна похибка, g Т, g Н, g f, g R - додаткові похибки, викликані відповідно зміною температури навколиш­ньо­го середовища, напруги і частоти, опору навантаження; Кд - характеристика розподілу складових похибки (для розподілу, що близький до нор­мального, Кд = 1,1); g ТТ - основна похибка термоелектричного термометра за паспортом.

Для визначення основної похибки каналу вимірювання температури використовують розрахунково-експеримен­та­льний метод (рис. 8.2). Для цього на вхід ВП підклю­ча­ють переносний потен­ціо­метр, за допомогою якого за­дають значення вхідного сиг­налу. Основна похибка ка­на­лу повинна визначатися не менш ніж при шести зна­чен­нях вихідного сигналу (0, 20, 40, 60, 80, 100 % межі змі­нен­ня вихідного сигналу). У кожній точці проводиться не менше 5 вимірів.

 

За основну похибку по­винна прийматися виражена у відсотках найбільша (за абсолют­ною величиною) і віднесена до нормуючого значення вхід­ного сигналу різниця між дійсним середнім значенням вихідного сигналу, що виміряний при прямому і зворотному зміненні вхідного сигналу, і розрахованим значенням вихідного сигналу.

Середні значення показів приладу для кожного значення вхідного сигналу

, (8.5)

 

де nнi - покази вторинного приладу при підході знизу до точки, у якій здійснюється вимі­рю­вання; nвi - покази вторинного приладу при підході зверху до точки, у якій здійснюється вимі­рю­вання.

Величина основної похибки знаходиться у вигляді приведеної і визначається за фор­мулою

, (8.6)

де -дійсне значення вихідного сигналу; Ар - розраховане значення вихідного сигналу при одному і тому ж значенні вхідного сиг­налу; Ан - нормуюче значення вихідного сигналу (для приладів, шкала яких починається з нуля, дорівнює максимальному значенню сигналу, для приладів шкала яких починається не з нуля, дорівнює діапазону вимірювання).

Додаткові похибки знаходять із умов:

1. Змінення вихідного сигналу ВП, що спричиняється зміною температури навколиш­нього середовища t 0від плюс 20 ± 2 0С до плюс 5 або до плюс 50 0С, не перевищує поло­ви­ни межі абсолютного значення допустимої основної похибки g на кожні D t = 10 0С змінення темпе­ратури.

2. Змінення вихідного сигналу ВП, що викликається зміною напруги кола живлення від номінальних значень U 0 = 220 В до значення UMAX =242 В або до UMIN =187 В не переви­щує половини межі абсолютного значення допустимої основної похибки g.

3. Змінення вихідного сигналу ВП, що викликається зміною частоти кола живлення від номінальних значень f 0 =50 Гц до значення fMIN = 49 Гц або до fMAX = 51 Гц, не перевищує половини межі абсолютного значення допустимої основної похибки g.

4. Змінення вихідного сигналу ВП, що зумовлюється зміною опору навантаження в межах від R 0 = 100 Ом до RMAX =2,5 кОм для сигналу 0...5 мА і від R 0 = 2 до RMAX = 100 кОм для сигналу 0...10 В, не перевищує половини межі абсолют­ного значення допустимої основної похибки g.

ПРИКЛАДИ. 1. Визначити додаткову і сумарну похибки каналу вимірювання темпе­ра­тури агрегату системою, що складається з термоелектричного термометра і вимірювального перетворювача з вихідним сигналом у вигляді сили струму, якщо найбільша температура в агрегаті не перевищує 900 0С. Температура навколишнього середовища tC = 28 0С, напруга кола живлення 210 В, частота кола живлення 49,7 Гц, опір навантаження 1 кОм.

1) Вибираємо термоелектричний термометр за даними таблиці 8.1. Найбільш близькою за характеристикою є термопара хромель-алюмель (ТХА). Клас точності термопари 0,5 %.

2) Вибираємо вимірювальний перетворювач Ш72 з класом точності 0,4.

3) Знаходимо додаткову похибку g Т ВП від змінення температури навколишнього сере­до­вища:

4) Знаходимо додаткову похибку g H ВП від змінення напруги кола живлення:

5) Знаходимо додаткову похибку g f від змінення частоти кола живлення:

6) Знаходимо додаткову похибку g R від змінення опору навантаження:

7) Знаходимо сумарну похибку за формулою (8.4):

 

=

=

2. Визначити додаткову і сумарну похибки каналу вимірювання темпе­ра­тури охолод­жу­ючої води системою, що складається з термометра опору і вимірювального перетворювача з вихідним сигналом у вигляді напруги, якщо найбільша температура води не перевищує 45 0С. Температура навколишнього середовища tC = 15 0С, напруга кола живлення 230 В, частота кола живлення 50,2 Гц, опір навантаження 20 кОм.

1) Вибираємо термометр опору за даними таблиці 8.2. Найбільш близьким за характе­ристикою є термометр опору мідний (ТСМ). Клас точності термометра 0,5 %.

2) Вибираємо вимірювальний перетворювач Ш71 з класом точності 0,4.

3) Знаходимо додаткову похибку gС ВП від змінення температури навколишнього сере­до­вища:

4) Знаходимо додаткову похибку g H ВП від змінення напруги кола живлення:

5) Знаходимо додаткову похибку g f від змінення частоти кола живлення:

6) Знаходимо додаткову похибку g R від змінення опору навантаження:

7) Знаходимо сумарну похибку за формулою (8.4):

 

=

=

 

Література

 

1. Основи металургійного виробництва металів і сплавів: Підручник / Д.Ф.Чернега, В.С.Богушевський, Ю.Я.Готвянський та ін.; За ред. Д.Ф.Чернеги, Ю.Я.Готвянського. – К.: Вища школа, 2006. – 503 с.

2. Котов К.И., Шершевер М.А. Средства измерения, контроля и автома­ти­за­­ции технологических процессов, вычислительная и микропроцессорная техника. - М.: Металлургия, 1989. - 496 с.

3. Сазонова А.А. Микропроцессорное управление технологическим обо­рудо­­­ванием. - М.: Радио и связь, 1988. - 290 с.

4. Методичні вказівки до курсу лабораторних робіт “Мікропроцесор­на тех­ніка”. - К.: Вид. КПІ, 1999.

5. Котов К.И., Шершевер М.А. Автоматическое регулирование и регулято­ры. - М.: Металлургия, 1987. - 384 с.

6. Чекваскин А.Н., Семин В.Н., Стародуб К.Я.Основы автоматики. - М.: Эне­ргия, 1977. - 324 с.

7. Богушевський В.С., Чернега Д.Ф., Грабовський Г.Г. Автоматичні сис­те­ми керування процесами спеціальної електрометалургії/Підручник. - К.: Техніка, 2002. - 211 с.

8. АСУТП конвертерного производства и специальной электрометаллургии/ В.С.Бо­гу­шевский, А.А.Ларионов, И.Д.Буга и др. - К.: НПК “Киевский институт автома­тики”, 1997. - 292 с.

9. АСУТП установок специальной электрометаллургии. В.С.Богушевский, Г.Г.Грабовский, Д.Ф.Чернега, В.Я.Кожухарь. - Одесса: Астропринт, 2000, 192 с.

10. Геращенко О.А. Приборы контроля и средства автоматизации тепловых про­цессов. - М.: Высшая школа, 1989. - 320 с.

11. Гольцман В.А. Приборы контроля и средства автоматизации тепловых про­цессов. - М.: Высшая школа, 1980. - 254 с.

12. Китаев А.В. Электротехника и основы электроники (с элементами мик­ро­процессорной техники). - К.: Технiка, 1993. - 360 с.

 

 

ЗМІСТ

 

Вступ............................................................................................................... Методика виконання завдання № 1. Скласти підпрограму виведення на шестизнакове семисегментне табло заданого знаку на задані місця................................................................................. Методика виконання завдання № 2. Скласти підпрограму виведення на шестизнакове семисегментне табло заданого знаку на задані місця та організувати мигання символів..................... Методика виконання завдання № 3. Скласти підпрограму виведення на шестизнакове семисегментне табло заданого знаку на задані місця та організувати мигання символів у двох режимах...................................................................................... Методика виконання завдання № 4. Скласти підпрограму виконання заданої команди і виведення на шестизнакове семисегментне табло результатів............................................. Методика виконання завдання № 5. Знайти передавальну функцію складної системи....................................................................... Методика виконання завдання № 6. Знайти кілкість доріжок кодового датчика, щоб він працював із заданною точністю................. Методика виконання завдання № 7. Визначити стійкість системи за заданим характеристичним рівнянням.................................... Методика виконання завдання № 8. Визначити основну, додаткові і сумарну похибки каналу вимірювання температури агрегату....................................................................................... Література......................................................................................................                          

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.011 сек.)