Смирнов_Измерение технол_параметров (831917), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1.5. По НСХ преобразователя (ГОСТ Р 8.585–2001) определитьпоправки на температуру свободных концов E (tс , tоп ) и откорректировать показания цифрового вольтметра E (tр , tс ) на значенияпоправки. По откорректированным показаниям E (tр , tоп ) с помощью НСХ определить температуру рабочего спая tр . Результатыизмерений и расчетов занести в табл. 1. Всего заполнить четыретаблицы для процессов нагрева и охлаждения при двух вариантахподключения преобразователя.6.
Для каждой из четырех таблиц рассчитать среднее значениеtр температуры рабочего спая и среднее квадратичное отклонение .15Требования к отчетуОтчет по работе должен включать: наименование и краткое содержание работы, теоретическуюи практическую части; схемы термоэлектрических цепей для двух вариантов подключения измерительного прибора; таблицы с полученными результатами измерений и расчетов,графики зависимостей температуры рабочего спая от температурыголовки преобразователя; средние значения температуры рабочегоспая и погрешность ее измерения. На графиках указать полосуразброса температуры, вызванного погрешностью измерения температуры; выводы и объяснение полученных результатов.Контрольные вопросы1.
На каком принципе основана работа ТП?2. Что такое градуировочная характеристика ТП и каковыусловия ее получения?3. Каковы принципы измерения термоЭДС?4. Как по показаниям ТП определить температуру рабочегоспая?5. В каких случаях допускается подключение ТП к измерительному прибору медными проводами?6.
Каковы отличительные признаки удлинительных и компенсационных проводов? Раскройте физический смысл этих терминов.7. Что является источниками погрешности при измерениитемпературы с помощью ТП?16Работа № 4. ПОЗИЦИОННОЕ И ИМПУЛЬСНОЕРЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫВ ЭЛЕКТРОПЕЧАХ СОПРОТИВЛЕНИЯЦель работы приобретение практических навыков использования позиционных и импульсных регуляторов температуры вэлектропечах сопротивления.Задачи: исследование процесса автоматического регулирования температуры регулятором релейного действия и определениепоказателей качества регулирования.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬУправляющее воздействие в электропечах сопротивления —мощность, подаваемая на нагреватели.
В зависимости от характераизменения управляющего воздействия во времени регуляторыподразделяют на непрерывные и дискретные. В непрерывных регуляторах управляющее воздействие является непрерывной функцией времени. В дискретных регуляторах управляющее воздействиеизменяется ступенчато или имеет импульсный характер.В свою очередь, дискретные регуляторы температуры подразделяют на позиционные и импульсные.Для более простых позиционных регуляторов характерно ступенчатое изменение мощности. В этом случае длительность импульса мощности на нагревателях печи определяется только знаком отклонения и н е з а в и с и т от его значения. Такие регуляторы управляют объектом, используя неполную информацию о егосостоянии.
Качество регулирования при этом невысокое. Позиционные регуляторы используют в основном при отсутствии жесткихтребований к качеству управления.Для импульсных регуляторов характерно дискретное изменение мощности на нагревателях электропечи, но длительность импульса мощности на нагревателях в этом случае з а в и с и т от зна17чения отклонения.
Качество управления объектом будет лучше.Импульсные регуляторы успешно применяют как для высокоточного регулирования, так и для регулирования температуры собычной степенью точности.В качестве исполнительного элемента в позиционных и импульсных регуляторах используют маломощное реле, которое своими контактами управляет регулирующим органом электропечи —тиристорным или симисторным ключом, коммутирующим мощность, подаваемую на нагреватели. Реле используют для гальванической развязки цепей управления и силовых цепей.Дискретные системы регулирования температурыРазличают двух-, трехпозиционное и импульсное регулирование.Исполнительный элемент двухпозиционного регулятора может находиться в двух положениях. Одно из них обеспечивает максимальнуюмощность подачи на нагреватели, при этом температура в печи будетнарастать. Во втором положении подается минимальная мощность(обычно равная нулю), что приводит к снижению регулируемой температуры.Исполнительный элемент трехпозиционного регулятора можетнаходиться в трех положениях — максимальной, средней и минимальной мощности.
Средняя мощность подается на нагреватели, еслирегулируемая температура находится в пределах tз t. При выходеза эти пределы подается максимальная мощность, либо нагревателиотключаются. Ступенчатое изменение мощности печи достигаетсяпереключением секций нагревателя с параллельного на последовательное соединение (в однофазных печах) либо с треугольника назвезду (в трехфазных печах). В результате точность и стабильностьрегулирования температуры повышаются.В импульсных системах регулирования содержится хотя быодин элемент с импульсной передаточной характеристикой.Обычно в таких системах дискретный характер имеет управляющее воздействие.
Для его формирования используют импульсныйэлемент, выходной сигнал которого представляет собой серию импульсов. Амплитуда и длительность этих импульсов определяютсяаналоговым сигналом отклонения. Таким образом, передачауправляющего воздействия на исполнительный элемент осуществ18ляется путем модуляции импульсов непрерывным сигналом отклонения.Наиболее проста техническая реализация дискретных систем регулирования при постоянной амплитуде и переменной длительностиимпульса (широтно-импульсная модуляция). Здесь используют схемы управления на базе компараторов либо операционных усилителейс ключевыми транзисторными элементами или реле на выходе.В подобных системах регулирования дискретное управляющеевоздействие пропорционально управляющему сигналу отклонения.По этой причине их можно рассматривать как аналог непрерывныхсистем регулирования, обеспечивающих более высокое качествоуправления по сравнению с позиционными.Показатели качества регулированияКачество регулирования технологических процессов определяется не только точностью работы регулятора в статическом режиме, но и динамической точностью регулирования, определяемой параметрами переходного режима в замкнутой системе привозмущающих воздействиях, отклоняющих ее от состояния равновесия.Для комплексной оценки качества регулирования используюткак параметры переходного (динамического) режима, так и параметры установившегося состояния системы (рис.
6). В наибольшей мерекачество регулирования характеризуют следующие параметры: динамическое отклонение x1 — наибольшее отклонение регулируемой величины от заданного значения t0 в переходном режиме (характеризует безопасность работы системы управления); время регулирования р — продолжительность переходногопроцесса (характеризует быстродействие системы управления);его определяют до момента, когда отклонение войдет в заданныепределы Aдоп ; статическая ошибка xст — отклонение регулируемой величины (или ее среднего значения tср ) от заданного значения t0 вустановившемся режиме; амплитуда автоколебаний А.19tt0tсрttpПереходныйрежимУстановившийсярежимAx1AдопРис.
6. Показатели качестварегулирования:t0 — заданное значение регулируемой величины; x1 — динамическое отклонение; р —время регулирования; Aдоп —допустимое отклонение регулируемой величины от заданного значения; А — амплитудаавтоколебаний; tср — среднеезначение регулируемой величины в установившемся режиме; xст = tср − t0 — статическая ошибка (на рисунке необозначена)Последние два параметра характеризуют точность работысистемы управления. При определенном соотношении характеристик объекта управления и регулятора статическая ошибка и амплитуда автоколебаний могут быть очень малы.Регуляторы релейного действияПромышленные регуляторы с релейным выходом предназначены для позиционного и импульсного регулирования температуры в электропечах сопротивления.
Разработано несколько серийрегуляторов для работы в комплекте с термоэлектрическими преобразователями (ТП) и термопреобразователями сопротивления.Наиболее простой регулятор, работающий в комплекте с ТП(рис. 7), содержит реохордный задатчик температуры 1, мостовуюсхему 2 компенсации температуры свободных концов преобразователя и усилитель отклонения 3.
В качестве импульсного элемента 4 используют управляемый напряжением генератор, выполненный на базе компаратора, охваченного динамической обратнойсвязью на основе R−C-цепочек.Исполнительным элементом 5 служат маломощное реле и тиристорный (симисторный) ключ, управляющий мощностью внагрузке Rн .20Рис. 7. Схема простейшего регулятора температуры релейного действия:1 реохордный задатчик температуры; 2 устройство компенсации температуры свободных концов tс; 3 усилитель отклонения; 4 импульсный элемент; 5 исполнительный элемент;R, С элементы обратной связи; Rн сопротивление нагревателей печиРегулятор температуры работает следующим образом.
С выхода реохордного задатчика 1 снимается малое напряжение постоянного тока Ез , пропорциональное заданному значению температуры tз . (Шкала задатчика оцифрована в градусах Цельсия.)Для измерения текущего значения температуры t используютТП (на схеме не показан), который вырабатывает сигнал E (t , tc ).Этот сигнал поступает на вход устройства 2 компенсации температуры свободных концов tс . С выхода устройства 2 снимается выходной сигнал E (t ), пропорциональный текущему значению температуры t.Оба сигнала — Eз и E (t ) — поступают на входы усилителяотклонения 3, где вычисляется сигнал отклонения Eз – E (t ).Сигнал отклонения подается на вход импульсного элемента 4, гдепреобразуется в соответствии с законом регулирования в последовательность импульсов.
Элементы обратной связи R и C обеспечиваютнастройку позиционного или импульсного закона регулирования.Последовательность импульсов с выхода импульсного элемента 4 поступает на исполнительный элемент 5, что приводит кизменению мощности в нагрузке Rн .При позиционном регулировании температуры резистординамической обратной связи R (см. рис.
7) установлен в нулевое21положение, в результате на инвертирующий вход импульсного элемента 4 независимо от его состояния подается нулевое напряжение(управляемый напряжением генератор выключен). В этом случае импульсный элемент переключается в соответствии со статической характеристикой (рис. 8, а) при приближении текущего значения температуры t к заданному t0 (2b — зона неоднозначности).Рис. 8. Статическая характеристика двухпозиционного регулятора (а)с зоной неоднозначности 2b; переходный процесс и переключениемощности при регулировании температуры в печи таким регулятором (б)До тех пор пока текущее значение температуры не превышаетзаданное на величину b, на выходе импульсного элемента напряжение положительно и в печь подается максимальная мощность Pmax(рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
