- •Предисловие
- •Введение
- •Лабораторная работа 1
- •Общие сведения
- •Экспериментальные методы определения динамических характеристик
- •1.3. Порядок выполнения работы по определению статических и динамических характеристик объекта
- •1.4. Содержание отчета
- •1.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2 Система автоматического регулирования. Структурные схемы, элементный состав, выполняемые функции
- •2.1. Общие сведения о системах
- •X1…xk – выходные показатели объекта регулирования
- •2.2. Автоматическая система регулирования температуры теплового объекта на базе регулятора рс-29
- •2.3. Краткая характеристика регулятора рс-29
- •2.4. Порядок выполнения работы
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3 Общепромышленные датчики систем автоматического регулирования
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Датчики температуры. Термоэлектрические преобразователи (термопары)
- •Характеристики современных термопар, выпускаемых отечественной промышленностью
- •3.3. Датчики температуры. Термочувствительные преобразователи сопротивления (терморезисторы)
- •3.4. Электромагнитные датчики
- •3.5. Тензодатчики
- •Возможные варианты расположения и включения тензодатчиков
- •3.6. Порядок выполнения работы
- •3.7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4 Измерительные преобразователи давления (перепада давлений) типа «Сапфир – 22 дд»
- •4.1. Общие сведения об измерении давления
- •Стандартом рекомендовано следующие кратные и дольные значения давления от единицы си:
- •4.2. Устройство и принцип действия измерительного преобразователя типа «Сапфир-22-дд»
- •Устройство и работа составных частей измерительного преобразователя «Сапфир-22 ди».
- •«Сапфир-22ди»:
- •4.3. Электрическая схема соединений преобразователя
- •Техническая характеристика измерительного преобразователя типа «Сапфир-22 дд»
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Контрольные вопросы к лабораторной работе
- •Лабораторная работа 5 Ультразвуковые уровнемеры типа probe
- •5.1. Общие сведения об автоматическом измерении уровня
- •5.2. Работа блока излучения датчика probe
- •5.3. Устройство и принцип измерения ультразвукового уровнемера probe
- •5.4. Градуировка датчика probe
- •5.5. Порядок выполнения работы
- •5.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 Автоматические измерительные приборы в системах автоматического регулирования (вторичные приборы)
- •6.1. Общие сведения об автоматических измерительных приборах
- •6.2. Методы измерения
- •6.3. Автоматические мосты и автоматические потенциометры
- •6.4. Вторичный прибор Диск-250
- •6.5. Порядок выполнения работы
- •6.6. Контрольные вопросы к лабораторной работе
- •Лабораторная работа 7 Исполнительные механизмы и регулирующие органы систем автоматического регулирования
- •7.1. Общие сведения об исполнительных механизмах (им) и регулирующих органах (ро)
- •7.2. Устройство электрических исполнительных механизмов
- •7.3. Порядок выполнения работы
- •7.4. Оформление работы
- •7.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 8 Правила выполнения и чтения схем автоматизации технологических процессов
- •8.1. Общие сведения о схемах автоматизации технологических процессов
- •8.2. Правила выполнения и чтения схем автоматизации технологических процессов
- •8.3. Задание на разработку фрагментов схем автоматизации
- •8.4. Содержание отчета по лабораторной работе
- •8.5. Контрольные вопросы
- •Методические указания по оформлению отчета по лабораторным работам
- •Оглавление
4.5. Контрольные вопросы к лабораторной работе
1. Что такое давление?
2. Что такое полное (абсолютное) и относительное давление?
3. Что такое избыточное, атмосферное, вакуумметрическое давление?
4. Что такое перепад давлений (разность давлений)?
5. Единицы измерения давления в системе СИ и внесистемные, разрешенные к применению?
6. Какие виды давлений измеряет «Сапфир-22-ХХ»?
7. Из каких блоков состоит измерительный преобразователь типа «Сапфир-22-ХХ»?
8. Как устроен чувствительный элемент преобразователя «Сапфир-22»?
9. Объясните принцип действия «Сапфира-22-ДИ».
10. Объясните принцип действия «Сапфира-22-ДД».
11. Объясните принцип действия расходомеров переменного перепада давления.
12. Из каких устройств состоит схема измерения расхода по методу переменного перепада давления?
13. Какой зависимостью связаны объемный расход вещества и перепад давления?
14. Что такое градуировочная характеристика измерительного преобразователя «Сапфир-22-ДД»?
15. Каковы требования к градуировочной характеристике преобразователя «Сапфир-22-ДД»?
16. Что такое абсолютная погрешность средства измерения, и как она себя ведет по всей длине шкалы?
17. Что такое относительная погрешность средства измерения, и как она себя ведет по всей длине шкалы?
18. Какой практический вывод следует из характера поведения относительной погрешности?
19. Что такое приведенная погрешность средства измерения, и как она себя ведет по всей длине шкалы?
Лабораторная работа 5 Ультразвуковые уровнемеры типа probe
5.1. Общие сведения об автоматическом измерении уровня
Уровень как физическая величина измеряется в единицах длины системы СИ, в метрах (m - международное обозначение, м - русское обозначение). Стандарт рекомендует к использованию следующие кратные и дольные значения от единицы СИ: km - километр, международное обозначение (км - русское обозначение, cm - сантиметр (см), mm - миллиметр; µm (мкм) -микрометр, nm (нм) - нанометр.
Уровень как технологический параметр характеризует состояние и работу многих технологических аппаратов, машин, оборудования и технологических процессов в целом.
В практике осуществления автоматических измерений уровня как сыпучих материалов (руда, компоненты шихты, концентраты), так и жидких продуктов (реагенты, пульпа, вода) мы сталкиваемся с необходимостью иметь постоянную непрерывную (или дискретную) информацию об уровне в объектах контроля, отличающихся большим конструктивным разнообразием и условиями измерений. Так, например, жидкость может находиться в открытой и закрытой емкости или под давлением. Жидкость может быть агрессивной, взрывоопасной, кристаллизующейся и т. д., что создает определенные трудности при выборе метода и средства измерения уровня.
По характеру выходного сигнала все средства измерения уровня делят на сигнализаторы и уровнемеры.
Сигнализатор уровня - устройство, позволяющее осуществлять измерение (контроль) уровня в одной заданной точке или в заданных точках.
Уровнемеры осуществляют непрерывное автоматическое измерение уровня.
По принципу действия средства измерения уровня условно делят: на механические, электромеханические, электрические, радиоактивные, фотоэлектрические, акустические.
Уровень пульпы в зумпфах, камерах флотационных машин может автоматически измеряться с помощью ультразвуковых датчиков. Принцип их действия заключается в следующем. Источник ультразвуковых колебаний (1) испускает серию импульсов, которые отражаются от измеряемой среды и воспринимаются приемником излучения (2). Время прохождения ультразвукового сигнала в обе стороны (от излучателя до поверхности контролируемой жидкости и обратно до приемника излучения) преобразуется измерительным преобразователем (3), корректируется с учетом температуры (4, 5), фильтруется от помех (6) и преобразуется в токовый сигнал в блоке 7 (4 - 20 мА), пропорциональный измеряемому уровню (см. рис. 1).
Фильтрация сигнала необходима для устранения помех, возникающих вследствие работы электрических двигателей, вращения импеллеров в агитационных чанах, зумпфах, камерах флотомашин, где измеряется уровень.
Рис. 1. Структурная схема ультразвукового датчика уровня
Сигнал о текущем значении передается на дисплей (8), конструктивно расположенный вместе с элементами ультразвукового преобразователя.
Таким образом, расстояние от источника излучения до измеряемой среды определится как
l = с · t / 2,
где с - скорость ультразвука в воздухе;
t - суммарное время прохождения сигнала от источника до измеряемой среды и от среды до приемника.
Таким образом, при известной постоянной скорости ультразвука в конкретной среде (воздух) определение времени прохождения прямого и обратного излучения позволяет вычислить расстояние до поверхности.
Если ультразвук за время t проходит двойное расстояние l, следовательно, при определении расстояния от излучателя до среды схема преобразователя будет учитывать половинный временной интервал.
Для нахождения уровня нужно из высоты всей емкости L вычесть расстояние от излучателя до измеряемой среды.
h = L – l.