Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Элементы автоматики"

Элементы автоматики

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Алчевск 2006

ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ

1. К занятиям в лаборатории допускаются студенты, прошедшие ин­структаж по технике безопасности и расписавшиеся в журнале.

2. Лабораторные работы выполняются на стендах бригадами по 2-3 чел

3. Перед выполнением лабораторной работы производится проверка подготовки к ней: студент должен иметь положительную оценку ответов и бланки-отчеты (тетради) с вычерченными схемами и таблицами, а также полностью оформленный отчет о предыдущей лабораторной работе.

К выполнению очередной лабораторной работы не допускаются сту­денты, имеющие более двух отработанных, но не защищенных лабораторных работ.

4. После допуска к лабораторной работе студенты собирают схему исследуемой установки.

5. Студент обязан бережно обращаться с оборудованием и аппара­турой. Запрещается делать какие-либо надписи на машинах, приборах, стендах и столах.

6. Выполнив работу, студент предъявляет преподавателю экспери­ментальные данные.

7. В случае нарушения внутреннего распорядка и техники безопасно­сти студент отстраняется от выполнения лабораторной работы.

8. Повторное выполнение лабораторной работы возможно только при наличии разрешения заведующего кафедрой и декана факультета.

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Перед началом сборки схемы следует убедиться в том, что вы­ключатели, размещенные на панели блока питания, находятся в выключен­ном состоянии.

2. Если в процессе работы требуется неоднократное включение и. отключение установки, то эти операции должны выполняться только одним студентом. В аварийных случаях отключение цепи может быть произведено любым из студентов.

3.   Запрещается оставлять без надзора исследуемую установку под напряжением или с работающим двигателем,

4.   Обнаружив любую неисправность в электромеханическом устройст­ве, находящемся под напряжением, требуется немедленно отключить уста­новку от сети и сообщить об этом преподавателю,

5.   Студент несет персональную ответственность за нарушение по­рядка и правил безопасности в лаборатории.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТ0В, ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ЗАЩИТА

Отчет о лабораторной работе составляется на основании эксперимен­тальных и расчетных данных.

Отчет должен содержать наименование лабораторной работы и ее цель, схемы проведенных опытов, таблицы с результатами экспериментальных ис­следований и расчетов,  расчетные формулы, графики зависимостей. В конце отчета приводится краткий анализ полученных результатов.

Отчет должен быть написан чернилами в тетради, электрические схемы выполняются   карандашом    с    соблюдением   правил   технического   чер­чения,    графики    -    также    карандашом    в прямоугольной системе коорди­нат на клетчатой или миллиметровой бумаге, размером не менее 100х100мм. По осям наносится равномерный масштаб с нулевым значением каждой вели­чины в начале координат. На концах осей указываются условные буквенные значения измеряемых величин. Если в одних координатных осях строят нес­колько графиков, изменяющихся в функции одной переменной, то следует провести дополнительные шкалы параллельно оси ординат с указанием соот­ветствующих масштабов.

При вычерчивании графиков надо помнить,  что всякое измерение имеет определенную    погрешность. Поэтому кривую не обязательно проводить по всем точкам,  она должна усреднять результаты измерений и правильно от­ражать характер изменения исследуемой величины.

Защита выполненных лабораторных работ проходит по мере их выпол­нения и в соответствии с графиком защит, который находит свое отраже­ние в графиках самостоятельной работы студентов.

К защите студент должен иметь полностью оформленные отчеты лабора­торных работ, подлежащих защите, в соответствии с правилами, изложенными выше.

При защите лабораторных работ студент обязан знать:

цель работы;

порядок выполнения работы;

элементы электрической цепи и их назначение;

методику проведения опытов и снятия характеристик;

характер снимаемых зависимостей; расчетные формулы;

теоретический материал по данному разделу курса в объеме приве­денных контрольных вопросов.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Целью выполнения лабораторных работ по курсу "Основы автоматики и автоматизация производственных процессов" является изучение конструк­ции, принципа действия и экспериментальное определение основных харак­теристик датчиков и устройств, применяемых в автоматических системах контроля и регулирования.

Перед выполнением лабораторной работы следует:

1. Ознакомиться по настоящему руководству и   дополнительным материалам, указанным в нем, с назначением, конструкцией, принципом действия, характеристиками и областью применения исследуемого устрой­ства.

2. Ознакомиться с лабораторным стендом и его отдельными элемен­тами.

3. Определить характеристики исследуемого устройства в соответ­ствии с методикой и порядком проведения работы.

4. Составить отчет о выполненной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ

1.  Индуктивные датчики

Индуктивные датчики предназначены для преобразования неэлектри­ческих величин - механических перемещений в электрический сигнал.

Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении индук­тивности его обмотки с ферромагнитным сердечником вследствие изменения сопротивления магнитной цепи датчика, зависящего от входящего в нее воз­душного зазора.

Простой индуктивный датчик (рис.2.1,а) состоит из магнитопровода, образованного    неподвижным сердечником I и якорем 2.  На сердечнике   располагается   обмотка 3, подключенная к источнику переменного тока че­рез сопротивление нагрузки Z_H. Между полюсами сердечника и якорем имеется воздушный зазор б_в , зависящий от положения якоря,  механичес­ки связанного с объектом, положение которого контролируется.

При изменении воздушного зазора б_в пропорционально ему изменяется сопротивление магнитной цепи датчика и обратно пропорционально - ин­дуктивность обмотки L, определяемая соотношением [I]

L=w/Rm

где w   - угловая частота;

Rm - магнитное сопротивление.

Следовательно, в соответствии с (1.1), пропорционально величине зазора изменяется величина переменного тока J, протекающего по обмотке.

Статическая характеристика простого индуктивного датчика приведе­на на рис.2.2. Рабочий участок характеристики-АВ. Нижний изгиб вызван наличием магнитного сопротивления сердечника и якоря, которые при очень малых зазорах оказываются того же порядка, что и сопротивление воздуш­ного зазора. Верхний изгиб вызван наличием активного сопротивления об­мотки, ограничивающего   нарастание тока в ней.