МДК.03.01 Метод указания к ЛПЗ для профессии КИП и А

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВАЛУЙСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

 

Рассмотрено:                                                                СОГЛАСОВАНО:

на заседании ЦМК                                                          зам. директора по УМР

Протокол №       от                   201  г.                                               Рябинин А. Н.

Председатель                    Топычканов Д. Г.

 

 

Рассмотрено:                                                               СОГЛАСОВАНО:

на заседании ЦМК                                                          зам. директора по УМР

Протокол №       от                   201  г.                                               Рябинин А. Н.

Председатель                    Топычканов Д. Г.

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ПМ.03 Сборка, ремонт, регулировка контрольно-измерительных приборов и систем автоматики

МДК.03.01 Технология сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики

 

 

 

 

 

 

для профессии

15.01.20 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Валуйки

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение.	5
1	Практические работы.	8
1.1	Практическая работа №1. Обработка прямых измерений. Многократные прямые измерения.	8
1.2	Практическая работа №2. Измерение напряжения постоянного тока  аналоговым  вольтметром.	10
1.3	Практическая работа №3. Измерение постоянных токов и напряжений мультиметром. Измерение переменных токов и напряжений мультиметром.	14
1.4	Практическая работа №4. Измерение мощности в цепях постоянного и переменного однофазного и трехфазного тока.	17
1.5	Практическая работа №5. Изучение работы вольтметров.	20
1.6	Практическая работа №6. Расчет добавочных резисторов.	24
1.7	Практическая работа №7. Измерение напряжения переменного тока.	26
1.8	Практическая работа №8. Измерение R  методом вольтметра – амперметра.	29
1.9	Практическая работа №9. Измерение С, методом вольтметра – амперметра.	31
1.10	Практическая работа №10. Измерение L, методом вольтметра – амперметра.	33
1.11	Практическая работа №11. Измерение статических параметров диодов и транзисторов мультиметром. Измерение динамических параметров диодов и транзисторов.	35
1.12	Практическая работа №12. Составление монтажных схем автоматизации.	41
1.13	Практическая работа №13. Приборы для измерения электрических величин. Частотомеры. Техническое обслуживание.	43
1.14	Практическая работа №14. Весовые устройства. Техническое обслуживание.	51
1.15	Практическая работа №15. Оптико-механические приборы. Техническое обслуживание.	59
1.16	Практическая работа №16.Приборы для измерения температуры. Техническое обслуживание.	65
1.17	Практическая работа №17.Приборы для измерения давления и разрежения. Техническое обслуживание.	69
1.18	Практическая работа №18. Приборы химического контроля и газового анализа. Техническое обслуживание.	71
1.19	Практическая работа №19. Приборы для измерения расхода. Техническое обслуживание.	73
1.20	Практическая работа №20.Приборы для измерения уровня. Техническое обслуживание.	76
1.21	Практическая работа №21. Автоматические регуляторы. Техническое обслуживание.	79
1.22	Практическая работа №22. Изучение оборудования на которое распространяется метод ремонта.	81
1.23	Практическая работа №23. Изучение требований к содержанию оборудования и приборов.	84
1.24	Практическая работа №24. Изучение нормативов времени работы оборудования и приборов между ремонтами.	86
1.25	Практическая работа №25. Планирование ремонта приборов и оборудования.	91
1.26	Практическая работа №26. Составление графика обслуживания прибора согласно нормативам.	94
1.27	Практическая работа №27.Оформление документов на ремонт приборов.	96
1.28	Практическая работа №28. Оформление паспортов приборов.	98
1.29	Практическая работа №29. Оформление документации на ремонт приборов и оборудования.	102
1.30	Практическая работа №30. Изучение методов проведения ремонта приборов.	104
1.31	Практическая работа №31. Изучение инструкций по технике безопасности.	108
1.32	Практическая работа №32.Оформление документации на отремонтированные приборы.	109
1.33	Практическая работа №33. Ознакомление с порядком приемки приборов из ремонта.	110
1.34	Практическая работа №34. Приборы для измерения электрических величин. Частотомеры. Сборка-разборка приборов.	111
1.35	Практическая работа №35. Весовые устройства. Сборка-разборка приборов.	113
1.36	Практическая работа №36.Оптико-механические приборы. Сборка-разборка приборов.	116
1.37	Практическая работа №37. Приборы для измерения температуры. Сборка-разборка приборов.	119
1.38	Практическая работа №38. Приборы для измерения давления и разрежения. Сборка-разборка приборов.	122
1.39	Практическая работа №39. Приборы химического контроля и газового анализа. Сборка-разборка приборов.	124
1.40	Практическая работа №40. Приборы для измерения расхода. Сборка-разборка приборов.	135
1.41	Практическая работа №41. Приборы для измерения уровня. Сборка-разборка приборов.	144
1.42	Практическая работа №42. Автоматические регуляторы. Сборка-разборка приборов.	150
2.	Критерии оценок выполнения лабораторных и практических работ.	155
	Заключение.	156
	Список рекомендуемой литературы.	156

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

МДК.03.01 Технология сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики является общепрофессиональной дисциплиной, устанавливающей базовые знания для освоения профессионального модуля ПМ.03 Сборка, ремонт, регулировка контрольно-измерительных приборов и систем автоматики по профессии 15.01.20 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

- читать и составлять схемы соединений средней сложности;

 - осуществлять их монтаж;

 - выполнять защитную смазку деталей и окраску приборов;

 - определять твердость металла тарированными напильниками;

 - выполнять термообработку малоответственных деталей с последующей их доводкой;

 - определять причины и устранять неисправности приборов средней сложности;

 - проводить испытания отремонтированных контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИП и А);

 - осуществлять сдачу после ремонта и испытаний КИП и А;

 - выявлять неисправности приборов;

 - использовать необходимые инструменты и приспособления при выполнении ремонтных работ;

 - устанавливать сужающие устройства, уравнительные и разделительные сосуды;

 - применять техническую документацию при испытаниях и сдаче отдельных приборов, механизмов и аппаратов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

- виды, основные методы, технологию измерений;

- средства измерений;

- классификацию, принцип действия измерительных преобразователей;

- классификацию и назначение чувствительных элементов;

- структуру средств измерений; 5

- государственную систему приборов;

- назначение и принцип действия контрольно-измерительных приборов и аппаратов средней сложности;

- пишущие, регистрирующие машины;

- основные понятия систем автоматического управления и регулирования;

- основные этапы ремонтных работ;

- способы и средства выполнения ремонтных работ;

- правила применения универсальных и специальных приспособлений и контрольно-измерительного инструмента;

- основные свойства материалов, применяемых при ремонте;

- методы и средства контроля качества ремонта и монтажа;

- виды и свойства антикоррозионных масел, смазок, красок;

- правила и приемы определения твердости металла тарированными напильниками;

- способы термообработки деталей;

- методы и средства испытаний;

- технические документы на испытание и сдачу приборов, механизмов и аппаратов.

Профессиональные компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины:

ПК 3.1. Выполнять ремонт, сборку, регулировку, юстировку контрольно-измерительных приборов средней сложности и средств автоматики.

ПК 3.2. Определять причины и устранять неисправности приборов средней сложности.

ПК 3.3. Проводить испытания отремонтированных контрольно-измерительных приборов и систем автоматики.

Практические работы - важнейшая составная часть обучения технологии сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики, направленная на гармоничное развитие личности студента. Они имеют большое теоретическое и практическое значение. Основной целью  практических работ является углубление и закрепление знаний, полученных на теоретических занятиях по технологии сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики. Практические занятия должны вооружить студентов практическими навыками исследования, расчета и контроля.

Методические указания по выполнению практических работ по  технологии сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины.

Содержание методических указаний по выполнению практических работ по технологии сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики соответствует требованиям Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования.

По учебному плану в соответствии с рабочей программой на изучение технологии  сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики обучающимися предусмотрено аудиторных занятий 272 часа, из них практических занятий – 136 часов.

Пособие включает 42 практических  работы. Каждая  практическая работа содержит сведения о цели ее проведения, о необходимых для проведения работы материалах, приборах, инструментах, приспособлениях; включает описание работы и нормативные данные об испытуемых материалах.

К выполнению практических работ студенты приступают после подробного изучения соответствующего теоретического материала и техники безопасности. Перед проведением практической работы необходимо ознакомиться с устройством оборудования и приборов, ознакомиться с правилами обращения с ними. При проведении испытаний необходимо соблюдать правила техники безопасности. Нельзя без разрешения преподавателя включать рубильники и пускатели, приводить в действие лабораторные машины и оборудование, использовать реактивы не по назначению.

После окончания занятий студенты приводят в порядок лабораторное оборудование и рабочее место. В процессе выполнения  практической работы и после окончания ее студент должен показать преподавателю полученные им опытные результаты и вытекающие из них выводы. После утверждения преподавателем указанных результатов и выводов каждый студент оформляет отчет по работе, который представляется на проверку и подпись преподавателю в тот же день либо на следующем практическом занятии.

 

1.         Правила техники безопасности.

Прежде чем приступать к выполнению практической работы, необходимо:

1.     Пройти инструктаж по ТБ и ПР и расписаться в специальном журнале.

2.     К выполнению практических работ допускаются студенты прошедшие противопожарный инструктаж и проверку знаний требований ТБ на рабочем месте и при наличии их подписи в Журнале регистрации инструктажа.

3.     Занятия со студентами по выполнению практических работ проводятся в помещениях учебных лабораторий с наличием электроприборов, электроустановок и оргтехники, отвечающим требованиям пожарной безопасности.

       В лаборатории запрещается:

1.     Выполнять операции на оборудовании и стендах с неисправностями, которые могут привести к пожарам.

2.     Переносить включенные электроприборы.

3.     Ремонтировать электроприборы самостоятельно.

4.     Загромождать свое рабочее место одеждой и другими вещами, не относящимися к работе.

 

 Студенты обязаны:

1.     Соблюдать требования ТБ и ПБ и поддерживать противопожарный режим, установленный в лаборатории.

2.     Знать места нахождения средств пожаротушения, самоспасения, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре.

3.     Знать пути безопасной эвакуации в случае пожара.

 

 

Практическая работа №1.

Тема: Обработка прямых измерений. Многократные прямые измерения.

Цель работы: познакомиться с назначением измерительных приборов применяемых при техническом обслуживании устройств автоматики, научиться пользоваться приборами Ц4380, ЭК2346.

Приборы и инструменты: комбинированный прибор Ц4380, ЭК2346. Порядок работы:

1. Ознакомление с назначением приборов и инструментов.

2. Получение навыка проведения измерений прибором Ц4380 и ЭК2346.

1 Назначение приборов и инструментов.

Составьте в отчете конспект с указанием типов приборов и инструментов, применяемых при наладке и обслуживании устройств автоматики.

2 Получение навыка проведения измерений прибором Ц4380 и ЭК2346

2.1 Настройка прибора на измерение Фото приборов Ц4380 и ЭК2346 приведены соответственно на рисунках 1 и 2. Измерительные приборы имеют гнезда для подключения проводников и кнопки или переключатели для выбора рода тока, типа измеряемой величины.

Измерительные приборы имеют гнезда для подключения проводников и кнопки или переключатели для выбора рода тока, типа измеряемой величины. Перед проведением измерений необходимо настроить измерительные приборы на измеряемую величину, род тока и выбрать предел измерений. Для измерения напряжения проводники подключают к крайним двум выводам . Род тока выбирают у Ц4380 нажатием кнопки со знаком «–» (постоянный) или «~» (переменный), у ЭК2346 род тока выбирается переключателем. Для настройки прибора на измерение напряжения необходимо перевести переключатель в положение «V». Если неизвестен диапазон измеряемого значения, то необходимо выбирать максимальный предел измерений. А затем постепенно переключать на более низкий. По возможности предел измерений подбирают так чтобы стрелка прибора находилась в правой части шкалы, в этом случае измеренные значения будут более точными. Не забывайте правильно снимать данные со шкалы прибора, для переменного и постоянного тока шкалы отличаются. По верхней шкале определяют переменное напряжение, по нижней – постоянное.

Для настройки измерительных приборов на измерение тока необходимо выбрать род тока, установить переключатель на необходимый диапазон ампер «А» или миллиампер «mА». Для измерения больших токов проводники к прибору Ц4380 подключаются к крайним выводам: «*» (общий) и «15А», переключатель диапазонов в этом случае устанавливается в положение «6/15». Для измерения больших токов у прибора ЭК2346 имеется два диапазона «15А» и «6А». Положение переключателя диапазонов одинаково для диапазона 3А, 6А и 15А, Диапазон будет меняться подключением проводников к прибору. Прибор настроен на измерение переменного тока до 6А.

Для измерения сопротивления измерительные приборы должны иметь источник питания. Для экономии батареи необходимо не забывать устанавливать прибор в положение «Выкл» по окончанию измерений. Для измерения сопротивления до 100 Ом необходимо на приборе Ц4380 одновременно нажать две кнопки «–» и «кΩ» и установить переключатель в положение «Ω», у прибора ЭК2346 необходимо установить оба переключателя в положение «Ω».

Этим режимом работы прибора пользуются при поиске неисправностей для определения целостности цепи («прозвонки»). При целостности проводов между двумя точками к которым подключен прибор стрелка прибора занимает левое положение. Для настройки прибора на измерение сопротивления от 100 Ом до 1 кОм или от 1кОм до 10 кОм меняют диапазон измерения переключателем. Настройку прибора на измерение кОм производят у Ц4380 нажатием одной кнопки «кΩ», у ЭК2346 установкой верхнего переключателя в положение «кΩ».

В отчете подробно поясните назначение выводов и тумблеров прибора Ц4380 или ЭК2346.. Перечислите порядок действий при измерении постоянного и переменного напряжения и тока. 2.2Определение измеренного значения Для определения значения измеряемой величины необходимо сначала определить цену деления, а затем умножить цену деления на количество делений. Пример 1: измерения производились на шкале 300 В переменного тока. Показания прибора приведены на рисунке 11.Решение: разделим диапазон 300 В на количество делений равное 30. Получаем цену деления 300/30= 10 В. Умножаем показания шкалы 18 (не забывая что показания нужно смотреть по шкале переменного тока) на 10, получаем 180 В. Пример 2: измерения производились на шкале 1,5 А постоянного тока. Показания прибора приведены на рисунке 12. Решение: разделим диапазон 1,5 А на количество делений равное 30. Получаем цену деления 1,5/30= 0,05 В. Умножаем показания шкалы 25,9 (не забывая, что показания нужно смотреть по шкале постоянного тока) на 0,05 , получаем 1,295.

2.4 Выполнение измерения Каждый студент бригады индивидуально проводит прибором одно измерение по заданию преподавателя.

3 Оформление отчета Отчет выполняется один на бригаду. Содержание отчета:

1) Название работы

2) Цель работы

3) По пункту 1: - перечисление приборов и инструментов, их применение;

4) По пункту 2: - назначение выводов и тумблеров прибора Ц4380 и ЭК2346; - порядок действий при измерении постоянного и переменного напряжения и тока. - рисунки шкалы прибора и пояснения при определении измеренного значения;

5) Вывод по работе

 

Практическая работа №2.

Тема: Измерение напряжения постоянного тока  аналоговым  вольтметром.

Цель работы: поиск неисправностей проводки.

Материалы, оборудование: мультиметр, индикатор.

Основные теоретические сведения

При отсутствии фазы или земли (нуля) в поисках дефекта не обязательно долбить стену, снимать покрытие, соединять жилу в месте излома или укладывать в возникшую борозду другой провод, заштукатуривая поверхности стен при отделочных работах. Новый проводник в период между ремонтами лучше проложить по поверхности стены, потолка, карниза или под ними.

При устранении излома жилы скрытой проводки соблюдают следующую последовательность операций. Патрон, выключатель и розетка смонтированы по вертикали стены и соединены между собой так, что ток поступает от розетки к патрону. Если лампа при нажатии клавиши выключателя не зажигается, для выяснения причины отсутствия накала используют метод исключения.

Клавишу выключателя оставляют включенной. Лампу выкручивают и вкручивают другую. Смотреть на лампу допустимо лишь в момент контакта цоколя лампы и резьбы патрона. Позже - опасно, так как возможен взрыв колбы, хотя, как правило, сгорает лишь ее спираль.

Если и вторая лампа не загорается, то клавишу выключателя устанавливают в положение "выключено" и выкручивают лампу и юбку патрона. Затем пластинчатые контакты отгибают в сторону, противоположную вкладышу. Сборку ведут в обратном порядке. Если снова нет света, приступают к следующему этапу.

Отвинчивая винт или нажимая фиксатор, снимают крышку или клавишу выключателя. При этом под ногами должен быть сухой нетокопроводящий материал - деревянный пол или резиновый коврик. Замыкают контакты выключателя губками плоскогубцев или отверткой, держа их за изолированные ручки. Появление света подтвердит неисправность выключателя. Его меняют при вывернутых электропробках или отключенных автоматических выключателях на щитке. Иногда это делают, не обесточивая линию, но стоя на резиновом коврике. В частности, чтобы устранить искрение между контактами выключателя и концами жил проводов, снимают с последнего нагрузку, т. е. заменяют выключатель новым с клавишами, зафиксированными в положении "выключено".

Если замыкание контактов выключателя не вызвало накала спирали лампы, то приступают к очередному этапу поиска неисправности. Для этого выворачивают два шурупа из подрозетника или, если он отсутствует - из других креплений. Патрон повисает на проводах, выходящих из отверстия в подрозетнике.

Проверяют провода в месте выхода из стены. Иногда отверстие в стене расширяют для качественного испытания проводки. Снимают провода с контактов патрона и качают из стороны в сторону, перегибая примерно на 90° (упругая пластмассовая оболочка-изоляция скрывает излом жилы).

Место провода, которое вызывает подозрение, контролируют двумя способами. Поскольку провода к патрону подведены от розетки, используют контрольную лампу. Вставляют один щуп контрольной лампы в любое гнездо розетки, а другой прикладывают к концу той или иной жилы. Выключатель оставляют вклю-ченным. Если контрольная лампа не загорается, то щуп прикладывают к концу другой жилы. Укладка проводов скрыта, и поэтому сразу сложно угадать, к какому проводу следует прижать щуп. Именно поэтому его из одного гнезда розетки переставляют в другое. Контрольная лампа будет гореть только тогда, когда ее щупы касаются разноименных полюсов, с фазой и "землей", т. е. разных цельных жил проводки. Если контрольная лампа не загорелась, значит, есть излом жилы.

Место излома часто наблюдается у провода в борозде, где к нему никто не прикасается. Возможно, частично излом жилы был еще при ее укладке, а электронагрузка на провод усугубила неисправность. Иной вариант: жила случайно перебита гвоздем или разорвана сверлом электродрели. 

Другой способ проверки: в месте выхода из стены в предполагаемом месте излома ножом срезают изоляцию провода по длине 7 - 12 см, чтобы увидеть жилу. Такой надрез ослабит ее упругость, и излом жилы вызовет провисание изоляции при колебании. Если надрез не обнаружил излома, то его оборачивают изоляционной лентой. Возможен вариант, когда контрольная лампа не загорается после проверки хотя бы одного провода. В этом случае поступление тока прекращают, отключив подачу электричества на квартирном щитке.

В случаях для ремонта нужно найти место надлома, а сделать это легче всего «прозвонив» провода.

Что нужно для прозвона?

Для работы потребуется омметр. Модель или марка не имеют особого значения - подойдут как стандартные, так и электронные омметры. Также можно прозвонить провод мультиметром.

Перед работой нужно замкнуть выводы омметр и установить стрелку на ноль.

Как прозвонить провод?

Любой омметр имеет два вывода. Первый соединяем с одним концом прозваниваемого провода, второй – с другим. После этого омметр должен показать сопротивление провода. Длина провода мыши не превышает 2-3 метров, поэтому его сопротивление практически равно нулю. На стандартном омметре стрелка отклониться до упора влево или вправо (зависит от конструкции прибора). Если отображаемое омметром сопротивление не превышает 2-3 Ом, то провод исправен, а имеющееся сопротивление можно списать на качество проводов.

Сопротивление практически нулевое - провод исправен.

Сопротивление в 3-10 Ом уже подозрительно. Обычная мышь возможно и будет работать, но более требовательная к питанию. Сопротивление достигает 3-10 Ом - это уже подозрительно. Если же сопротивление превышает 10 Ом, то провод однозначно неисправен.

Внимание: нужно учитывать, что цифровой омметр показывает сопротивление даже при напрямую замкнутых выводах. Данное сопротивление достигает 0,3-1 Ом и зависит от качества прибора и его проводов.

Как прозвонить кабель?

В большинстве случаев при ремонте мыши нужно прозвонить не отдельный провод, а кабель с разъемом на конце. Обычно такой прозвон используют для определения назначения каждого из проводов в шнуре мыши.

При прозвоне кабеля мы не знаем заранее, куда какой провод подключен к разъему. Цвета проводов абсолютно ничего не значат – мышь считается расходным материалом, и ее ремонт после поломки не предусматривается. Поэтому каждый производитель выбирает цвета на свое усмотрение.

В данном случае один из выводов омметра нужно подключить к одному из выводов разъема. Вторым выводом омметра мы проверяем провода на другом конце кабеля. Когда прибор покажет нулевое сопротивление, помечаем кабель как исправный и запоминаем его назначение.

Таким образом прозваниваем все провода и находим неисправные.

Внимание: при прозванивании не стоит использовать «пищалку», которая есть у многих мультиметров. Дело в том, что она служит для ориентировочной проверки проводов и срабатывает в диапазоне от нуля до нескольких сотен Ом. Это значит, что пищать она будет даже при повышенном сопротивлении.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Настроить прибор для замеров

3. Произвести замеры и сравнить с нормой

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Назван

ие и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Заполнить таблицу

№ линии	Показание прибора	Норма

4. Выводы по работе.

5. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Причины неисправностей

2. Как настраивать прибор на измерение?

3. Безопасность при работе.

4. Способы устранения неисправностей.

5. Профилактическое обслуживание проводки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №3.

Тема: Измерение постоянных токов и напряжений мультиметром. Измерение переменных токов и напряжений мультиметром.

Цель работы: изучить способы измерения постоянных токов и напряжений мультиметром. измерения переменных токов и напряжений мультиметром.

Цифровой мультиметр это основной инструмент специалиста по КИП, ведь с его помощью можно проверить поступает ли напряжение питания на датчик, измерить выходной ток прибора, найти обрыв в кабеле и многое другое. Цифровые мультиметры получили широкое распространение благодаря малым габаритам и весу, широким пределам измерения, приемлемой точности и низкой цене.

Простые цифровые мультиметры типа DT 830 и аналогичные им имеют на лицевой панели 3,5 разрядный семисегментный ЖК индикатор, поворотный переключатель пределов измерения и три гнезда для подключения щупов. Питание мультиметра осуществляется от батарейки типа "Крона" напряжением 9В. Для замены батарейки необходимо снять заднюю крышку прибора, при этом также открывается доступ к печатной плате мультиметра, на которой расположен, в том числе, предохранитель номиналом 200 мА.

Одно из гнезд для подключения щупов, а именно гнездо СОМ, задействовано всегда, при любом роде выполняемых измерений. Обычно к гнезду СОМ присоединяется щуп черного цвета, а к гнезду VΩmA подключается щуп красного цвета при измерении постоянного и переменного напряжения, сопротивления и постоянного тока величиной до 200 мА. Для измерения постоянного тока величиной более 200 мА красный щуп из гнезда VΩmA необходимо вынуть и подключить его в гнездо 10А.

а лицевой панели мультиметра кроме того расположен восьми контактный разъем (сокетт) подключения транзисторов для измерения коэффициента усиления по току h21э (или hFE). Причем измерить коэффициент усиления по току удается только у биполярных низкочастотных транзисторов малой и средней мощности. Так как в процессе обслуживания и ремонта оборудования КИП нет необходимости измерять коэффициент усиления транзисторов, то данный режим работы мультиметра рассматриваться не будем. Отметим лишь только, что к контакту Е разъема подключается эмиттер транзистора, к контакту В - база, к контакту С - коллектор, но перед этим необходимо, например, по справочнику определить структуру транзистора: p-n-p или n-p-n и выбрать соответствующую сторону разъема.

Измерение постоянного и переменного напряжения (режим вольтметра)

Изучение работы мультиметра начнем с режима измерения напряжения (режим вольтметра), так как для его измерения не требуется выполнять какие-либо переключения или отключения в цепи и технически оно реализуется наиболее просто.

Во-первых, необходимо определить какое напряжение вы собираетесь измерить – постоянное или переменное. Для этого внимательно изучите схемы электрические принципиальные данного щита или прибора, маркировочные бирки и кембрики на кабелях и проводах, маркировку клемм приборов и оборудования и обозначения на печатных платах прибора (если вы производите измерения внутри прибора, например, при его ремонте).

Для измерения постоянного напряжения (батарейки, аккумуляторы, выходы блоков питания постоянного тока, цепи питания большинства современных датчиков КИП, термоЭДС термопар) установите поворотный переключатель в положение DCV (или V=). Для измерения переменного напряжения (бытовая электрическая розетка, выходы источников бесперебойного питания 220В, осветительная сеть, цепи питания двигателей насосов, вентиляторов, трансформаторов и исполнительных механизмов) установите поворотный переключатель в положение ACV (или V~).

Во-вторых, после того как вы определили вид напряжения необходимо выбрать предел измерения. Если величина измеряемого напряжения не известна вам даже ориентировочно (например, у батарейки типа «Крона» постоянное напряжение 9В, а в бытовой розетке 220В переменного напряжения), то начинайте измерение с наибольшего предела измерения, уменьшая предел измерения до тех пор, пока измеренная величина не окажется максимально близка к пределу измерения, но при этом все еще будет меньше его. Например, для измерения постоянного напряжения вы установили предел 200В и при измерении напряжения получили значение равное 12,0В. Полученное значение напряжение 12В меньше следующего за 200В предела измерения мультиметра от 0 до 20В, а значит можно выбрать этот предел измерения. Измерив тоже самое напряжение 12,0В на пределе 20В вы получили более точное значение напряжения 11,98В.

И в-третьих, для измерения напряжения на участке электрической цепи подключать мультиметр следует параллельно участку цепи, на котором необходимо измерить напряжение. Никаких разрывов или отключений цепи при этом выполнять не надо.

 

Измерение постоянного тока (режим амперметра)

Простые мультиметры типа DT 830В предназначены для измерения только постоянных токов, переменный ток этим мультиметром измерять нельзя. Поэтому подготовка мультиметра к измерениям сводиться к выбору поворотным переключателем нужного предела измерения. Начинать измерения следует с наибольшего предела измерения. Необходимо учитывать, что при измерении токов до 200 mA щупы прибора должны быть вставлены в гнезда COM и VΩmA, а при измерении токов от 200 mA и до 10 А, щуп из гнезда VΩmA необходимо переставить в гнездо 10А. Естественно, что при измерении токов свыше 200 mA поворотный переключатель должен быть установлен в положение 10А.

При выполнении измерений мультиметром внутри оборудования КИП с навесным монтажом радиодеталей на жала щупов рекомендуется надеть отрезки ПВХ трубочек (кембриков) или термоусадочной трубки. Это необходимо для исключения случайного касания жалом щупа нескольких точек схемы с разными потенциалами (например, контактной площадки и вывода рядом стоящего радиоэлектронного компонента) в результате чего может произойти короткое замыкание. В случае использования изолирующих трубочек оголенными оставляют только самые кончики щупов (их конусную заостренную часть).

 

Практическая работа №4. Тема: Измерение мощности в цепях постоянного и переменного однофазного и трехфазного тока.

Цель работы: Изучить способы измерения мощности

Измерение мощности в цепях постоянного токавозможно косвенным методом при помощи амперметра и вольтметра, так как , а в цепях переменного тока при помощи амперметра, вольтметра и фазометра с расчётом активной мощности по формуле . Однако в этих случаях измерение мощности связано с вычислением по отсчётам двух или трёх приборов, что снижает точность и усложняет процесс измерения.

Измерение мощности в цепях постоянного и переменного токов промышленной частоты осуществляется ваттметрами, обычно с электродинамическими измерительными механизмами.

 

Электродинамические ваттметры выпускаются виде переносных приборов высоких классов точности (0,1; 0,5).

Для измерения мощности на высоких частотах приме­няются термоэлектрические и электронные ваттметры, пред­ставляющие собой магнитоэлектрический измерительный механизм, снабженный преобразователем активной мощно­сти в постоянный ток.

На рис.1. показана схема включения в цепь перемен­ного тока электродинамического ваттметра для измере­ния активной мощности, приемника или потребителя с со­противлением нагрузки . Подвижная катушка включается последовательно с добавочным резистором параллельно приемнику.

Угол отклонения стрелки электродинамического измерительного прибора

,

где — масштабные коэффициенты.

Таким образом, шкалу электродинамического ваттмет­ра можно проградуировать в единицах измерения активной мощности.

Измерение активной мощности в трехфазных це­пях. Активную мощность можно измерить при помощи од­ного, двух или трех приборов в зависимости от схемы сое­динения фаз потребителя и симметрии нагрузки. Рассмот­рим соответствующие схемы включения.

Активная мощность трехфазно­го потребителя, фазы которого соединены звездой, равна сумме мощностей отдельных фаз:

Из этого выражения видно, что, измерив активную мощ­ность каждой из фаз и просуммировав показания, можно определить активную мощность трехфазного потребителя. Такой метод измерения называется методом трех ваттмет­ров. Наиболее часто он применяется для измерения мощ­ности в трехфазной четырехпроводной несимметричной системе (Рис. 2).

Рис. 2. Схема включения ваттметров в трёхфазной цепи

 

В частном случае симметричного трехфазного приёмника и . Поэтому в симметричной трёхфазной цепи измерение активной мощности может быть выполнено одним прибором (Рис. 3).

а б

Рис. 3. Схема измерения мощности симметричного приёмника

 

При соединении симметричного приемника треугольни­ком также достаточно измерить мощность в одной фазе (Рис. 3, ); общая мощность равна утроенному показа­нию ваттметра.

Как известно, мощность любой трехфазной системы (вне зависимости от схемы соединения приемников) равна сумме мощностей отдельных фаз или мощности источника пи­тания (генератора, трансформатора). Для мгновенных зна­чений мощности трёхпроводной трехфазной цепи будет справедливо выражение:

,

где , , — мгновенные значения мощностей отдель­ных фаз; , , , , , ,— мгновенные значения фазных напряжений и токов источника питания, фазы которого будем считать соединенными звездой, так что фазные то­ки равны линейным.

Рис. 4. Схема измерения мощности двумя ваттметрами

 

Выразив согласно закону Кирхгофа значения фазных токов , , в виде ,,и подставив эти значения поочерёдно в вышеприведённое уравнение, после преобразований получим

, где , , - мгновенные значения линейных напряжений.

Переходя к средней, т. е. активной, мощности источника и равной активной мощности приемника, имеем

,

где , , - углы сдвига фаз между линейными напряжениями и токами; , , , , , - действующие значения линейных токов и напряжений.

Таким образом, активная мощность трёхфазной системы равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров: . На рис. 4. представлена одна из трёх возможных схем включения двух приборов для измерения активной мощности. Метод двух ваттметров применяется для измерения активной мощности в несимметричных трехпроводных трехфазных цепях.

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №5. Тема: Изучение работы вольтметров.

Цель занятия: Ознакомиться с основными техническими характеристиками вольтметров. Ознакомиться с функциональными схемами и устройством различных типов вольтметров. Получить практические навыки работы с приборами.

Домашнее задание: Изучить структурные схемы, принцип работы, назначение органов управления вольтметров. Ознакомиться с описанием лабораторной работы, изучить приложение к работе. Подготовить бланк отчета.

Вопросы для самопроверки

1.Поясните назначение вольтметра В3-38.

2.Укажите пределы измерения напряжения вольтметром В3-38.

3.Поясните функциональную схему В3-38, укажите назначение всех блоков.

4.Поясните назначение вольтметра В7-27.

5.Поясните принцип действий вольтметра В7-27 по структурной схеме.

6.Поясните назначение прибора Ц4315.

7.Укажите, какие параметры можно измерить прибором Ц4315.

Приборы. Оборудование и документация

1.Милливольтметр В3-38.

2.Цифровой вольтметр В7-27.

3.Измерительный генератор Г3-102.

4.Комбинированный прибор Ц4315.

Указание мер безопасности

В процессе выполнения лабораторной работы необходимо

 руководствоваться действующей в лаборатории инструкцией по ТБ.

Порядок выполнения работы 

1.Ответить на вопросы преподавателя по разделу 4 и домашнему заданию.

2.Получить инструктаж по работе.

3.Изучить функциональную схему прибора В3-38.

4.Изучить назначение органов управления и правила отсчета напряжения с вольтметров В3-38 и В7-27.

5.Выполнить задание 1. Произвести проверку шкалы прибора В3-38 по варианту, указанному преподавателем (таблица 1), собрав схему измерений (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема измерения для проверки шкалы прибора В3-38

Таблица 1 – Исходные данные для выполнения задания 1

Номер варианта	Напряжение на выходе генератора
	мВ	мВ	мВ	мВ	В	В	В	В	В	В	В
1	3	12	65	210	0,6	2,2	5,6	7,5	12	23	27
2	5	17	75	270	0,77	1,5	2,5	4,5	8	13	20
3	7	22	50	150	0,25	2,8	4,2	6,5	10	15	25
4	8	25	45	300	0,8	1,2	3,2	5,3	7	10	30
5	9	15	30	256	0,5	1,8	2,8	3,8	13	17	27

6.     Измеренные и расчетные величины занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты выполнения задания 1

Номер варианта

Uген, В

L, дБ (В3-38)

U, В (В3-38)

U, В (В7-27)

ΔU, В

Δпр, %

7.     Выполнить задание 2. Проверить зависимость показаний вольтметра В3-38 и Ц4315 от частоты по варианту, указанному преподавателем (таблица 3), собрав схему (рисунок 2). На выходе генератора Г3-102 поддерживать постоянный уровень напряжения, указанный преподавателем.

Рисунок 2 – Схема измерения для проверки зависимости показаний вольтметра В3-38 и Ц4315 от частоты

Таблица 3 – Исходные данные для выполнения задания 2

Номер варианта	Прибор		Частота на шкале генератора, кГц
1	В3-38 Ц4315	1В	0,02	0,045	0,2	1	2	10	20	50	100	150	200
2	В3-38 Ц4315	3В	0,03	0,05	0,1	0,5	1	5	10	25	50	100	200
3	В3-38 Ц4315	5В	0,025	0,045	0,35	0,7	1,2	4	8	15	30	100	150
4	В3-38 Ц4315	15В	0,035	0,045	0,4	1,5	3	12	20	50	100	150	200
5	В3-38 Ц4315	25В	0,015	0,045	0,6	1,5	2,5	7,5	15	20	25	50	100

8.     Заданные, измеренные и расчетные величины занести в таблицу 4 и построить график зависимости U=φ(f) для обоих вольтметров.

Таблица 4 – Результаты выполнения задания 2

Номер варианта

Прибор

F, кГц

В3-38

U, В

L, дб

Ц4315

U, В

L, дб

9.     Проанализировать результаты измерений и сделать выводы.

10. Составить отчет по работе.

11. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчёта

1.     Наименование и цель лабораторной работы.

2.     Перечень приборов и устройств, использовавшихся при выполнении лабораторной работы.

3.     Схемы измерений, таблицы с результатами измерений и вычислений.

4.     График U=φ(f) для двух вольтметров В3-38 и Ц4315.

5.     Выводы по работе.

Контрольные вопросы

Поясните назначение органов управления на передней панели В3-38.

Поясните назначение органов управления на передней панели В7-27.

Поясните порядок отсчета показаний по прибору В3-38.

Поясните порядок отсчета показаний по прибору Ц4315.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Подготовка приборов к работе.

1.     Проверить заземление корпусов приборов.

2.     Подготовить к работе цифровой вольтметр В7-27:

·         Подключить шнур питания к сети питания;

·         Дать время прогреться 2…3 мин.

Подготовить к работе генератор, для чего на генераторе установить:

·         переключатель входных сопротивлений – АТТ;

·         ослабление - +10 дБ;

·         частота – 1 кГц;

·         внутренняя нагрузка – включена;

·         регуляторы “рег.входа” – U=2В.

Порядок проверки вольтметра В3-38. Схема проверки изображена на рисунке 1.

1.     Изменяя напряжение на входе генератора регулятором “рег.вход” установить стрелку вольтметра В3-38 на отметку шкалы в соответствии с вариантом таблицы 1 (переключатель шкал установить на отметку, удобную для отсчета напряжения).

2.     Аналогично п.7.2.1. проделать измерения для всех оцифрованных отметок шкалы таблицы 1 в соответствии с вариантом, указанным преподавателем.

3.     Рассчитать абсолютную погрешность ‘ΔU’ и поправку ‘П’ по формулам:

ΔU=Un-U0, В	(1)
П=-ΔU, В	(2)

Где U_П – показатели проверяемого вольтметра В3-38, В;

U₀ – показатели образцового вольтметра В7-27, В

Рассчитать приведенную погрешность ‘δ_пр’ проверяемого прибора:

Δпр=(ΔU/Uпред)*100%

(3)

Где ΔU – наибольшая абсолютная погрешность, полученная при проверке, В;

U_пред – конечное значение установленного предела измерения, В

Сделать заключение о метрологической исправности прибора, сравнивая приведенную погрешность и основную δ_прив=К, указанную на шкале прибора:

δпр≤К

(4)

Порядок проверки зависимости показания вольтметра В3-38 от частоты.

1.     Собрать схему (рисунок 2).

2.     На генераторе установить:

·         выходное сопротивление - АТТ;

·         ослабление - +10 дБ;

·         внутренняя нагрузка – включена.

3.     Настроить генератор на частоту 45 кГц. Изменяя напряжение на его выходе регулятором “рег.выхода”, установить стрелку вольтметра В3-38 на величину, указанную в таблице 3, согласно варианту. Изменяя частоту генератора в соответствии с заданием таблицы 3 записать показания вольтметра.

4.     Рассчитать абсолютные погрешности в сравнении с напряжением, установленным на f=45 кГц:

ΔU=U1-U45, В	(5)
δ=(ΔU/U45)*100%	(6)

5.     Аналогично п.9.3.1…9.3.4. проделать работу, включив Ц4315 вместо В3-38.

Практическая работа №6. Тема: Расчет добавочных резисторов.

Цель работы: определение пригодности к работе автоматического электронного потенциометра путем сравнения погрешности показаний шкалы прибора с его классом точности.

Описание приборов и принцип действия

 Автоматические электронные потенциометры предназначены для про- мышленного измерения температуры и работают в комплекте с термопарами (или телескопом радиационного пирометра). Измерение температуры в ком- плекте с термопарами осуществляется компенсационным методом, сущность которого состоит в автоматическом уравновешивании потенциометром неиз- вестной термо-э.д.с. термопары известным падением напряжения на опреде- ленном участке рабочей цепи потенциометра. Автоматическая компенсация осуществляется следящей системой потенциометр, основной частью которой является электронный усилитель. Напряжение небаланса, вызванное наруше- нием равновесия в цепи термопара - потенциометр, после усиления приводит в действие реверсивный двигатель, перемещающий реохорд до тех пор, пока не будет достигнута компенсация, т.е. равенство падения напряжения в цепи и измеряемой термо-э.дс. В этом случае ток разбаланса станет равен нулю. Основные достоинства электронных потенциометров:

 • автоматическая непрерывная компенсация термо-э.д.с. термопары; • независимость показаний потенциометра от величины сопротивления внешней цепи, так как ток в цепи термопары равен нулю;

• автоматическое введение поправки на температуру свободных концов термопары;

• высокая точность измерения.

Автоматический потенциометр является показывающим и самопишу- щим одноточечным (многоточечным) прибором для измерения температуры с помощью термопары гр. ХК в пределах от 0 до 400 °С. Класс точности при- бора 0,5. Прибор питается переменным током напряжением 220В и частотой 50 Гц Колебания напряжения сети и частоты соответственно на ± 10 % и ± 5 % от номинального значения не оказывают заметного влияния на показами прибора. При нормальной температуре и относительной влажности окру- жающего воздуха (20°С и 60 %) основная погрешность показаний прибора составляет ±0,5 %. На каждые 10 °С отклонения температуры окружающего воздуха от нормального значения погрешность прибора увеличивается на ±0,04 %. Повышение влажности на каждые 10 % по отношению к нормаль- ной дает дополнительную погрешность не более ±0,15 %.

Для поверки автоматического потенциометра используется источник питания постоянного тока Б5-44, который обеспечивает подачу на потенциометр напряжения от 0 до 30 мВ. Подача напряжения осуществляется цифровым переключателем с диапазоном 0,1 мВ. Этот прибор имеет класс точности 0,5. - 15

3. Подготовка производства опытов

1. Включить питание поверяемого потенциометра и через 10 минут (время прогрева и стабилизации температуры прибора) после включения приступить к его поверке.

2. Подключить выход питания Б5-44 к входу автоматического потенциометра (колодка подключения термопары гр. ХК на задней стенке прибора).

 3. Измерить температуру и влажность в помещении лаборатории для учета дополнительной погрешности приборов.

4. Поверка потенциометра

1. Подавая напряжение от блока питания Б5-44 набором цифрового переключателя от 0 до 29,8 мВ с шагом 2 мВ, записать в табл. показания Б5-44 в мВ и соответствующие им показания поверяемого потенциометра в °С и соответствующие им значения в мВ (эти значения следует взять из табл. 5 для термо-э.дс. стандартной термопары гр. ХК. 2. Проделать аналогичную поверку, записав показания при подаче напряжения от Б5-44 в обратном направлении при его снижении от 28,8 до 0 мВ.

5. Содержание отчета

1. Для каждой поверяемой точки произвести определение абсолютной по- грешности и вариации показаний в милливольтах.

2. Определить максимальную величину абсолютной погрешности и вариа- ции.

3. Определить максимально допустимые величины абсолютной погрешности поверяемого прибора с учетом погрешности источника питания в соответствии с их классом точности и диапазоном шкалы.

4. Определить пригодность поверяемого потенциометра к эксплуатации, руководствуясь следующим: подсчитанная при поверке прибора максимальная абсолютная погрешность не должна превышать максимально допустимой, определенной в соответствии с классом точности; вариация показании прибора также не должна превышать максимально Допустимой абсолютной погрешности.

5. Построить график поверки потенциометра (по оси абсцисс откладывается значение термо-э.д.с. источника питания в мВ, а по оси ординат -абсолютная погрешность поверяемого потенциометра в мВ).

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №7. Тема: Измерение напряжения переменного тока.

Цель работы: изучить принцип измерения напряжения переменного тока.

1.                 Назначение прибора.

Прибор предназначен для измерения напряжения переменного тока от 0.1мкВ до 300В в диапазоне частот от 20Гц до 5 МГц.

Прибор имеет отдельную шкалу, проградуированную в дБ. Уровень «0»дБ соответствует 0.775В.

2.                 Технические характеристики.

Основная приведенная погрешность не превышает ±2.5% на пределах от 1В до 300В. Нормальные условия эксплуатации, при которых погрешность прибора не превышает основной: температура окружающего воздуха +20±5°С.

Форма кривой напряжения – синусоидальная с коэффициентом гармоник не более 2%.

Диапазон частот от 45Гц до 1МГц.

Питание прибора от сети переменного тока напряжением 220В±10% частотой 50Гц±1%. Время самопрогрева – 15 минут.

Входное сопротивление на частоте 55 Гц не менее 5МОм на пределах 1…300мВ и не менее 4МОм на пределах 1…300мВ.

 функциональная схема прибора приведена на рисунке 3.

Рисунок 1 – Функциональная схема В3-38

Широкополосный усилитель (ШУ) обеспечивает усиление сигнала до 1В при полном отклонении стрелки прибора. Усилитель выполнен на четырех транзисторах. ШУ охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Стрелочный отсчетный прибор магнитоэлектрической системы (микроамперметр 1000мкА) включен в диагональ моста, образованного двумя полупроводниковыми диодами и двумя резисторами.

Показания прибора пропорциональны среднему значению, а шкала проградуирована в эффективных значениях синусоидального напряжения. Питание активных узлов осуществляется от выпрямителя на диодах с RC-фильтрами. Выпрямленное напряжение 24В стабилизировано стабилизаторами.

На передней панели миллиамперметра расположены следующие органы управления:

·                     Ручка переключателя пределов измерения;

·                     Отсчетный стрелочный прибор;

·                     Корректор механического нуля;

·                     Входное гнездо;

·                     Индикаторная лампочка о включении прибора в сеть;

·                     Тумблер включения/выключения прибора.

На задней панели расположены:

·                     Предохранитель;

·                     Клемма для заземления корпуса;

·                     Шнур питания.

Комбинационный прибор ц4315

Прибор предназначен для непосредственного измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока; сопротивления постоянному току; емкости; абсолютного уровня переменного напряжения.

Технические характеристики.

Класс точности при измерении постоянного напряжения, тока и сопротивления 2.5%. Класс точности при измерении переменного напряжения и тока, емкости и уровня передачи 4.0;.Рабочее положение - ±2°; Температура - +15…+25°С; Форма кривой тока или напряжения – синусоидальная с коэффициентом искажения не более 2%. Номинальная область частот и расширенная указаны в таблице на нижней крышке прибора. Номинальные области подчеркнуты. Входное сопротивление вольтметра переменного тока – 2кОм/В на всех пределах кроме 1В и 2.5В. В приборе применен измерительный механизм магнитоэлектрической системы. Выпрямление переменного тока происходит по двухполупериодной схеме выпрямления на германиевых диодах. Прибор измеряет среднее значение переменного напряжения, но проградуирован в действующих (эффективных) значениях при синусоидальной форме кривой (коэффициент формы ). При измерении прибором в цепях с напряжением выше 30В не рекомендуется подключать и отключать прибор при включенном напряжении в исследуемой цепи. Измерение с щупом необходимо проводить одной рукой, вторая рука должна остаться свободной во избежание прохождения электрического тока через организм человека.

Подготовка к работе с прибором.

Установить прибор в горизонтальное положение. Стрелку прибора, при необходимости, установить на начальные отметки шкал механическим корректором. Переключатель рода работы установить в положение, соответствующее роду измеряемой величины. Переключатель пределов измерения установить в положение, соответствующее роду измеряемой величины. Переключатель пределов измерения установить в положение, соответствующее ожидаемому значению измеряемой величины. Если значение не известно даже приблизительно, следует начинать измерения с максимального предела. В цепях повышения точности измерения целесообразно получать отклонение стрелки в правой части шкалы. Включение прибора в измерительную схему производят в соответствии с маркировкой у зажимов. При измерении на повышенных частотах во избежание значительных погрешностей, связанных с утечкой емкостных токов, общий зажим прибора (обозначается *) должен быть подключен к заземленной точке схемы. По окончании измерения, отключив прибор от исследуемой цепи, целесообразно установить переключатель пределов измерения в положение 1000В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №8. Тема: Измерение R  методом вольтметра – амперметра. 

Цель работы:

1.Изучить устройство и работу омметра и измерительного моста.

2.Научиться производить измерения сопротивлений различными методами.

I.Контрольные вопросы:

1.На какие группы делятся электрические сопротивления в зависимости от их значения?

2.Укажите значения сопротивлений соответствующие каждой группе.

3.Укажите косвенные и непосредственные методы измерений сопротивлений.

4.Почему метод вольтметра – амперметра непригоден для измерения очень малых и очень больших сопротивлений?

5.Обьясните работу моста в соответствии с приведенной электрической схемой:

Рис. 1 - Схема моста постоянного тока

6.Какой из методов измерения сопротивлений является более точным и почему?

II. Приборы и оборудование:

Таблица 1

N п/п	Наименование прибора или др. оборудования	Тип	Количество	Технические характеристики

III. Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с приборами и другим оборудованием, предназначенным для проведения лабораторного занятия, записать их технические характеристики.

2.Выбрать схему включения амперметра и вольтметра в зависимости от величины

измеряемых сопротивлений.

Рисунок 2 - Схема включения амперметра и вольтметра для измерения сопротивлений

4.Определить сопротивление трех резисторов методом вольтметра – амперметра. Повторить опыт при других значениях напряжения и тока.

5.Вычислить среднее значение сопротивления для каждого резистора.

Rx = U/I Rx ср =

6.Результаты измерений занести в таблицу 4.2.

Таблица 2

N п/п	Измеряемое сопротивл.	Измерено сопротивление
		методом вольтметра и амперметра					методом омметра		методом моста
		U, B	I, A	Rx, Ом	Rx ср, Ом	R′x, Ом		R″x, Ом
1 2	R1
1 2	R2
1 2	R3

5.По заводской инструкции ознакомиться со схемой и правилами эксплуатации омметра. Измерить сопротивления тех же резисторов омметром, результаты записать в таблицу 4.2.

6.Ознакомиться с устройством измерительного моста и правилами его пользования. Описать порядок измерения сопротивления мостом:

7.Произвести измерение сопротивлений резисторов с помощью моста, результаты полученных измерений занести в таблицу 4.2.

8.Сравнить измеренные сопротивления резисторов с их номинальными значениями.

IV. Выводы по проделанной работе:

 

 

 

 

Практическая работа №9. Тема: Измерение С, методом вольтметра – амперметра.

Цель работы: Изучить метод вольтметра-амперметра для измерения емкостей на постоянном токе. Приобрести навыки в проведении измерений емкостей указанным методом, Экспериментально проверить точность метода путём сопоставления результатов измерений с номинальными значениями емкостей. Приобрести навыки количественной оценки точности результатов измерений и расчётов.

Оборудование: конденсаторы, амперметр, вольтметр

Краткие теоретические сведения

Метод вольтметра - амперметра применяют для измерения сравнительно больших ёмкостей. Питание измерительной схемы обычно производят от источника тока низкой частоты: F = 50...1000 Гц, поэтому оказывается возможным пренебречь активными потерями в конденсаторах, а также влиянием реактивных параметров измерительных приборов и паразитными связями.

Рис. 1. Схемы измерения ёмкостей методом вольтметра-амперметра

Схема измерений представлена в двух вариантах на рис. 1. Проверяемый конденсатор Сх включается в цепь переменного тока известной частоты F, и реостатом (или потенциометром) R устанавливают требуемое по условиям испытания либо удобное для отсчёта значение тока I или напряжения U. По показаниям приборов переменного тока V и mА можно рассчитать полное сопротивление конденсатора

Z = (R²+X²)^0,5=U/I ,       (1)

где R и X = 1/(2*π*F*C_x) - соответственно его активная и реактивная составляющие.

Если потери малы, т. е. R << X, то измеряемая ёмкость определяется формулой

C_x = I/(2*π*F*U).       (2)

Схема на рис. 1, а, даёт достаточно точные результаты при измерении больших ёмкостей, сопротивление которых X значительно меньше входного сопротивления вольтметра V. Схема на рис. 1, б, применяется для измерения меньших ёмкостей, сопротивление которых в десятки и более раз превышает сопротивление миллиамперметра mA. Предположим, что требуется измерять ёмкости в пределах 0,1-1 мкФ на частоте 50 Гц при наличии миллиамперметра переменного тока на 3 мА. Так как сопротивление этих ёмкостей X = 3200...32000 Ом во много раз больше любого возможного сопротивления миллиамперметра, то измерение следует проводить по схеме на рис. 1, б, при напряжении питания U ≥ I*X = 0,003*3200 ≈ 10 В.

Схема на рис. 1, а может быть применена и для измерения ёмкостей электролитических конденсаторов. Если напряжение питания не превышает 1-2 В, то измерение допустимо проводить при установке переключателя В в положение 1. При больших переменных напряжениях возможно повреждение конденсаторов вследствие разложения электролита. Эта опасность устраняется, если переключатель В установить в положение 2. При этом последовательно с источником переменного тока частоты F включается источник постоянного тока, напряжение на зажимах которого U₀ должно превышать амплитуду переменного напряжения. Тогда в цепи будет действовать пульсирующее напряжение, безопасное для конденсатора при условии правильной полярности его включения в схему. Пульсирующее напряжение можно также получить при последовательном включении в измерительную схему диода. Во всех случаях вольтметр V и миллиамперметр mA должны измерять лишь переменные составляющие напряжения и тока, для чего они выполняются с закрытой схемой входа.

Собрать схему, произвести измерения, сделать вывод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №10. Тема: Измерение L, методом вольтметра – амперметра.

Цель работы: Изучить метод вольтметра-амперметра для измерения индуктивностей на постоянном токе. Приобрести навыки в проведении измерений индуктивностей указанным методом, Экспериментально проверить точность метода путём сопоставления результатов измерений с номинальными значениями индуктивностей. Приобрести навыки количественной оценки точности результатов измерений и расчётов.

Оборудование: катушки индуктивности, амперметр, вольтметр.

Краткие теоретические сведения

Измерение индуктивности катушки методом амперметра – вольтметра возможно, если ее сопротивление R_L значительно меньше реактивного сопротивления X_L. При этом

 , откуда  .

Если требуется получить более точный результат, то необходимо учесть сопротивление катушки. Так как

 , то  .

Погрешности измерения параметров элементов цепей методом амперметра – вольтметра на низких частотах составляют 0.5 … 10%. Погрешности измерения возрастают с увеличением частоты.

При измерении индуктивно­сти катушки методом вольтметра—амперметра необходимо, чтобы ее активное сопротивле­ние R было значительно меньше ее реактивного сопро­тивления wL.
При этом на основании закона Ома
 откуда  

При измерении индуктивности методом вольтметра — амперметра на высоких частотах появляется погрешность измерения, обусловленная влиянием собственной емкости катушки индуктивности С_к и входной емкости вольтмет­ра С_в, так как

Это объясняется тем, что измеряемая индуктивность L_х и ее шунтирующая емкость С образуют параллельный контур, сопротивление которого при приближе­нии частоты генератора f к частоте собственных колеба­нии контура f₀ возрастает, что эквивалентно увеличению индуктивности L. В результате этого измеренная индуктивность (действующая) окажется больше действительной, причем эта разница будет тем больше, чем больше частота питающего напряжения. Величину Lх часто измеряют на рабочей частоте, что позволяет судить об эквивалентном (действующем) значении индуктивности в реальных условиях работы катушки. На рис. 10-4 изображена одна из схем измерения индуктивности катушки со стальным сердечником и подмагничиванием.

Следует отметить, что подмагничивание сердечника катушки постоянной составляющей тока влияет на ин­дуктивность в сторону ее уменьшения, поэтому измере­ние индуктивности производится в рабочих условиях, т. е. при наличии соответствующего подмагничивания. Вначале но показаниям амперметра А при помощи R₃ и R₁ устанавливают определенную величину тока подмагничивания I₀. Затем методом вольтметра—ампермет­ра определяют индуктивность катушки: (10-7), где U₁ — падение напряжения переменной составляющей на индуктивности; I_~—переменная составляющая тока, проходящего
через L_x.  Ток I_~ определяется косвенно по закону Ома:
где U₂—показание электронного вольтметра, имеющего 
закрыты и вход; R₂¾ точно известное сопротивление. 

Измерение взаимной индуктивности. Для измерения взаимной индуктивности методом вольтметра ампер­метра используется схема, приведенная на рис. 10-5.

Из электротехники известно, что э. д. с. взаимной индуктивности Е₂, наводимая магнитным полем тока I1 первичной катушки в катушке вторичной, определяется по формуле  При достаточно большом входном сопротивлении вольтметра, подключенного к вторичной катушке, можно считать, что показание вольтметра U примерно равно э. д. с. взаимной индуктивности. Следовательно,
Для повышения точности измерение необходимо про­изводить на частоте, как можно меньшей относительно резонансной частоты катушки, и применять электроста­тический экран. В этом случае резонансные свойства
катушки не проявляются и емкостная связь между ка­тушками устраняется.
Метод вольтметра— амперметра, так же как и другие методы, может быть использован для измерения взаим­ной индуктивности способом двукратного определения индуктивности катушек. Этот способ заключается в измерении общей индук­тивности последовательно соединенных исследуемых ка­тушек индуктивности при их согласованном и встречном соединении (рис. 10-6). При согласованном включении катушек, т. е. когда э. д. с. взаимоиндукции совпадает но фазе с э. д. с. само­индукции, общая индуктивность получается максималь­ной т. р

При встречном соединении катушек, когда э. д. с. взаимоиндукции и самоиндукции находятся в противофазе, общая индуктивность будет минимальной, т. е,  Вычитая одно выражение из другого, получаем:
 (10-9) Следует иметь и виду, что на точность измерения М влияют степень связи и частота. При слабой связи раз­ность L_макс—L_мин получается очень малой и точность определения М низкая. С. увеличением же частоты по­грешность измерения возрастает из-за влияния пара­зитной емкости катушек и емкости между катушками.

 

Практическая работа №11. Тема: Измерение статических параметров диодов и транзисторов мультиметром. Измерение динамических параметров диодов и транзисторов.

1.1. Цель работы Исследование вольтамперных характеристик, определение основных параметров различных типов полупроводниковых диодов и стабилитронов и анализ простейших схем с полупроводниковыми диодами и стабилитронами.

1.1.1. Теоретическая часть

Основным элементом большинства полупроводниковых приборов является электронно-дырочный переход (р-n-переход), представляющий собой переходный слой между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электронную электропроводность, а другая — дырочную.

1.1.2. Р-n переход при внешнем напряжении, приложенном к нему

Внешнее напряжение нарушает динамическое равновесие токов в p-n-переходе. P-n-переход переходит в неравновесное состояние. В зависимости от полярности напряжения приложенного к областям в p-n-перехода возможно два режима работы.

1) Прямое смещение p-n перехода. Р-n-переход считается смещённым в прямом направлении, если положительный полюс источника питания подсоединен к р-области, а отрицательный к n-области (рис.1.2)

При прямом смещении, напряжения j_к и U направлены встречно, результирующее напряжение на p-n-переходе убывает до величины j_к - U . Это приводит к тому, что напряженность электрического поля убывает и возобновляется процесс диффузии основных носителей заряда. Кроме того, прямое смещении уменьшает ширину p-n перехода, т.к. l_p-n≈(j_к – U)^1/2. Ток диффузии, ток основных носителей заряда, становится много больше дрейфового. Через p-n-переход протекает прямой ток

I_р-n=I_пр=I_диф+I_др @I_диф .

При протекании прямого тока основные носители заряда р-области переходят в n-область, где становятся неосновными. Диффузионный процесс введения основных носителей заряда в область, где они становятся неосновными, называется инжекцией, а прямой ток – диффузионным током или током инжекции. Для компенсации неосновных носителей заряда накапливающихся в p и n-областях во внешней цепи возникает электронный ток от источника напряжения, т.е. принцип электронейтральности сохраняется.

При увеличении U ток резко возрастает, - температурный потенциал, и может достигать больших величин т.к. связан с основными носителями концентрация которых велика.

2) Обратное смещение, возникает когда к р-области приложен минус, а к n-области плюс, внешнего источника напряжения (рис.1.3).

Такое внешнее напряжение U включено согласно j_к . Оно: увеличивает высоту потенциального барьера до величины j_к + U ; напряженность электрического поля возрастает; ширина p-n перехода возрастает, т.к. l_p-n≈(j_к + U)^1/2 ; процесс диффузии полностью прекращается и через p-n  переход протекает дрейфовый ток, ток неосновных носителей заряда. Такой ток  p-n-перехода называют обратным, а поскольку он связан с неосновными носителями заряда, которые возникают за счет термогенерации то его называют тепловым током и обозначают - I₀ , т.е.

I_р-n=I_обр=I_диф+I_др @I_др= I₀.

Этот ток мал по величине т.к. связан с неосновными носителями заряда, концентрация которых мала. Таким образом, p-n перехода обладает односторонней проводимостью.

При обратном смещении концентрация неосновных носителей заряда на границе перехода несколько снижается по сравнению с равновесной. Это приводит к диффузии неосновных носителей заряда из глубины p и n-областей к границе p-n перехода. Достигнув ее неосновные носители попадают в сильное электрическое поле и переносятся через p-n переход, где становятся основными носителями заряда. Диффузия неосновных носителей заряда к границе p-n перехода и дрейф через него в область, где они становятся основными носителями заряда, называется экстракцией. Экстракция и создает обратный ток p-n перехода – это ток неосновных носителей заряда.

Величина обратного тока сильно зависит: от температуры окружающей среды, материала полупроводника и площади p-n перехода.

Температурная зависимость обратного тока определяется выражением , где  - номинальная температура,  - фактическая температура,  - температура удвоения теплового тока .

Тепловой ток кремниевого перехода много меньше теплового тока перехода на основе германия  (на 3-4 порядка). Это связано с j_к материала.

С увеличением площади перехода возрастает его обьем, а следовательно возрастает число неосновных носителей появляющихся в результате термогенерации и тепловой ток.

Итак, главное свойство p-n-перехода – это его односторонняя проводимость. Его ВАХ приведена на рис.1.4.

1.1.3. Полупроводниковые диоды

 Полупроводниковый прибор с одним р-n-переходом, имеющий два омических вывода, называют полупроводниковым диодом (рис.1.4). Одна из областей р-n-структуры (р⁺), называемая эмиттером, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая базой.

Статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода изображена на рис.1.4. Здесь же пунктиром показана теоретическая ВАХ электронно-дырочного перехода, определяемая соотношением

I=I₀(е^U/(mjт)-1),  (3)

где Iо — обратный ток насыщения (ток экстракции, обусловленный неосновными носителями заряда; значение его очень мало); U — напряжение на p-n-переходе; j_т = kT/e — температурный потенциал (k — постоянная Больцмана, Т — температура, е — заряд электрона); m — поправочный коэффициент: m = 1 для германиевых р-n-переходов и m = 2 для кремниевых p-n-переходов при малом токе).

Кремниевые диоды имеют существенно меньшее значение обратного тока по сравнению с германиевыми, вследствие более низкой концентрации неосновных носителей заряда. Обратная ветвь ВАХ у кремниевых диодов при данном масштабе практически сливается с осью абсцисс. Прямая ветвь ВАХ у кремниевых диодов расположена значительно правее, чем у германиевых.

Если через германиевый диод протекает постоянный ток, при изменении температуры падение напряжения на диоде изменяется приблизительно на 2,5 мВ/°С:

dU/dT= -2,5 В/°С. (1.5)

Для диодов в интегральном исполнении dU/dT составляет от —1,5 мВ/°С в нормальном режиме до —2 мВ/°С в режиме микротоков.

Максимально допустимое увеличение обратного тока диода определяет максимально допустимую температуру диода, которая составляет 80 – 100 °С для германиевых диодов и 150 – 200 °С для кремниевых.

Минимально допустимая температура диода лежит в пределах -(60 – 70)°С.

Дифференциальным сопротивлением диода называют отношение приращения напряжения на диоде к вызванному им приращению тока:

r_ДИФ = dU/dI  (4)

Отсюда следует, что для p-n-перехода r_ДИФ @j_т/I.

1.2. Порядок выполнения работы

Задание 1.

1.1. Соберите схему для получения вольтамперных характеристик диодов и стабилитронов, приведенную на рис.3.1. Для исследования выберите кремниевый диод 1N4001 из раздела Ш4ххх библиотеки диодов или другой по указанию преподавателя.

Рис.1.1

1.2. Установите режим работы вольтметра на измерение постоянного напряжения (DC). Изменяя выходной ток генератора тока от 0.5 мА до 20 мА, занесите в таблицу результаты измерений напряжения на диоде для соответствующих значений тока.

Таблица 1.1

1.3.     Измените тип диода на германиевый диод D9E (1N4009)  из раздела misc (national) библиотеки диодов и повторите измерения в соответствии с п. 1.2.2.

1.4.      Смените   диод   на   стабилитрон    D816A       из   раздела    r-Diod библиотеки стабилитронов или другой по указанию преподавателя и повторите измерения в соответствии с п. 1.2.

1.5.     Измените  полярность включения  стабилитрона путем  удаления   и последующей вставки перевернутого на 180 градусов генератора тока и повторите измерения в соответствии с п. 1.2.

1.6.  Измените тип стабилитрона на  D815D или другой  по указанию преподавателя и повторите измерения в соответствии с п. 1.2.

Задание 2. 

Снять статическую вольтамперную характеристику (ВАХ) диода используя осциллограф

Это наиболее быстрый и удобный способ исследования ВАХ, непосредственно наблюдая ее на экране осциллографа.

2.1. Собрать схему, приведенную на рис.3.3.

2.2. Получить на экране осциллографа изображение ВАХ. Для этого: на выходе генератора установить треугольный сигнал с амплитудой 10В, частотой 10Гц и скважностью 50% .   

Осциллограф поставить в режим В/А. При таком подключении координата точки луча по горизонтальной оси осциллографа будет пропорциональна напряжению, подаваемому на А-вход, а по вертикальной – току через диод. Поскольку напряжение в вольтах на резисторе 1 Ом численно равно току через диод в амперах (I=U/R=U/1=U), по вертикальной оси можно непосредственно считывать значения тока. Это и позволит получить вольтамперную характеристику непосредственно на экране осциллографа. Таким образом, ток и напряжение в каждой точке ВАХ вычисляются из соотношений: I = Y K_y.канВ , U= X K_y.канА , где Y, X&nb– координата точки луча, в делениях шкалы осциллографа; K_y.канА , K_y.канВ – масштабные множители осциллографа по оси Y каналов А и В, причем в размерности множителя канала В K_y.канВ 1мВ соответствует 1мА.

Подобрать значения K_y.канА , K_y.канВ так, чтобы луч не выходил за пределы экрана, а изображение ВАХ было по возможности максимальным. Осевые линии на сетке экрана совпадают с осями ВАХ.

2.3. Снять статическую ВАХ диода в режиме большого сигнала, когда амплитуда сигнала превышает максимальное допустимое обратное напряжение т.е. Um>|Uобр.max|. 

Установить на выходе генератора треугольный сигнал с амплитудой 40В, смещением –10В, частотой 1Гц и получить на экране осциллографа изображение ВАХ (рис.3.4.).

Рис.3.4.

Зарисовать в отчет статическую ВАХ с нанесением по осям координат масштабов соответствующих значениям токов и напряжений. Определить максимальное допустимое обратное напряжение (Uобр.max=__).

 

1.3. Обработка результатов измерений

1.3.1. Постройте на одном графике (ось напряжений от -12 В до + ЗВ, ось
токов от -20 мА до +20 мА) прямые и обратные ветви ВАХ исследованных диодов
и стабилитронов. Сделайте выводы.

1.3.2.  Определите   прямые   статические   R_ст   и   дифференциальные   R_диф
сопротивления для  всех типов диодов  при токах 2  мА  и   10  мА,  прямые  и
обратные   статические   и   дифференциальные   сопротивления   для   всех   типов
стабилитронов при токах 2 мА и 10 мА по формулам:

(дифференциальные сопротивления определяются численным дифференцированием     по    графику),    а    также    напряжения    стабилизации стабилитронов при токе 10 мА.

1.4. Содержание отчета

·                Цель работы.

·        Схемы для снятия ВАХ и осциллограмм.

·        Таблицы с результатами измерений.

·        Вольтамперные характеристики диодов.

·        Расчет параметров, определяемых по результатам измерений.

·        Выводы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №12. Тема: Составление монтажных схем автоматизации.

Монтаж подразделяется на объёмный и печатный. Объёмный мон­таж заключается в соединении элементов схемы отрезками проводов с ис­пользованием различных конструктивных деталей (монтажных планок, стоек, разъёмов и др.), не находящихся в одной плоскости. При этом элек­тропроводные линии собираются (увязываются) в жгуты, где все провод­ники имеют свою нумерацию.

Рассмотрим пример разработки монтажной схемы управления нере­версивным электродвигателем посредством кнопочной станции. Принципиальная электрическая схема управления приведена на рис.1. 

Рисунок 1 - Принципиальная схема управления электродвигателем

При нажатии на кнопку SB1 «Пуск» замыкается контакт SBl:l, ток проходит по цепи: фаза А, контакт SB2:1, контакт SB 1:1, катушка пускате­ля КМ1, фаза N. Срабатывает магнитный пускатель КМ1 и замыкаются его контакты КМ 1:1,...КМ 1:3. При этом упомянутый ток начинает проходить по замкнувшемуся блокирующему контакту КМ1:1, и кнопку SB1 можно отпустить. Электродвигатель Ml начнёт работать, о чём сигнализирует го­рящая сигнальная лампа HL1.

Для отключения электродвигателя необходимо нажать на кнопку SB2 «Стоп», при этом пускатель КМ1 обесточится, и все контакты с марки­ровкой КМ1 на данной схеме разомкнутся.

Конструктивное воплощение данной схемы может выглядеть сле­дующим образом. Имеется пульт, на котором смонтированы кнопочные станции, сигнальные лампы и подведено питающее напряжение, а магнит­ный пускатель подключается к пульту через разъём и монтируется на спе­циальном сменном блоке. Это позволяет получать многофункциональные системы автоматизации, в которых переход с одной функции на другую осуществляется заменой соответствующих сменных блоков. Это удобно и в лабораторных условиях, когда заменой блоков изменяется характер ла­бораторных работ.

В данном случае пульт называется контрольным блоком (АО), так как позволяет проконтролировать правильность разработки схемы автома­тизации и её монтажа на сменном блоке (А1). Внешний вид контрольного блока и его электрическая схема приведены на рис.2.

Здесь: SB1... SB4 - кнопочные станции, HLO - сигнальное табло «Сеть», SA1 - тумблер включения питания, F1 - предохранитель, HL1 и HL2 - сигнальные лампы, SQ1 и SQ2 - имитаторы путевых (конечных) выключателей, Ml и М2 - электродвигатели (здесь используются мало­мощные однофазные асинхронные электродвигатели с фазосдвигающим конденсатором), XS1 - гнездовая часть разъёма (розетка).

Рисунок 2 – Внешний вид блока АО 

В данном блоке используется 30-штырьковый разъём (три ряда по 10 штырьков в каждом). Ряды обозначены буквами А, В и С. На блоке АО на­ходится гнездовая часть XS, а на сменном блоке - штыревая часть (вилка) ХР. Разъём в сборе обозначается XI (1 - порядковый номер разъёма).

Разработка монтажной схемы производится в следующем порядке:

1. На принципиальной электрической схеме проставляются обозна­
чения разъёмов в соответствии со схемой контрольного блока АО в
зависимости от используемых в данной схеме кнопок, ламп, путевых вы­
ключателей, электродвигателей и т.п.

2. Нумеруются провода, соединяющие штырьки разъёмов между со­
бой (перемычки) и с элементами схемы. Нумерация начинается с №101 (1-
ый жгут, 01-ый провод). Если провод раздваивается, то его номер остаётся
тем же. Теперь можно приступать к составлению монтажной схемы сменного блока. На сменном блоке, представляющем собой небольшую панель, закреплены несколько электромагнитных реле и штыревая часть разъёма ХР 1. Од­но из указанных реле и будет использовано в роли магнитного пускателя КМ1.

3. На монтажной схеме сменного блока изображаются: штыревая часть разъёма ХР1 с указанием только задействованных в данной схеме монтажных лепестков и карта расположения всех контактов и ка­тушки КМ1 с нумерацией со стороны выводов. Выводы катушки обычно обозначаются буквами А и В, а выводы контактов имеют цифровую нуме­рацию. Затем соединяются проводами соответствующие выводы разъёма ХР1 и пускателя (реле) КМ1. Все провода собраны в жгут 1. Над соответствующими проводами указывается их нумерация в соответствии со схемой.

Практическая работа №13. Тема: Приборы для измерения электрических величин. Частотомеры. Техническое обслуживание.

 Цель занятия: Изучить функциональную схему и органы управления цифрового частотомера. Получить практические навыки измерения частоты и периода электрических колебаний цифровым частотомером.

Приборы, оборудование и документация: Частотомер Ч3 -84. Генератор Г3-131. Частотомер Ч3-84 Техническое описание, инструкция по эксплуатации.

Порядок выполнения работы

1.Ответить на вопросы преподавателя по домашнему заданию.

2.Получить инструктаж по работе.

3.Изучить структурную схему электронного частотомера Ч3-84, назначение органов управления.

4.Ответить на вопросы преподавателя.

5.Получить у преподавателя индивидуальное задание (таблица 1

6.Приготовить частотомер к работе.

7.Проверить работоспособность частотомера.

Проверить градуировку шкалы частот генератора Г3-131. При помощи частотомера, для чего собрать схему измерений, показанную на рисунке 1. Установив на генераторе частоты согласно заданному варианту (таблица 1), произвести отсчет результата измеряемой частоты на частотомере и записать результаты измерения в таблицу 2.

Рисунок 1. Схема измерения для определения частоты и периода.

Таблица 1 – Исходные данные

№	f1	f2	f3	f4	f5	f6	f7	f8	f9	f10	f11	f12
вар	Гц	Гц	Гц	Гц	Гц	Гц	кГц	кГц	кГц	кГц	кГц	кГц
1	30	50	100	150	200	500	1	15	20	50	100	500
2	1000	2000	4000	6000	8000	10000	20	140	600	800	1000	1600
3	30	250	500	1200	7500	14000	18	122	280	340	400	1230
4	20	40	60	1200	3300	9000	13	126	390	430	750	900
5	5000	7000	9000	9500	10000	20000	80	150	750	1000	1100	1700

Таблица 2 – Результаты измерений и расчетов

fген

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

f12

fЧ3-84

Δ, Гц

δ, %

Δ = f_ген – f_Ч3-84 Гц – абсолютная погрешность градуировки шкалы прибора;

δ =(Δ / f_Ч3-84)×100% - относительная погрешность градуировки шкалы генератора.

8.Построить кривую погрешности градуировки шкалы генератора δ % = Ψ(f).

9.Подготовить частотомера к измерениям периода заданного сигнала.

10.Измерить период электрических сигналов согласно заданному в таблице 1, для чего собрать схему измерения, показанную на рисунке 1. Результаты измерения занести в таблицу 3.

11.Составить отсчет по работе.

12.Сдать зачет по работе.

Таблица 3 – Результаты измерений и расчетов

fген

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

f12

Тген

ТЧ3-84

Содержание отчёта

Наименование и цели лабораторного занятия.

Перечень приборов.

Структурная схема частотомера Ч3-84.

Таблица и график исследования (δ % = Ψ(f)).

Анализ результатов измерений.

Контрольные вопросы

В каком положении должны находиться переключатели органов управления частотомера Ч3-84 при измерении частоты?

Какое назначение входов прибора (Вход А и Вход Б)?

Указать значение и назначение опорной частоты задающего генератора.

Каким образом осуществляется проверка работоспособности прибора Ч3-84?

Перечислить основные технические данные частотомера Ч3-84

Пояснить назначение органов управления и гнезд частотомера Ч3-84.

Пояснить назначение кнопки “ТЕСТ”.

Пояснить назначение ручки “уровень”.

Указать мощность, потребляемую прибором Ч3-84.

Указать уровни сигналов, подаваемые на “Вход А” и

“Вход Б” соответственно.

Методические указания

Назначение

Частотомер электронно-счетный Ч3-84 предназначен для измерения частоты синусоидальных и частоты следования импульсных сигналов, измерения периода синусоидальных и периода следования импульсных сигналов, измерения длительности импульсов.

Частотомер может быть применен при наладке, контроле, ремонте измерительных приборов, систем и устройств различного назначения.

Частотомер предназначен для работы от сети переменного тока напряжением (220±22) В, частоты (50±1) Гц.

Частотомер соответствует требованиям ГОСТ 22261-94, а по условиям применения относится к группе 3 ГОСТ 22261-94 с расширенным диапазоном рабочих температур от минус 10 до плюс 50 ºС для частотомера Ч3-84.

Нормальные условия применения:

• температура окружающего воздуха, ºС 20±5;
• относительная влажность воздуха, % от 30 до 80;
• атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) от 84 до 106 (от 630 до 795).

Рабочие условия применения:

• температура окружающего воздуха, ºС:

для частотомера Ч3-84 от минус 10 до плюс 50;

• относительная влажность воздуха, % до 90 при Т = 25 ºС;
• атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) от 84 до 106,7 (от 630 до 800).

Частотомер соответствует требованиям по радиоэлектронной защите.

Индустриальные радиопомехи, создаваемые частотомером, не превышают значений, установленных СТБ ГОСТ Р 5318.22-2001 для оборудования класса Б.

Частотомер устойчив к электростатическим разрядам при непосредственном (контактном) воздействии – степень жесткости2, критерий качества функционирования В по СТБ ГОСТ Р 51317.4.2-2001.

Частотомер устойчив к динамическим изменениям напряжения электропитания – степень жесткости 2 , критерий качества функционирования С по СТБ ГОСТ Р 51317.4.11-2001.

Частотомер устойчив к наносекундным импульсным помехам – степень жесткости 2, критерий качества функционирования В по СТБ Р ГОСТ 51317.4.4-2001.

Частотомер устойчив к микросекундным импульсным помехам большой энергии – 2 класс условий эксплуатации, критерий качества функционирования В по СТБ ГОСТ Р 51317.4.5-2001.

Частотомер устойчив к радиочастотному электромагнитному полю в полосе частот от 80 до 1000 МГц – степень жесткости 2, критерий качества функционирования В по СТБ ГОСТ Р 51317.4.3-2001.

Технические характеристики

Частотомер измеряет:

- по входу А – частоту синусоидальных сигналов или частоту следования импульсных сигналов любой полярности в диапазоне от 0,1 Гц до 150 МГц при уровне входного сигнала:

от 0,02 до 2 В – для сигнала синусоидальной формы (среднее квадратное значение напряжения переменного тока);

от 0,05 до 2 В – для сигнала импульсной формы (амплитудное значение напряжения) при длительности импульса входного сигнала не менее 10 нс.

- по входу Б – частоту синусоидальных сигналов в диапазоне частот от 100 до 1000 МГц при уровне входного сигнала от 0,03 до 1 В среднего квадратического значения напряжения переменного тока.

Относительная погрешность измерения частоты синусоидальных или импульсных сигналов (δ_f) не выходит за пределы значений, вычисляемых по формуле

(9.1)

где δ₀ – относительная погрешность по частоте встроенного опорного генератора;

f_x – измеряемая частота, Гц;

f_сч – время счета частотомера, с.

Номинальное значение частоты встроенного опорного генератора – 5 МГц.

Пределы коррекции (перестройки) частоты встроенного опорного генератора при выпуске частотомера не менее (относительно номинального значения частоты):

- ±310^-7 частотомера (ЧЗ-84).

Действительное значение частоты встроенного опорного генератора устанавливается с погрешностью ±110^-8 (частотомеров Ч3-84, Ч3-84/1) и ±510^-7 (частотомера Ч3-84/2) относительно номинального значения частоты через 2 ч после включения.

Относительная погрешность по частоте встроенного опорного генератора (δ₀) по истечении времени установления рабочего режима, равного 1 ч, не выходит за пределы значений:

- за 30 сут - ±510^-8 частотомера Ч3-84 (Ч3-84/1)

- за 12 мес - ±110^-7 частотомера Ч3-84 (Ч3-84/1)

Средняя квадратическая относительная случайная вариация частоты встроенного опорного генератора при окружающей температуре, поддерживаемой ч точностью ±1 ºС, не более:

- 310^-9 за 10 с – частотомера Ч3-84.

6.     Относительное изменение частоты встроенного генератора в диапазоне рабочих температур не более:

- ±210^-8 частотомера Ч3-84.

Частотомер по входу А измеряет единичный и усредненный период сигнала синусоидальной или импульсной формы любой полярности при длительности импульсов не менее 0,05 мкс в диапазоне от 0,1 мкс до 100 с (от 10 МГц до 10^-2 Гц) при напряжении входного сигнала:

- от 0,02 до 2 В – для сигнала синусоидальной формы (среднее квадратическое значение напряжения переменного тока);

- от 0,05 до 2 В – для сигнала импульсной формы (амплитудное значение напряжения).

Число усредняемых периодов входного сигнала (УСРЕДН) – 1, 10, 10², 10³, 10⁴.

Период меток времени (МЕТКИ ВРЕМЕНИ) - 10^-7, 10^-6, 10^-5, 10^-4, 10^-3 с.

Относительная погрешность при измерении периода сигнала синусоидальной формы или периода импульсного сигнала с длительностью фронта импульсов более половины периода меток времени частотомера (δ_Т) не выходит за пределы значений, вычисляемых по формуле

, (9.2)

где δ_зап – относительная погрешность запуска;

n - число усредняемых периодом входного сигнала (УСРЕДН);

Т_о – период меток времени частотомера (МЕТКИ ВРЕМЕНИ), с;

Т_х – измеряемый период, с.

Относительная погрешность запуска δ_зап определяется по формуле

, (9.3)

где U_ш – амплитуда шумового сигнала, В;

U_с - минимальная амплитуда входного сигнала, В.

Значения относительной погрешности δ_зап в зависимости от соотношения U_c/U_ш в децибелах приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1.

Uc/Uш	20	40	60
δзап	310-2	310-3	310-4

При импульсной форме входного сигнала с длительностью фронта импульсов не более половины периода меток времени частотомера относительная погрешность измерения периода (δ_Т) не выходит за пределы значений, вычисляемых по формуле

, (9.4)

Частотомер по входу А измеряет длительность импульсов любой полярности от 1 мкс до 100 с при частоте следования импульсов не более 500 кГц и напряжении входного сигнала от 0,05 до 3 В амплитудного значения.

Абсолютная погрешность измерения длительности импульсов (Δt_x, с) не выходит за пределы значения, вычисляемых по формулам:

- при суммарной длительности фронта и среза измеряемых импульсов не более половины периода меток времени частотомера

, (9.5)

где τ_ф и τ_с – длительность фронта и среза измеряемого импульса соответственно, с;

t_x – длительность измеряемого импульса на уровне 0,5, с.

- при суммарной длительности фронта и среза измеряемых импульсов не более половины периода меток времени частотомера

, (9.6)

11. Входное сопротивление частотомера:

- по входу А (1±0,1) Мом, при входной емкости не более 50 пФ, или (50±2,5) Ом;

- по входу Б (50±2,5) Ом.

Частотомер в режиме самоконтроля обеспечивает:

- по включению питания – тестирование встроенного микроконтроллера, индикаторов;

10

- изменение частоты внутренних опорных сигналов – 1, 10, 100 кГц, 1, 10 МГц, измерение длительности и периода опорного сигнала – 10 кГц.

Частотомер обеспечивает непосредственный отсчет результата измерения в цифровой форме с гашением назначающих (впереди стоящих) нулей, индикацию единиц измерения (kHz, ms, μs), индикацию децимальной точки (запятой), индикацию переполнения цифрового табло. Формат индикации результата измерения восемь десятичных разрядов.

В режиме работы с памятью частотомер обеспечивает хранение результата измерения на время последующего цикла измерения, а в режиме работы с отключенной памятью (режим суммирования) – индицирует непрерывный набор информации во время измерения и отображает результат измерения в течение времени индикации.

Время счета частотомера при измерении частоты – 1; 10; 10²; 10³; 10⁴ мс.

Установка времени индикации результата измерения – 0,1; 1; 10 с.

Частотомер выдает сигнал опорной частоты 5 МГц с погрешностью по частоте, равной погрешности встроенного опорного генератора, размахом напряжения не менее 0,5 В на конце кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом длиной 1 м, нагруженного на сопротивление 50 Ом.

Частотомер обеспечивает свои технические характеристики в пределах норм, по истечении времени установления рабочего режима, равного 1 ч.

Время готовности частотомера к работе (без гарантированной погрешности по частоте опорного генератора) не более 1 мин.

Частотомер допускает непрерывную работу в рабочих условиях применения в течение времени не менее 24 ч при сохранении своих технических характеристик.

Примечание – Время непрерывной работы не включает в себе время установления рабочего режима частотомера.Частотомер сохраняет свои технические характеристики в пределах норм при питании от сети переменного тока напряжением (220±22) В, частотой (50±1) Гц.Мощность, потребляемая частотомером от сети питания при номинальном напряжении, не более 20 ВА.Электрическая изоляция цепей частотомера выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия в течение 1 мин действие испытательного напряжения переменного тока частотой 50 Гц значением 1500 В (среднее квадратическое значение) между закороченными контактами вилки сетевого шнура и заземляющим контактом.

Электрическое сопротивление изоляции указанных цепец частотомера не менее 7 МОм.Частотомер обеспечивает следующие показатели надежности:

- средняя наработка на отказ - не менее 10000 ч;

- средний срок службы - не менее 6 лет;

- среднее время восстановления работоспособности частотомера – не более 3 ч;

Устройство и работа

1.     Принцип действия

Работа частотомера основана на счетно-импульсном принципе, заключающемся в том, что счетный блок считает количество поступающих на его вход импульсов в течение определенного интервала времени.

При измерении частоты счетный блок считает количество импульсов, сформированных из входного (измеряемого) сигнала за время длительности эталонного сигнала. Длительность эталонного сигнала (время счета) задается опорными частотами.

При измерении периода или длительности импульсов счетный блок считает количество импульсов опорной частоты (частоты заполнения или меток времени) за время периода (или длительности) входного (измеряемого) сигнала.

Структурная схема частотомера приведена на рисунке и включает:

- входное устройство;

- усилители ограничители (УО);

- делитель частоты (ДЧ);

- коммутатор;

- программируемая логическая микросхема (ПЛИС);

- РIC – процессор;

- генератор опорный частоты (кварцевый);

- переключатель режимов;

- индикатор и источник питания.

Схема работает следующим образом. На ВХОД А частотомера подается измеряемый сигнал в диапазоне частот от 0 до 150 МГц. Входное устройство представляет собой широкополосный повторитель напряжения, который позволяет выполнять дополнительно несколько функций:

- устанавливать входное сопротивление 50 Ом или 1 МОм с целью согласования с источником измеряемого сигнала;

- пропускать или фильтровать постоянную составляющую сигнала (открытый или закрытый вход);

- устанавливать коэффициент передачи сигнала (делитель) 1:1 или 1:10 с целью измерения сигналов с большими уровнями напряжения;

- ограничить уровень измеряемого входного сигнала по напряжению.

Далее сигнал поступает на усилитель-ограничитель 1, где происходит его основное усиление по напряжению. Сигнал, обработанный УО1, имеет фиксированные уровни ЭСЛ положительной логики.

На ВХОД Б частотомера подается измеряемый сигнал в диапазоне частот от 100 до 1000 МГц, который после усиления в У02 и деления частоты на 8 в делителе, поступает на второй вход коммутатора. С выхода коммутатора нормализованный сигнал поступает на вход ПЛИС.

Выбор режима измерения (частота, период, длительность), длительности эталонного стробимпульса (время счета), значение опорной частоты (метки времени) осуществляется при помощи переключателя режимов. Результат измерения передается от ПЛИС в PIC- процессор в виде цифрового кода. PIC-процессор обрабатывает информацию, полученную от делителя частоты и ПЛИС, и выводит на индикатор.

 

 

Практическая работа №14.Тема:  Весовые устройства. Техническое обслуживание.

Весы предназначены для измерения массы. В лабораториях технического анализа пользуются лабораторными техническими и анали­тическими весами. Все более широко применяют электрон­ные весы.

Лабораторные весы 2-го класса Т – 200

Позволяют взвешивать с точностью до 0,01 г с предельной нагрузкой до 200 г. К весам прилагается разновес — набор гирь, помещенный в специальный футляр.

Основной рабочей частью весов является коромысло 1, на концы которого с помощью двух серег 2 и стремян (ду­жек) 3 подвешены две чашки весов 4. В середине коромыс­ла укреплена длинная стрелка 5. Коромысло имеет три трехгранные призмы: центральной призмой оно опирается на колонку весов, а на две боковые призмы вешаются серь­ги. Колонка весов укреплена на доске — подставке 6, опи­рающейся на три ножки 7 (две винтовые); с их помощью колонку весов устанавливают вертикально по отвесу 8.

Весы имеют приспособление, называемое арретиром 9, который поддерживает чашки в нерабочем положении и снимает нагрузку с призм. Чтобы привести весы в рабочее положение, нужно опустить арретир поворотом маховичка арретира.

Весы являются точным измерительным прибором, нуж­дающимся в бережном обращении и хорошем уходе. Необ­ходимо их оберегать от толчков, запылений, действия паров кислот; время от времени нужно проводить их чистку. Для того чтобы отдельные детали весов не перепутывались во время сборки, многие из них пронумерованы одним и тем же номером. При сборке весов все детали с одинаковым номером соединяют друг с другом. Например, серьги, стре­мя и чашки, имеющие цифру «1», вешают на плечо коро­мысла с цифрой «1». Нужно следить, чтобы регулировоч­ные винты на концах коромысла не были погнуты, а балансирные гайки легко ходили по нарезке.

Нельзя допускать при взвешивании превышения допу­стимой нагрузки (200 г). Обычно предельная масса, допу­стимая для взвешивания, указывается на коромысле весов; свыше этой величины весы нагружать нельзя.

Разновес лабораторных весов должен всегда храниться в футляре. Брать гири руками не разрешается, их можно брать только пинцетом, имеющимся в футляре разновеса. Класть гири на стол не разрешается. Масса мелких разно­весов (<1 г) указывается в миллиграммах. Например, гирька с надписью 200 имеет массу 0,2 г и т. д. Гирьки менее 1 г делаются из алюминия. Наборы гирек обычно следующие: Граммовый разновес: 100, 50, 20, 10, 10, 5, 2, 1, 1 г или 100, 50, 20, 20, 10, 5, 2, 1, 1 г Миллиграммовый разновес: 500, 200, 100, 100, 50, 20, 10, 10 мг или 500, 200, 200, 100, 50, 20, 10, 10 мг

Миллиграммовые разновесы для удобства их отличия делаются разной формы:

500 и 50 мг – шестиугольники,

200 и 20 мг – квадраты,

100 и 10 мг – треугольник.

Все они имеют отогнутый край, чтобы удобно было захватывать пинцетом. Миллиграммовые разновесы хранятся под стеклом. Для точного взвешивания от 0,1 до 10 мг разновесы не применяют, так как они были бы слишком малы и неудобны для использования. Поэтому применяется особый способ. Над коромыслом весов расположен металлический стержень, по которому передвигается крючок. На крючок одет витой из тонкой проволоки так называемый рейтер (гусарик). Он весит точно 10 мг. На каждом плече коромысла весов имеются деления и прорези, на которые укладывается рейтер до достижения равновесия. Деления на коромысле прибавляются или отнимаются от веса в зависимости от положения гусарика.

Перед началом взвешивания весы устанавливают на столе по отвесу и проверяют правильность их работы. Для этого опускают арретир и наблюдают за колебаниями стрелки по шкале. Если стрелка отклоняется от нуля впра­во и влево на одно и то же число делений по шкале, то это означает, что весы работают правильно. Если стрелка от­клоняется в одну сторону больше, чем в другую, необходи­мо проверить сборку весов, правильно ли опираются серь­ги на призмы, чисты ли призмы и гнезда для них, нет ли загрязнений на чашках. Если стрелка незначительно отклоняется в одну сторону, то это устраняют подвинчиванием регулировочных винтов на концах коромысла.

Взвешиваемый предмет помещают на левую чашку ве­сов, а разновес на правую. Нельзя взвешивать горячие, слишком холодные и мокрые предметы. Сыпучие вещества не следует взвешивать непосредственно на чашке весов, их нужно насыпать и взвешивать в предварительно взвешен­ном и сухом стакане или на часовом стекле (можно взве­шивать в тиглях, бюксах, чашках).

Снимать и класть разновес нужно только при арретированных весах. Сначала ставят крупную гирьку, предполо­жительно наиболее близко подходящую к массе взвешива­емого предмета, затем, последовательно заменяя или до­бавляя более мелкие гирьки, добиваются состояния равно­весия. Весы можно считать находящимися в равновесии, если отклонения стрелки весов вправо и влево от средней черты отличаются друг от друга не более чем на одно де­ление.

Рисунок 2.14 – Весы лабораторные квадрантные 4-го класса с выборкой тары типа ВЛКТ:

1 – чашка; 2 – цифровой указатель и световая шкала массы; 3 – ручка установки нуля; 4 – ручка устройства накладки гирь

Рисунок 2.15 – Технические лабораторные весы (США)

Полученную массу — сумму всех положенных на чаш­ку весов гирь - подсчитывают, записывают и тут же укла­дывают гири в футляр, проверяя еще раз их сумму. Оста­влять на весах что-либо после взвешивания не разрешается, они должны быть чистыми и готовыми к следующему взве­шиванию.

Лабораторные весы 1-го класса Т1-1 (рис. 2.13).

Предельная нагрузка до 1 кг. Весы помещены в застекленную деревянную витрину с тремя дверцами. Они имеют устройство для механического накладывания миллиграмовых гирь (общей массой от 0,01 до 0,99 г). Гири имеют форму проволочных колец, их накладывают и снимают поворотом лимба, укрепленного в правой части витрины. Лимб снабжен цифрами (миллиграммы) и указателем мас­сы наложенных гирь. Лимб следует поворачивать при за­крытом арретире до совмещения цифр лимба с указате­лем. Гири накладываются при закрытых дверцах витрины, что ускоряет и облегчает взвешивание.

На этих весах взвешивание ускоряется еще и потому, что колебания стрелки коромысла быстро затухают под тормозящим действием лопатки стрелки, помещенной в масляную ванну. На коромысле весов укреплены балансирные винты и гайки, а также регулятор центра тяжести коромысла.

Лабораторные квадрантные весы ВЛКТ (рис.2.14).

Двухпризменные, с верхним расположением чашки. Успо­коитель колебаний – магнитный. Отсчет результатов взвешива­ния производится по экрану. Наложение и съем накладных гирь осуществляется с помо­щью ручки, расположенной справа на металлическом кор­пусе весов. Весы работают от сети переменного тока через трансформатор, укрепленный под витриной весов.

Принцип действия весов основан на уравновешивании момента сил, создаваемого из­меряемой массой, отклонени­ем квадранта и встроенными гирями. Весы имеют механизм компенсации тары, который предназначен для уста­новки шкалы на нулевую отметку после размещения тары на чашке весов. Сотни или тысячи граммов отсчитывают по счетчику, в окне которого появляются цифры в зависи­мости от массы гирь, снятых с подвески. Остальные циф­ры считываются по оптической шкале. Значение измеряе­мой массы тела находят суммированием показаний на счет­чике и на оптической шкале. Выпускается шесть модифика­ций квадрантных весов 4-го класса ВЛКТ и ВЛК с пределами взвешивания от 160 г до 10 кг.­

Технические весы выпускают одночашечными и двухчашечными (рис.2.15).

Аналитические весы являются самым точным и самым необходимым прибором для проведения количественных определений. Любой анализ всегда начинается с взятия навески, то есть отвешивания определенной порции анализируемого материала. Весовой (гравиметрический) анализ также начинается взвешиванием.

Погрешность обычного анализа не превышает десятых долей процента. Для анализа берут относительно небольшую навеску исследуемого вещества (несколько десятых долей грамма), так как с большим количеством вещества проводить различные аналитические операции весьма неудобно, и это требует много времени.

Весы лабораторные равноплечие ВЛР-200 (рис. 2.16).

Двухчашечные аналитические весы с предельной допустимой нагрузкой 200 г. Наложение и снятие гирь сотен миллиграммов (десятых граммов) производится с помощью лимба. Десятки и единицы миллиграммов считываются по шкале на экране, десятые и сотые миллиграммов считываются по диску делительного устройства. Отсчет результатов взвешивания производится до пятого знака. Погрешность весов при взвешивании до 50 г составляет + 0,50 мг, при взвешивании от 50 до 200 г + 0,75 мг. Включение и выключение освещения отсчетной шкалы весов производится автоматически при повороте арретира, вынесенного на боковую стенку основания весов.

Для пользования весы включают в осветительную сеть, далее, не открывая дверок шкафа, осторожно поворачивают арретир до отказа. При этом загорается лампочка, освещающая на экране изображение микрошкалы, прикрепленной к стрелке весов. При ненагруженных весах нуль шкалы должен находится точно в центре оконца экрана. Если такого совпадения нет, то его достигают вращением регулировочного винта (корректора), находящегося на нижней доске над арретиром. После установки точки нуля груз помещают на левую чашку весов, а на правую – гири из набора гирь, полагающихся к весам. При этом находят массу гирь в целых граммах (с недостачей). После закрывания дверцы – поворотом лимба с десятыми долями грамма, совмещают с неподвижным указателем последовательно различные цифры диска. При каждом перемещении диска необходимо предварительно арретировать весы. Установив число десятых долей грамма (с недостачей), находят сотые и тысячные доли грамма с помощью микрошкалы. Далее с помощью делительного устройства выводят показания микрошкалы точно посредине экрана между ориентировочными линиями. После этого производят отсчет и запись результатов взвешивания.

После отсчета весы арретируют, снимая накладные гири с чашки весов, лимб гиревого механизма ставят на нуль; делительное устройство также ставят на нуль и отключают весы от сети.

Весы лабораторные двухпризменные одночашечные с предварительным взвешиванием типа ВЛДП-100.

Принцип взвешивания на этих весах основан на уравновешивании момента, создаваемого грузом, и момента, получаемого при снятии с подвесок встроенных гирь. Коромысло весов представляет собой неравноплечий рычаг; на коротком плече закреплено седло с грузоприемной призмой, а на длинном - отсчетная шкала.

На грузоприемную призму коромысла подушкой опирается серьга, к которой жестко прикреплена планка для наложения встроенных гирь. Снимаются и накладываются встроенные гири специальным гиревым механизмом. Одновременно со снятием гирь в трех левых окнах экрана высвечиваются значения их масс в граммах. При точном взвешивании коромысло успокаивается с помощью воздушного демпфера, при предварительном – масляного. Ручка ввода весов в рабочее положение находится с левой стороны весов. Предварительное взвешивание осуществляется поворотом ручки от оператора, точное – на оператора. Нулевое положение шкалы при предварительном взвешивании регулируют ручкой, находящейся с правой стороны весов, сверху; при точном взвешивании – ручкой внизу. Механизм предварительного взвешивания предназначен для определения массы встроенных гирь (в г). Для снятия отсчета по шкале на экране имеется отсчетная отметка в виде двух параллельных штрихов. Результат взвешивания определяют как сумму показаний счетчиков гиревого механизма, показаний отсчетной шкалы и делительного устройства. Цена наименьшего деления шкалы 0,05 мг.

Одноплечие автоматические весы ВАО-200 (рис.2.18).

Взвешивают на таких весах без применения разновеса. Гири подбирают с помощью бокового лимба. Показания массы считываются по лимбу (г) и табло (мг). Коромысло у этих весов установлено на специальной стойке, которая укреплена на базисной доске. К плечу коромысла, несущему чашку, подвешено два ряда гирь, общая масса которых равна предельной нагрузке весов – 200 г.

	Рисунок 2.16 – Лабораторные равноплечие весы ВЛР-200:   1 – чашки; 2 – арретир; 3 – ручки устройства накладки гирь; 4 – цифровой ука­затель и световая шкала массы		Рисунок 2.17 – Весы двухпризменные одночашечные с предварительным взвешиванием типа ВЛДП-100:   1 – чашка; 2 – ручка устройства накладки гирь; 3 – ручка установки нуля; 4 – цифровой указатель и световая шкала массы

Рисунок 2.18 – Аналитические одноплечие весы ВАО – 200:

1 – верхняя крышка; 2 – лимбы; 3 – боковая дверца; 4 – арретир; 5 – табло; 6 – кнопка установки нуля

Чашка с гирями уравновешена на другом плече коромысла демпфером – противовесом. Взвешивание производится при постоянной нагрузке коромысла по методу замещения (способ Д.И. Менделеева). Уравновешивают груз на чашке путем снятия гирь с подвески.

Отсчет массы от 200 до 100 мг осуществляют по лимбам 2, а от 100 до 1 мг – по риске на световом экране 5 с помощью оптической проекционной системы. Установка на нуль - оптическая, производится кнопкой, помещенной снаружи на правой стороне витрины 6. Цена основного деления шкалы 1 мг. Успокоение колебания коромысла – воздушное, время успокоения 40 с. Взвешивание при постоянной нагрузке стабилизирует цену деления, а метод замещения устраняет погрешность.

В настоящее время широко применяются электронные аналитические весы типов WA-32, WA-33, WA-35 и др

Взвешивание производится методом подстановки. Весы имеют симметричное коромысло и две чашки; передняя служит грузоприемной, а вторая для тарирования сосудов, применяемых во время взвешивания. Весы комплектуются двумя специальными сосудами, предназначенными для взвешивания. Тарирование этих сосудов осуществляют с помощью ручки с правой стороны корпуса весов. Грузоприемная чашка и включаемые разновесы подвешены на левом плече коромысла и уравновешены постоянной нагрузкой на втором плече. В состав этой нагрузки включена и вторая чашка, обеспечивающая тарирование сосудов, применяемых во время взвешивания. Разновес включается механически (путем вращения ручек, расположенных с ле­вой стороны корпуса весов).

Масса разновесов показывается на счетчиках, установленных на передней стенке основания. Предельная нагрузка - 220 г; погрешность взвешивания - 1 мг. Отсчет показаний миллиграммов производится по микрошкале с помощью проекционного устройства.

Корпус весов, изготовленный из алюминиевого сплава, изолирует механизм весов от внешних воздействий и обеспечивает удобный доступ ко всем устройствам весов для контроля и ухода за ними.

Поскольку взвешиваемый предмет и разновес подвеши­ваются на одном плече коромысла, то в весах отсутствует погрешность от неравноплечия весов. По этой же причине исключается влияние изменения атмосферного давления и влажности воздуха. Масса груза также не оказывает влия­ния на точность взвешивания. Допустимая нагрузка - 200 г. Погрешность - 0,05 мг. Механическое включение разновеса от 0,1 до 199,9 г. Тара сосудов для взвешивания - 20 г. Демпфирование воздушное. Призмы и подушки корундовые. Работают весы от сети переменного тока 127 или 220 В.

Весы WA-35 имеют допустимую нагрузку 100 г. Пре­дельная нагрузка (с тарой) - 120 г. Погрешность - 0,01 мг. Механически включаемый разновес от 0,1 до 99,9 г.

Автоматические аналитические весы WA – 600 представляют собой полностью автоматизированные электронные рычажные весы с постоянной нагрузкой. В этих весах автоматизирован процесс взвешивания во всем диапазоне допустимой нагрузки (199 г). Весы просты в обращении. Довольно быстро достигаются результаты взвешивания до 5-10^{-4 г.}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №15. Тема: Оптико-механические приборы. Техническое обслуживание.

Цель работы: ознакомление с устройством и приемами измерения оптиметра; определение с помощью математической ста­тистики погрешности прибора.

Инструменты и материалы для работы: оптиметр; плоскопараллельные концевые меры длины; объект измерения; авиабензин, мягкие полотняные салфетки.

1. Принцип работы трубки оптиметра

Оптиметр относится к группе оптико-механических приборов, основанных на применении рычажно-оптического передаточного механиз­ма с использованием принципа автоколлимации в сочетании с качаю­щимся зеркалом.

Оптическая система заключена в Г- образную трубку. В фокаль­ной плоскости объектива 5 (рис. 2.1) помещена стеклянная пласти­на 3. На этой пластине по одну сторону от ее оси нанесена шкала, которая освещается через призму 2 от внешнего источника света. Лучи света от шкалы, пройдя призму 4 и объектив 5, падают параллельным пучком на поворотное зеркало 6. Отразившись от зеркала, лучи возвращаются обратно, собираются на пластине и дают по другую сторону от главной оптической оси, где нанесен неподвижный штрих-указатель, изображение шкалы, которое наблюдает оператор через окуляр I.

Перемещение измерительного стержня 8 вследствие изменения размера изделия 9 вызывает поворот зеркала 6 вокруг оси 7 и соответствующее смещение изображения шкалы относительно неподвижного указателя.

В оптиметре используются принцип оптического рычага и его передаточное отношение

где - расстояние от точки опоры зеркала 6 до оси измерительного стержня 8 (малое плечо рычага);

- фокусное расстояние объектива 5 (большое плечо рычага).

Трубка оптиметра монет быть закреплена в вертикальной или горизонтальной стойке. В первом случае прибор называется вертикальным оптиметром, во втором - горизонтальным.

2. Устройство и измерение на вертикальном оптиметре

Вертикальный оптиметр предназначен для измерения наружных размеров точных изделий и калибров относительным методом. Он состоит из трубки оптиметра I(рис. 2.2) и вертикальной стойки, основными частями которой являются: основание 8, плоский стол 4 , колонка 9 и кронштейн 12. Трубка оптиметра крепится в кронштейне винтом 2. Кронштейн перемещается по колонке вращением опорного кольца 10 и закрепляется в требуемом положении винтомII. Арре¬тир 3 служит для поднятия измерительного стержня при установке, снятии изделия и для проверки постоянства показаний прибора.

Измеряемый объект устанавливается на столе 4. Микрометрическая подача стола в вертикальном направлении осуществляется вращением накатной гайки 7. В установленном положении стол крепится винтом 6.

Регулировочные винты и гайки 5 служат для установки рабочей плоскости стола перпендикулярно линии измерения. ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ ВИНТ 5 НЕ ВРАЩАТЬ, Т. К. УСТАНОВКА СТОЛИКА ПРОИЗВЕДЕНА ЗАPAHEЕ!!!

Метрологическая характеристика вертикального оптиметра: цена деления - 0,001 мм; диапазон показаний по шкале ± 0,1 мм; диапазон измерений прибора – 0 ... 180 мм, предельная погрешность измерения - ± 0,3 мкм.

2.3. Метрологические характеристики измерительных средств

Метрологическими характеристикам средств измерений называет характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений. Основными характеристиками являются:

ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ шкалы - изменение измеряемой величины, соответствующее пере­мещению указателя на одно деление,

ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПО ШКАЛЕ (диапазон показаний) - область значений измеряемой величины, ограниченной ее начальным и конечным значениями.

ПРЕДЕЛЫ (диапазон) ИЗМЕРЕНИЙ ПРИБОРА - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений, т.е. наибольшее и наименьшее значения, которые может показать данный прибор.

ДОПУСКАЕМОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ измерительного средства называется наибольшая погрешность, при которой измерительное средство может быть допущено к применению. Для наиболее распространенных измерительных средств значения допускаемых погрешностей приведены в таблицах [1] .

2.4. Введение в теорию погрешностей измерения

Измерение, какой либо величина не дает ее истинного значения из-за неизбежных погрешностей измерения.

Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Анализируя распределения частоты появления погрешностей той или иной величины относительно истинного размера, выделяют два вида составляющих погрешностей измерения: случайные и систематические.

Систематические погрешности постоянны для всей серии измерений или являются некоторыми функциями времени. Причины их появления могут быть обнаружены, изучены и устранены или учтены путем введения поправок.

Появление случайных погрешностей носит случайный характер, а сами погрешности и их распределение могут быть описаны методами математической статистики и теории вероятностей. Случайные погрешности измерения являются результатом взаимодействия большого числа факторов: непостоянство измерительного усилия, зазоры и силы трения в соединениях деталей механизма прибора, погрешности отсчета по шкале, различная точность установки детали на измерительную позицию и т.д. Случайные погрешности проявляются в различных показаниях прибора при многократном измерении одного и того же размера.

Многочисленными экспериментами показано, что при использовании универсальных приборов погрешности измерения изменяются по закону, близкому к закону нормального распределения, поэтому случайные погрешности характеризуется следующими свойствами:

1) равные по абсолютной величине положительные и отрицательные случайные погрешности равновероятны;

2) большие по абсолютной величине погрешности встречаются реже малых погрешностей;

3) среднему значению случайной погрешности отвечает наибольшая вероятность.

Из первого и третьего свойства следует, что наиболее достоверное значение измеряемого размера при многократном измерении есть среднее арифметическое () из полученных результатов. При количестве измеренийn ≤ 25

(2.1)

где х_i- результаты измерений.

Значение определяет центр группирования значений случай­ной величины. Алгебраическая сумма отклонений от среднего равна нулю.

Практически наиболее важен вопрос о том, насколько велики отклонения случайной величины от ее среднего значения, т.е. ка­ково рассеяние случайной величины. Характеристикой меры рассея­ния является средняя квадратическая погрешность.

(2.2)

На основании значения σустанавливается предельная погреш­ностьΔ_limсредства измерения.

При распределении погрешностей по нормальному закону

(2.3)

С вероятностью 99,73 % можно утверждать, что в пределах всей шкалы погрешность данного прибора должна бить менее Δ_lim. Погрешности, выходящие за пределы, исключаются из результатов измерений как грубые ошибки.

Средняя квадратическая и предельная погрешности определяют точность, отдельного измерения данного ряда. Поэтому при однократном измерении универсальными средствами результат записы­вается следующим образом:

(2.4)

С уменьшением погрешности определенее результат и меньше интервал, в пределах которого может находиться искомый размер.

Для повышения точности измерений при отсутствии средств измерений cменьшей погрешностью производят многократные измерения одного и того же размера. В соответствии с теорией вероятности предельная погрешностьΔ^’_limсреднего арифметического уменьшается.

(2.5)

Результат при многократных измерениях записывается следующим образом: (2.6)

2.5. Определение случайной погрешности прямых измерений

2.5.1. Выполнение измерений

1. Набрать блок концевых мер, размер которого принимается равным номинальному размеру объекта измерения, и притереть его к толу прибора.

2. Провести грубую настройку прибора. Освободив винт II(рис.2.2) и вращая кольцо 10, осторожно опустить кронштейн 12 с трубкой так, чтобы между наконечником и поверхностью блока был просвет 1 ... 2мм. Закрепить винтII.

3. Провести окончательную настройку. Освободив винт 6, вращать гайку 7 микроподачи стола, добиваясь совпадения указателя с нулем шкалы. Закрепить стол винтом 6.

4. Проверить правильность нулевой установки арретированием, нажав 2...3 раза на рычажок 3. Если нулевая установка собьется, настройку следует повторить. После этого, нажав рычажок 3, удалить блок мер и заменить его объектом измерения - калибром-пробкой.

5. Измерить калибр 25 раз в одном и том же сечении, чтобы исключить влияние погрешностей формы, неоднородности поверхностей и т.д. Результаты измерений завести в отчетную карту в виде отклонений от номинального размера (что упрощает обработку ряда результатов измерения).

2.5.2 Обработка результатов измерений

Обработка ряда измерений имеет целью получение наиболее дос­товерного результата с оценкой его точности. Используя формулы 2.I... 2.6,определяем основные характеристики рассеивания. При вычислении средней квадратической погрешности результаты сле­дует округлять: приn≤ 25 сохранять не более двух значащих цифр, а приn> 25 - не более трех. При обнаружении отклоне­ний от среднего (), превышающих± 3σ, эти результаты измерения вычеркиваются как имеющие грубые погрешности, и произ­водится новый расчет иσ. Результаты математической об­работки ряда измерений заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Результаты измерений и их математическая обработка

№ п/п	Результаты отдельных измерений, мкм	Отклонения от среднего значения (), мкм	Квадрат отклонений ()2	Данные об объекте измерения
1. 2. 3. . . . 25.				Размер блока мер для настройки
				Средняя квадратическая погрешность ряда измерения σ, мкм
				Средняя квадратическая погрешность среднего арифметического, мкм
=		Σ()=	Σ()2=	Предельная погрешность==
Результаты измерений калибра:

6. Определение погрешности вертикального оптиметра

6.1. Выполнение измерений

Для оценки погрешности прибора необходимо измерить объект в одном сечении 25 раз с отсчетом на глаз долей целого деления. После каждого измерения деталь необходимо класть на стол, а не держать в руках, чтобы она не нагревалась от рук и чтобы каждое, измерение было новым. Результаты измерений занести в отчетную карту с учетом знака по шкале прибора.

6.2. Обработка измерений

1. По формулам 2.1 , 2.2 , 2.3 рассчитать статистические характеристики.

2. Сравнить полученную предельную погрешность прибора с допустимой по аттестату, и сделать заключение о годности прибора к работе.

2.7. Контрольные вопросы

2.7.1. Объясните оптическую схему и принцип действия оптиметра.

2.7.2. Объясните настройку и приемы измерения на вертикальном оптиметре.

2.7.3. Каковы основные метрологические характеристики оптиметра?

2.7.4. Приведите график закона нормального распределения и объясните основные характеристики и свойства.

 

Практическая работа №16. Тема: Приборы для измерения температуры. Техническое обслуживание.

1.     Цель работы

Ознакомиться с устройством и принципом работы измерительного и регулирующего прибора ТРМ-1. Получить навыки настройки, проверки и подготовки прибора ТРМ-1. Экспериментально снять динамическую характеристику объекта. Снять переходную характеристику замкнутой системы регулирования температуры в печи

2.     Основные теоретические положения

Наиболее высокая эффективность работы любого предприятия может быть достигнута при автоматическом управлении технологическими процессами в оптимальном режиме, когда обеспечивается наибольшая производительность с наилучшим использованием энергетических и сырьевых ресурсов Соблюдение всех требований технологического регламента является обязательным условием, обеспечивающим надлежащее качество выпускаемой продукции, рациональное и экономичное ведение производственного процесса, сохранность оборудования и безопасность труда.

В настоящее время оптимальное управление процессом осуществляется при помощи использования микропроцессорной техники. Разработанные на ее основе системы автоматического управления обладают целым рядом преимуществ. Они позволяют реализовать сложные законы регулирования, благодаря использованию свободно программируемой структуры, могут использоваться для автоматического управления технологическими комплексами, рассредоточенными на большой площади, осуществляют контроль, сигнализацию и регистрацию состояния производственного процесса. Кроме того, использование систем автоматического управления ведет к значительному снижению численности обслуживающего персонала.

Рассмотрим структурную схему замкнутой системы автоматического регулирования технологических параметров объекта 1 с помощью регулятора 2,изображенную на рис.1.

Рис.1. Структурная схема замкнутой системы регулирования

Автоматической системой регулирования будем называть совокупность объекта регулирования и регулятора взаимодействующих между собой.

Объектом управления называется динамическая система, характеристики которой изменяются под влиянием возмущающих и управляющих воздействий.

Автоматический регулятор - это средство автоматизации, получающее, усиливающее и преобразующее сигнал отклонения регулируемой величины и целенаправленно воздействующее на объект регулирования; он обеспечивает поддержание заданного значения регулируемой величины или изменение ее значения по заданному закону.

Для того чтобы правильно выбрать и эффективно использовать автоматические регуляторы, необходимо хорошо знать их возможности, технические характеристики и принципы действия. Особенно важно знать и уметь правильно учитывать динамические характеристики регуляторов, так как в реальных промышленных условиях любой регулятор находится под влиянием непрерывно изменяющихся воздействий и по самой сущности своего назначения должен реагировать на них в соответствии с заданным динамическим законом.

Автоматические регуляторы классифицируются в зависимости от назначения, принципа действия, конструктивных особенностей, вида используемой энергии и др.

По виду регулируемого параметра автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы температуры, давления, разряжения, расхода, уровня, состава и содержания веществ и т. п.

По характеру изменения регулирующего воздействия автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы с линейным и нелинейным законами регулирования, а по виду выходного сигнала - на непрерывные (с аналоговым или импульсным выходным сигналом) и дискретные или цифровые (с квантованным выходным сигналом по времени или, как по времени так и по уровню).

Наиболее широкое распространение получили линейные законы регулирования, которые можно в общем виде описать уравнением вида

(1)

где Со, С₁, С₂ - параметры настройки регулятора (постоянные коэффициенты);

 - входной сигнал регулятора (сигнал ошибки, рассогласования);

- выходной сигнал регулятора (регулирующее воздействие).

Такой закон регулирования относится к классу так называемых стандартных законов.

В уравнении (1):

 - называется пропорциональной или П-составляющей закона;

 - интегральной или И- составляющей;

 - дифференциальной или Д- составляющей.

Сумма этих трех составляющих образует ПИД-закон регулирования. Разумеется, во многих системах нецелесообразно по тем или иным причинам включать все три составляющие в закон регулирования, поэтому широко распространены регуляторы с одной или двумя из трех названных составляющих. При отсутствии отдельных составляющих закона можно получить П-, И-, Д-, ПИ-, ПД- законы регулирования.

Следует обратить особое внимание на знак " - " в выражении (1), который существенен при рассмотрении замкнутых систем автоматического регулирования. Этот знак показывает направление срабатывания регулятора и, следовательно, его физическую природу, поскольку регулятор должен всегда вырабатывать сигнал противодействия при воздействии на объект регулирования всякого рода возмущений.

Простота настройки стандартных регуляторов и достаточно высокое качество регулирования на подавляющем большинстве объектов обеспечили им широкое распространение в промышленности. Промышленность выпускает регуляторы общепромышленного назначения различных типов. Они отличаются видами носителей информации и источниками энергии, структурными схемами, видами элементов, используемых при их построении, и т. д. Однако общей для них является задача воспроизведения одних и тех же стандартных законов регулирования. Поэтому основными характеристиками автоматического регулятора являются динамическая точность и надежность реализации заданного закона регулирования.

Сведения об условиях, при которых регулятор можно считать "идеальным", позволяют во многих случаях значительно упростить расчет параметров настройки системы регулирования.

На вход регулятора подается сигнал ошибки  с суммирующего устройства (элемента сравнения) 3

(2)

где g(t) - задающее воздействие; y(t) - регулируемая величина.

На объект управления воздействуют возмущения f(t), а система автоматического регулирования стремится сохранить в допустимых пределах отклонения между требуемыми и действительными изменениями регулируемых переменных при помощи их сравнения.

При нарушении равновесия системы автоматического регулирования каким-либо воздействием (управляющим или возмущающим) в ней возникает переходный процесс, характер которого зависит от свойств системы и от вида воздействия.

Обычно представляет интерес характер процесса, который происходит при возмущающем воздействии в форме скачка. При таком возмущающем воздействии переходный процесс имеет менее благоприятную форму, чем при медленно изменяющемся возмущении.

Поэтому качество любой системы автоматического регулирования оценивается по переходной характеристике h_возм(t) по отношению к единичному ступенчатому возмущающему воздействию. Качество систем автоматического управления, кроме того, оценивают по переходной характеристике h₃(t) по отношению к единичному ступенчатому задающему воздействию. При этом требуется, чтобы переходный процесс был в определенном смысле наилучшим.

Основными показателями качества процесса регулирования являются: время регулирования, перерегулирование, колебательность и установившаяся ошибка .

Временем регулирования t_p называется время, в течение которого, начиная с момента приложения воздействия на систему, отклонения регулируемой величины ∆h_возм(t) от ее установившегося значения h_возм.о – h_{возм. (∞)} будут меньше наперед заданного значения ошибки _возм.о. Таким образом, время регулирования определяет длительность (быстродействие) переходного процесса. Оптимальное значение t_p находится в пределах (3 ÷ 4) Т_об.

Перерегулированием  - называется максимальное отклонение ∆h_макс регулируемой величины от ее установившегося значения h_o, выраженное в процентах по отношению к ho .

Колебательность системы характеризуется числом колебаний n регулируемой величины за время регулирования t_p. Если за это время переходный процесс в системе совершает число колебаний меньше заданного по условиям технологии, то считается, что система имеет требуемое значение колебательности .

Оборудование для работы

Лабораторный стенд «регулирование температуры в печи с помощью измерителя-регулятора ТРМ-1»

Рис.8 Структурная схема регулирования температуры в печи

1.                 Регулятор.

2.                 Датчик.

3.                 Задатчик регулятора.

4.                 Пусковое устройство.

5.                 Исполнительный механизм.

6.                 Объект регулирования.

7.                 Регулирующий орган.

8.                 Цифровой индикатор.

 

Практическая работа №17. Тема: Приборы для измерения давления и разрежения. Техническое обслуживание.

Цель работы Цель работы состоит в определении пригодности к эксплуатации ма- нометров путем сравнения погрешности показаний манометров с их классом точности.

Характеристика работы

Работа выполняется на поверочном стенде МП-600. Поверке подверга- ются два манометра ( Ml и М2 ) с разными пределами измерения. Поверка производится прямым и обратным ходом нагружения манометров (от 0 до Рмах и от Рмах до 0). Погрешности показаний манометров определяют- ся для 8-12 значений давления, равномерно распределенных по всему диапа- зону измерений. 3. Описание стенда Схема поверочного стенда МП-600 для приборов давления приведена на рис.1.

Рис. 1.Схема поверочного стенда МП – 600.

 

Стенд имеет в своем составе подкачивающий плунжерный насос 1, который подает масло из расходной емкости 2 в блок гидравлики 3, оснащенный двумя резьбовыми втулками 4 для установки манометров 5, и плунжерный насос высокого давления 7 с винтовым приводом от штурвала 8. Стенд снабжен необходимой запорной арматурой в виде клапана 9, отсекающего блок гидравлики от подкачивающего насоса, клапанов 10 и 11, предназначенных для подключения поверяемых манометров, клапана 12, ис- пользуемого для сброса давления в блоке гидравлики, и клапана 13, отсекающего грузопоршневое устройство 6, на котором размещаются грузы, уравновешивающие давление масла в блоке гидравлики.

Подготовка стенда и порядок работы на нём

Поверке подлежат два манометра: Ml - с пределом измерения 40 кгс/см2 и М2 - с пределом измерения 1000 кгс/см2 .

Перед работой проверяется готовность стенда к работе:

• - уровень масла в расходной емкости должен быть выше приемной сетки;

• - проверить затяжку на плотность поверяемых манометров;

• - закрыть клапаны 10 и 11 отключения манометров от гидравлического блока;

• - перекрыть клапан 12 и закрыть слив масла в сливной трубопровод;

• - открыть клапаны 9 и 13 для соединения подкачивающего насоса с гидравлическим блоком и подключения грузопоршневого устройства;

• - вывести плунжер насоса высокого давления до упора, вращая штурвал против часовой стрелки;

• - рычагом подкачивающего насоса, плавно, без рывков подкачать масло в блок гидравлики, наблюдая за указателем на грузопоршневом устройстве. Нормальным, считается плавный подъем поршня грузопоршневого насоса, и остановка указателя между верхней и нижней красными рисками, при избыточном давлении. Если указатель переместился выше верхней риски, то производят сброс давления, приоткрывая клапан 12.

После подготовки стенда к работе приступают к поверке манометров Ml и М2. Для этого диапазон измерения давления поверяемого манометра предварительно делят на 8-12 равных интервалов, соответствующих количеству фиксированных измерении. При этом необходимо учитывать, что начальный вес подвижного поршня грузопоршневого устройства соответствует 10 кгс/см2 , т.е. первое тарировочное давление равно 10 кгс/см2 . Комбинируя тарировочные грузы, можно с их помощью создавать на стенде различные поверяемые давления, кратные 2,3; 5 и 10 кгс/см2 . Исходя из отмеченного, для манометра Ml первое тарировочное давление равно 10 кгс/кв. см, затем при подъеме давления задают грузами давления 15, 20, ..., 35, 40 кгс/см2 , а при снижении давления - 35, ..., 10 кгс/см2 . Соответственно для манометра М2 -50, 100,.... 450, 400,..., 50 кгс/см2 .

Последовательность проведения поверки

Загрузив поршень соответствующим тарировочным весом, в гидравлическом блоке повышают давление путем вращения штурвала насоса высокого давления по часовой стрелке, до тех пор, пока указатель не займёт положение между нижней и верхней красными рисками. Это указывает на то, что давление в гидравлическом блоке соответствует давлению, которое набрано тарировочными грузами. После этого рукой сообщают поршню с грузами лёгкое вращательное движение, и слегка постукивают пальцем по корпусу манометра для снижения трения. Значение давления и заносите в таблицу как тарировочное, одновременно записывая и показания манометра. После проведения тарировки стенд приводится исполнителями в исходное состояние, для чего необходимо вывести плунжер насоса высокого давления в крайнее положение, вращая штурвал против часовой стрелки, а затем открыть клапаны 10, 11 и 12.

Обработка результатов измерений

После определения абсолютной и относительной погрешностей поверяемых манометров, необходимо построить соответствующие графики. На основании графиков необходимо сделать вывод о соответствии манометра классу точности и пригодности поверяемого манометра к эксплуатации, сравнив полученные данные с максимально допустимой абсолютной погрешностью. 

Контрольные вопросы

1. Каковы сроки очередной поверки рабочих манометров?

2. Какими манометрами осуществляется поверка рабочих манометров?

3. По каким отметкам судят об очередном сроке поверки манометра?

 

 

 

 

Практическая работа №18. Тема: Приборы химического контроля и газового анализа. Техническое обслуживание.

Цель: Изучить устройство и назначение приборов химического контроля и газового анализа.

Ход работы: Создание надежных и точных методов и средств контроля вредных выбросов тепловых электростанций (ТЭС), теплоэлектроцентралей(ТЭЦ), котельных и их концентраций в уходящих, газах и в атмосфере является сложной задачей.

Газоанализатор – это специальный прибор для измерения количественного и качественного состава смеси уходящих газов.

Различают 2 основных типа газоанализаторов:

1.Автоматические;

2.Ручные.

Автоматические газоанализаторы- позволяют измерять физико-химический или физический состав смеси газов или отдельных его частей. Существует 3 группы автоматических анализаторов:

1.Химические или объемно-манометрические анализаторы.

2.Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах.

3.Физические газоанализаторы

Химические или объемно-манометрические анализаторы:

Первая группа устройств этого типа позволяет определить изменение давления и объема газовой смеси при помощи химических реакций, которые происходят с различными компонентами смеси газов.

Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах подразделяются на:

1.Термохимические

2.Фотоколориметрические

3.Электрохимические

4.Физические

Принцип действия этих газоанализаторов заключается в определении качественного и количественного состава разделенной газовой смеси.

Термохимические анализаторы газа – это устройства, определяющие энергию выделяемого тепла при прохождении химической реакции в смеси газов.

Фотоколориметрический анализатор газа – это прибор, использующий оптическую систему (излучатель-приемник), который при помощи уровня поглощенного светового потока веществом определяет его.

Электрохимические газоанализаторы- позволяет обнаруживать даже мельчайшие частицы вредных газов; широкий диапазон определения загрязняющих органических и неорганических веществ; низкое энергопотребление.

Физические газоанализаторы-эти устройства работают благодаря физическим процессам и предназначены для определения процента кислорода в смеси газов.

Подразделяются на следующие виды:

1.Термокондуктометрические;

2. Магнитные;

3. Оптические;

4. Магнитные газоанализаторы

Также газоанализаторы классифицируются на:

1.Стационарные газоанализаторы - устройства, предназначенные для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях и других производствах

2.Портативные газоанализаторы - устройства, индивидуального применения, которые служат дополнительной защитой к стационарным анализаторам газа

3.Переносные газоанализаторы — устройства, занимающие промежуточную нишу между стационарными и портативными. Больше по размеру, чем портативные устройства, но обладают и большими возможностям. Подходят для небольших предприятий.

4.Ручные газоанализаторы– это переносные устройства, которые обладают высокой точностью и служат для проверки автоматических анализаторов газа в процессе их эксплуатации. Они также предназначены для лабораторных и контрольных анализов.

Газоанализаторы – это незаменимые устройства, которые используются как на производстве, так и в быту и позволяют определять качественный и количественный состав загрязняющих веществ в рабочей зоне или любом другом помещении, где есть опасные факторы утечки вредных веществ и газов.

Контрольные вопросы:

1.Назначение газоанализатора.

2. Назовите 2 основных типа газоанализаторов.

3. Назовите 3 группы автоматических анализаторов

4. Как подразделяются газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах?

5. Назначение физических газоанализаторов.

6.Назначение стационарных, портативных, переносных и ручных газоанализаторов.

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №19. Тема: Приборы для измерения расхода. Техническое обслуживание.

Цель: закрепление теоретических знаний по разделу приборы для измерения расхода и регистрации погрешности.

1. Обучающая — изучение приборов для измерения расхода и регистрации погрешности.

2. Развивающая — понимание процессов происходящих при проведении испытаний образцов.

3.Воспитательная — формирование внимательного и ответственного отношения к выполнению своей работы.

 Аппаратура, материалы: расходомер ПРЭМ Д ду20 2 шт.; теплосчётчик-регистратор «ЭЛЬФ версия 01» 1шт.; запорный кран 3 шт.; таймер (секундомер, таймер) 1шт.; модем (АССВ 030) 1 шт.; Блок питания 220в-12в-2А 1 шт.; автомат для подключения стенда к сети питания (В49–29 2А 1Ф); Описание лабораторного стенда Гидравлическая схема лабораторного стенда

 На стенде, схема которого дана на рис.1, установлен расходомер ПРЭМ Д ду 20(1) и теплосчётчик-регистратор «ЭЛЬФ»(2). Электромагнитные расходомеры, которые установлены в трубопроводах лабораторного стенда, и вторичного измерительного преобразователя (1). Комплект теплосчетчика (2) включает в себя преобразователи температуры. Которые установлены в трубопровод лабораторного стенда, два термопреобразователя сопротивления ТПС «Взлёт» (3) градуировки 500П 0–180С. Измеряющих соответственно температуры теплоносителя на входе t1 и выходе t2 трубопровода (представленной в виде подающего и обратного трубопроводов). Расход водопроводной воды через расходомеры устанавливается краном (5) на входе. При открытом запорном кране (4 и 6).Значение расхода воды через расходомеры (л/мин) определяется по заданному времени прохождения жидкости через оба расходомера (FE1 и FE2). Для измерения времени используется электрический секундомер-таймер. Напряжение питания на стенд и расходомеры подается автоматом В49–29 2А 1Ф(7) который подает напряжения на блок питания БП 220Vout 12V 2 A(8).К блоку питанию подключены первичные и вторичные приборы стенда.

Порядок выполнения работы

1. Подготовить расходомеры ПРЭМы, теплосчетчик «Эльф», другие приборы и устройства стенда к работе. Для этого необходимо подать общее напряжение питания на аппаратную часть автоматом (7) рис.1. Теплосчетчик «Эльф 01», расходомеры «ПРЭМ», преобразователи температуры ТСП «Взлет». Убедиться, что напряжение подано на средства измерений. Заполнить таблицу 1 для тепловычислителя «Эльф». Для этого, используя кнопки ← → необходимо установить на дисплее тепловычислителя Эльф закладка (текущие). Меню содержит пунктов шесть позиций Q↑,V↑,V↓,dV,G↑,G↓,dG,T↑,T↓,dT движение в пределах меню производится с помощью клавиш ↑↓, и в таблицу заносятся данные с 1 по 3 пункт. Далее перейти в закатку установки и в таблицу заносятся данные с 4 по 14 пункт.

3. Определение расходных характеристик исследуемых преобразователей расходов.

3.1. Перед проведением опыта необходимо зафиксировать начальные (исходные) показания счетчиков объема V↑,V↓, по дисплеям обоих вторичных приборов. Для определения объема воды, пошедшей на выполнения работы, необходимо на табло теплосчетчика установить позицию V1/V2 и списать в таблицу 2, значение начального объема в литрах. У расходомера при нажатии кнопки ← → производится переход в меню текущие, где, используя ↑↓, устанавливается пункт V1 и в таблицу списывается значение начального объема в м³. Эти же данные заносятся в таблицу 2 после завершения опытов, и определяется затраченный объем воды.

3.2. При выполнении работы на дисплеях вторичного прибора необходимо установить показания расходов. На теплосчетчике это значения Q1 и Q2 (вес импульса), в соответствии импульсам на расходомере Q в м³/ч. Напоминаем (пример), что 1 м³/ч (Эльф) = 2,5 л/мин (ПРЭМ).

3.3. Согласно гидравлической схеме (рис.1), при открытом кране (4 и 6), с помощью крана (5), устанавливаем на дисплее теплосчетчика «Эльф01» значение расхода в диапазоне от 0,7 до 1,5 л/мин. Если установленное значение остается постоянным в течение двух минут, то показания обоих расходомеров записываем в столбцы 1 и 6 (таблица 2). Для получения расчетного значения расхода необходимо открыть кран (4 и 6) и зафиксировать с помощью таймера время прохождения теплоносителя через трубопровод. При включенном таймере теплоноситель должен непрерывно проходить через первый и второй расходомеры, и каналы вычислителя «Эльф 01» где им фиксируется.

3.4. Для получения точных значений расходных характеристик опыты повторить в диапазонах значений расходов от 2 до 2,5 л/мин и от 3 до 3,5 л/мин, и т. д.

4.Погрешности расходомеров рассчитываются по приведенным в формуле: m1-m2=dm, dm/m1*100= %. Напоминаем, что после завершения всех режимов испытаний с теплосчетчика и расходомера снять показания счетчиков объема и записать в таблицу 2. И с помощью ПК (RS-232) или Архиватора Луч-М через оптопорт снять отчет.

Контрольные вопросы

 1.Каковы теоретические основы электромагнитного метода измерения расхода?

2.Какие факторы влияют на показания электромагнитных расходомеров?

3.Каковы теоретические основы электромагнитного метода измерения расхода?

4.Какие требования предъявляются к измеряемой среде при электромагнитном методе измерения расхода?

Отчет по работе

Отчет по работе должен включать:

1.Краткое описание и принципиальную схему установки.

2.Протокол испытаний двух расходомеров.

3.Анализ результатов испытаний. Основные параметры состояния теплосчетчика «Эльф 01»
Таблица 1

Обозначение параметра на дисплее	Единица измерения	Значение
Константа V1 \ V2	m3
Константа T1 \ T2	C
Константа Q \ G	Гкал\ m3
Тип датчика	ТСП500П
Периодичность индикации	с
Верхний предел измерения расхода	м3\ч
Нижний предел измерения расхода	м3\ч
Диапазон токового выходного сигнала	мА
Сглаживание выходного токового сигнала	мА
Скорость RS232	бод
Номер в сети
Вес импульса	л/им
Длительность импульса	м/с
Внутренний диаметр	мм

Показания счетчиков испытуемых расходомеров

Таблица 2

Теплосчетчик		Расходомер
Начальный объем	Конечный объем	Начальный объем	Конечный объем
л	л	м ³	м ³

 

 

Практическая работа №20. Тема: Приборы для измерения уровня. Техническое обслуживание.

Цель: изучить принцип действия уровнемеров.

Теоретическая часть:

Уровнемер — прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытых резервуарах, хранилищах и так далее. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей, в том числе и газообразующие, а также сыпучие и другие материалы. Уровнемеры так же называют датчиками/сигнализаторами уровня, преобразователями уровня. Главное отличие уровнемера от сигнализатора уровня — это возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.

Существует несколько методов измерения уровня жидкости, имеющих свои технологические возможности, основанных на различных физических принципах действия и обладающих как рядом преимуществ, так и недостатками. По принципу действия уровнемеры для жидкостей разделяются на механические, гидростатические, электрические, акустические, радиоактивные.

В настоящий момент существуют следующие устройства для измерения уровня жидкости:

- визуальные;

- поплавковые, в которых для измерения уровня используется поплавок или другое тело, находящееся на поверхности жидкости;

- буйковые, в которых для измерения уровня используется массивное тело (буёк), частично погружаемое в жидкость;

- гидростатические, основанные на измерении гидростатического давления столба жидкости;

- электрические, в которых величины электрических параметров зависят от уровня жидкости;

- ультразвуковые, основанные на принципе отражения от поверхности звуковых волн;

- радарные и волноводные, основанные на принципе отражения поверхности сигнала высокой частоты (СВЧ);

- радиоизотопные, основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня жидкости.

Помимо классификации уровнемеров по принципу действия, эти приборы делятся на:

- приборы для непрерывного слежения за уровнем (непрерывное измерение);

- приборы для сигнализации о предельных значениях уровня (дискретный контроль).

К приборам непрерывного слежения относятся — уровнемеры-указатели, преобразователи уровня, указатели уровня жидкости.

К приборам для сигнализации о предельных значениях уровня относятся — сигнализаторы уровня, реле уровня, переключатели уровня, датчики предельного уровня. Рассмотрим каждый вид уровнемеров на предмет их принципа действия, области применения и их достоинства и недостатки.

Визуальные уровнемеры

Простейший уровнемер (визуальный) — водомерное стекло, в котором использован принцип сообщающихся сосудов, служит для непосредственного наблюдения за уровнем жидкости в закрытом сосуде. Указательное стекло соединяют с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением или разрежением). Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде. Стёкла комплектуют вентилями или кранами для отключения их от сосуда и продувки системы.

Не рекомендуется использовать указательные стекла длиной более 0,5 м, поэтому при контроле уровня, изменяющегося больше чем на 0,5 м, устанавливают несколько стекол таким образом, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего.

В настоящее время водомерные стекла используются на предприятиях, где применяются паровые агрегаты (например котельные, компрессорные, теплостанции и другие).

Поплавковые и буйковые уровнемеры

Поплавковые — уровнемеры с чувствительным элементом (поплавком), тогда измерение происходит по оценке положения предмета на поверхности жидкости относительно двух точек измерений.

Буйковые уровнемеры, принцип действия которых основан на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк (закон Архимеда). Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.

По конструкции гидростатические датчики делятся на два типа: стационарные (мембранные) или погружные (колокольные). В первом случае датчик соединен с мембраной и прибор устанавливается внизу емкости. В случае погружного датчика чувствительный элемент погружен в рабочую среду и передает давление жидкости на сенсор через столб воздуха запаянный в подводящей трубке.

Типичное применение гидростатических уровнеметров — для однородных жидкостей в емкостях без существенного движения рабочей среды, а также ждя паст и вязких жидкостей. С помощью дифференциальных датчиков давления возможно также измерение уровня жидкости в открытых резервуарах, уровня раздела жидкостей.

К достоинствах данных уровнемеров можно отнести простоту конструкции и дешевизну. Однако у гидрастатических указателей уровня жидкости есть существенные недостатки — относительно низкая (по сравнению с другими методами) точность измерения и ограниченность применения из-за того, что монтаж устройства на дне резервуара требует постоянной плотности среды.

Электрические уровнемеры

В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Электрические уравнемеры бывают ёмкостные и кондуктометрические.

В ёмкостных уровнемерах чувствительным элементом служит преобразователь — конденсатор, ёмкость которого меняется пропорционально изменению уровня жидкости. Преобразователи выполняют цилиндрического и пластинчатого типов, а также в виде жесткого стержня. При измерении уровня агрессивных, но неэлектропроводных жидкостей обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или покрывают тонкой антикоррозионной пленкой. Покрытие обкладок тонкими пленками применяют также при измерении уровня электропроводных жидкостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №21. Тема: Автоматические регуляторы. Техническое обслуживание.

Оборудования и приборы: установка для снятия характеристик электромагнитного реле

Общие сведения.
Реле — это элемент автоматики, в котором при достижении определенного значения входной величиной выходная величина из меняется скачком. 
Реле широко применяются в схемах полуавтоматического регулирования и управления в основном для коммутации электрических цепей. 
Основными параметрами, характеризующими свойства электрических реле, являются: 

1.     Ток (напряжение) срабатывания I_cp — это то минимальное значение тока (напряжения), при котором реле замыкает свои нормально открытые (н. о.) и размыкает нормально закрытые (н. з.) контакты; 

2.     Ток (напряжение) возврата (отпускания) I_в — это то максимальное значение тока (напряжения), при котором реле размыкает свои н. о. и замыкает н. з. контакты; 

3.    
Коэффициент возврата К_В реле, определяемый как отношение тока (напряжения) возврата к току (напряжению) срабатывания, равен 
К = <1

Реле классифицируются по ряду признаков. В зависимости от рода воспринимаемых физических явлений их делят на электрические и неэлектрические (тепловые, механические, оптические, акустические и др.).

 Схема поляризованного электромагнитного реле: 1,2 - катушки электромагнита; 3- магнито провод; 4-постоянный магнит; 5-якорь; 6- контакты.

Поляризованное электромагнитное реле отличается от нейтрального наличием постоянного магнита. В нем два магнитных потока: рабочий, создаваемый обмотками, по которым протекает ток, и поляризующий, создаваемый постоянным магнитом.
Поляризованное реле состоит из стального сердечника (ярма) с двумя намагничивающими катушками, подвижного стального якоря, имеющего контакты слева и справа, двух подвижных контактов и постоянного магнита. Магнитный поток этого постоянного магнита Ф; проходит через якорь, а затем разветвляется: влево — Ф₁, и вправо — Ф₂. по ярму. В электромагнитном поляризованном реле имеются два независимых потока: Ф_о, создаваемый магнитом (поляризующий поток), и рабочий (управляющий) поток Ф₃, образованный катушкой электромагнита. Величина Ф₀ остается постоянной, а Фз зависит от значения и направления тока в катушке, а также от величины воздушных зазоров между подвижным якорем и полюсами неподвижного сердечника. Изменением воздушных зазоров слева и справа изменяется сила тяги якоря.
Якорь этого реле может занимать три положения.
1. Если тока в обмотках электромагнита нет, якорь находится в нейтральном, среднем, положении; так как это положение неустойчиво, якорь удерживается в нем специальными пружинами (в трехпозиционном реле с самовозвратом). Если снять пружины, то реле преобразуется в двухпозиционное. Тогда контакты располагаются несимметрично, чтобы создать преобладающее притяжение в одну сторону при отсутствии тока, или один из контактов вообще убирается.
2. При прохождении постоянного тока данного направления магнитный поток электромагнита Фо в одной части сердечника будет складываться с магнитным потоком постоянного магнита, а другой — вычитаться из него, поэтому якорь притягивается в ту или другую сторону и замыкает соответствующие контакты.

Контрольные вопросы:

1. На чем основывается работа электромагнитного реле?
2. Чем отличается поляризованное реле от нейтрального?
3. Какую роль играет конденсатор при создании выдержки времени на отпускание реле? 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №22. Тема: Изучение оборудования на которое распространяется метод ремонта.

 

Под методами ремонта понимают совокупность технических и организационных правил выполнения операции ремонта оборудования. Использование различных методов ремонта обусловлено следующими факторами: количественным составом и разнотипностью оборудования на предприятиях, его конструктивными особенностями, ремонтопригодностью, производственными условиями проведения ремонтов, производственной программой ремонтных предприятий ремонтных предприятий и т.д. в связи с этим ремонт оборудования может проводиться следующими организационно-технологическими методами: обезличенным, необезличенным, агрегатным и поточным.

При обезличенном методе ремонта снимаемые с машин сборочные единицы и детали при необходимости заменяют новыми или отремонтированными, полученными со склада.

При необезличенном (индивидуальном) методе в ремонт ставится полнокомплектная машина. Снимаемые с нее сборочные единицы и детали после ремонта устанавливают на ту же машину. В результате этого сборочные единицы и детали не обезличиваются и тем самым более полно используется их ресурс. На рис. 1 приведена схема технологического процесса ремонта машин необезличенным методом. Общую продолжительность ремонта этим методом определяют продолжительностью разборочно-сборочных операций и операций по ремонту и изготовлению необходимых деталей. Метод применяют на предприятиях с небольшим числом машин различных типов. Недостаток необезличенного метода ремонта – большая продолжительность простоя машин в ремонте.

Сущность агрегатного (сменно-узлового) ремонта заключена в том, что ремонтное предприятие, имея определенный оборотный фонд обезличенных сборочных единиц и агрегатов, разбирает ремонтируемую машину на отдельные агрегаты (сборочные единицы), выполняет ремонт базисных деталей и производит сборку машины из сборочных единиц и агрегатов оборотного фонда (рис. 2). Снятые с машины сборочные единицы и агрегаты ремонтируют, а затем направляют на склад ремонтной базы. Разделение по времени и месту выполнения разборочно-сборочных работ, а также работ по ремонту и изготовлению деталей между специализированными бригадами позволяет повысить их качество, снизить стоимость и сократить сроки ремонта. Таким образом, в этом случае продолжительность ремонта машин определяется длительностью разборочно-сборочных операций и не зависит от продолжительности восстановления и изготовления деталей.

Рис. 1. Схема технологического процесса ремонта машин необезличенным методом

Сменно-узловой метод ремонта возможен только при полной взаимозаменяемости сборочных единиц, агрегатов, а также наличии оборотного фонда. Его целесообразно проводить при ремонте однотипных машин.

Величину оборотного фонда рассчитывают, исходя из обслуживаемого парка машин, периодичности замены сборочных единиц, агрегатов, а также времени, затрачиваемого на их ремонт и транспортирование. Чем меньше времени отводится на проведение ремонтов, тем больше новых или отремонтированных сборочных единиц и агрегатов должно быть в оборотном фонде. Обеспечивая все категории ремонта машин, оборотный фонд вместе с тем должен быть минимальным.

Рис. 2. Схема технологического процесса ремонта машин сменно-узловым методом

При сменно-узловом методе ремонта целесообразно использовать комплекты сборочных единиц. ковши в сборе с днищем и коромыслом, рукояти, роторы в сборе с ковшами, стрелы в сборе с блоками и механизмом напора, двигатели, редукторы, генераторы.

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №23. Тема: Изучение требований к содержанию оборудования и приборов.

Цель работы: Изучение требований к содержанию оборудования и приборов

Задание 1

О чем позволяет судить класс точности приборов? Ответ необходимо обосновать.

Класс точности СИ - обобщенная характеристика данного типа СИ, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемой основной , а в некоторых случаях и дополнительных погрешностей , а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности применяется для средств измерений, используемых в технических измерениях, когда нет необходимости или возможности выделить отдельно систематические и случайные погрешности, оценить вклад влияющих величин с помощью дополнительных погрешностей. Класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность средств измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Класс точности СИ конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований или других нормативных документах.

При выражении предела допускаемой основной погрешности в форме абсолютной погрешности класс точности в документации и на средствах измерения обозначается прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. Чем дальше буква от начала алфавита, тем больше погрешность. Расшифровка соответствия букв значению абсолютной погрешности осуществляется в технической документации на средство измерения.

В настоящее время по отношению к современным средствам измерений понятие класс точности применяется довольно редко. В основном он чаще всего используется для описания характеристик электроизмерительных приборов, аналоговых стрелочных приборов всех типов, некоторых мер длины, весов, гирь общего назначения, манометров.

 

Задание 2

Университет и металлургическое предприятие приобрели одинаковые приборы сертифицированного типа для дистанционного измерения температуры - пирометры. В каком случае потребуется поверка данного СИ, а в каком - калибровка? Ответ необходимо обосновать.

Университет - калибровка.

Калибровка может проводиться любой метрологической службой. Это добровольная процедура, однако, для ее проведения необходимы определенные условия. Основное условие - прослеживание измерений, т.е. обязательная передача размера единицы от эталона к рабочему средству измерений. Появление калибровки является следствием процесса разгосударствления процесса контроля за состоянием СИ, своего рода либерализация метрологического контроля.

Металлургическое предприятие - поверка.

Поверка осуществляется физическим лицом, аттестованным в качестве поверителя органом Государственной метрологической службы. Положительные результаты поверки СИ удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке. Поверительное клеймо может наноситься как на приборы, так и на сопроводительные документы на приборы (паспорта, технические описания и т.п.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №24.Тема: Изучение нормативов времени работы оборудования и приборов между ремонтами.

Нормы трудоемкости капитального и текущего ремонтов и поверок приборов теплового контроля и электроизмерительных приборов составлены в зависимости от их типа. Нормы времени на ремонт и поверки указаны без учета времени, потребного на доставку прибора к месту ремонта и возвращения прибора к месту установки. Приборы иностранного производства при определении трудоемкости ремонта приравниваются к отечественным с применением коэффициента 1,1. Для приборов новых конструкции, поступающих на предприятия, нормативы определяются путем приравнивания их к аналогичным по назначению и пределам измерений. В нормах трудоемкости ремонта предусмотрены станочные работы в размере 15% трудоемкости всех видов ремонта.
Коэффициент сложности ремонта Кс.р Для технического обслуживания приборов принимается равным 0,1. Таким образом, для технического обслуживания ежемесячно в зависимости от планового коэффициента сменности цеха, участка на каждую рабочую смену планируется трудоемкость в размере 10% плановой (табличной) трудоемкости текущего ремонта всех установленных приборов. В связи с тем что ремонт приборов осуществляется обменным способом, когда на место взятого в ремонт прибора ставится резервный, время простоя из-за ремонта не планируется. Нормы складского резерва электроизмерительных приборов и приборов теплового контроля составлены в зависимости от количества однотипных приборов, находящихся в эксплуатации. Нормы расхода основных материалов и запасных частей на ремонт и техническое обслуживание составлены на 100 чел-ч трудоемкости ремонта приборов.

Нормы трудоемкости ремонтов и поверок

	Нормы трудоемкости, чел-ч
Приборы	капитального	текущего	поверки
Щитовые электроизмерительные
Амперметры, вольтметры, омметры, миллиамперметры магнитоэлектрической системы класса 1,0—2,5	4,5	1,5	0,2
Амперметры, вольтметры, миллиамперметры электромагнитной системы класса 1,0—2,5	4,0	1,3	0,2
Частотомеры электромагнитной системы класса 1,0-2,5	5,2	1,8	0,8
Частотомеры электродинамической системы класса 1,0—2,5	7,0	2,5	1,0
Фазометры трехфазного тока электродинамической системы	7,7	2,7	1,4
Фазометры электромагнитной системы	5,4	1,9	0,8
фазометры однофазного тока электродинамической системы	4,5	1,6	0,8
Ваттметры трехфазного тока электродинамической системы	7,3	2,5	0,7
Ваттметры трехфазного тока индукционной системы	5	1,7	0,5
Амперметры и миллиамперметры термоэлектрической системы	4,5	1,6	0,2
Счетчики электрической энергии
Счетчики однофазные	2,8	1	0,2 0,2
Счетчики трехфазные для учета активной и реактивной энергии трехпроводной системы	3,4	1,3
То же четырехпроводной системы	3,7	1,4	0,2
Самопишущие приборы постоянного и переменного тока
Амперметры, вольтметры и миллиамперметры магнитоэлектрической системы	12	3,3	0,8
Амперметры, вольтметры и ваттметры ферро- динамической системы	14	4,3	0,8
Амперметры, вольтметры и миллиамперметры детекторной системы	22	7	1,2
Гальванометры
Гальванометры зеркальные магнитоэлектрической системы стационарные постоянного тока	10	3,5	0,7
Приборы	Нормы трудоемкости, чел-ч
	капитального	текущего	поверки
Шунты и добавочные сопротивления
Шунты и добавочные сопротивления до 75 А, 600 В однопредельные класса 0,5	1,2	0,4	0,4
Шунты и добавочные сопротивления до 1500 А, 300 В, однопредельные класса 0,5	3	1,2	0,5
Шунты и добавочные сопротивления до 75 А, трех- и четырехпредельные класса 0,2	2,8	0,9	0,5
Трансформаторы тока и напряжения
Трансформаторы тока однопредельные класса 0,2	5	1,6	0,2
Трансформаторы тока с несколькими пределами измерения класса 0,2	8	2,7	0,4
Трансформаторы напряжения однопредельные класса 0,2	6	2	0,2
Трансформаторы напряжения с несколькими пределами измерения класса 0,2	9	3	0,4
Приборы для измерения и регулирования давления и разрежения
Манометры, мановакуумметры, вакуумметры показывающие		1,0	0,1
Манометры, мановакуумметры и вакуумметры с электрической дистанционной передачей	3,5	1	0,2
Тягомеры, напоромеры и тягонапоромеры	4	2,5	0,2
Дифманометры — тягомеры кольцевые	15	8	1,2
Реле давления	—	1,6	0,1
Регуляторы давления и сигнализаторы	3,6	2,5	0,15
Вакуумметры ионизациоино-термопарные	4,2	1,5	0,4
Приборы для измерения и регулирования температуры
Термопары платино-платинородиевые, хромель-копелевые и хромель-алюмелевые	3,2		0,2
Термометры сопротивления медные и плати
новые	3,8	—	0,5
Термометры манометрические, показывающие ртутные, газовые и жидкостные	3	1,2	0,7
Термометры манометрические самопишущие ртутные, газовые и жидкостные	5,4	3	0,7
Термометры манометрические, показывающие пневматические газовые и жидкостные	4,8	2	0,7
Термометры манометрические бесшкальные пневматические газовые и жидкостные	4,2	1,5	0,7
Пирометры излучения	5,5	3	1,5
Приборы	Нормы трудоемкости, чел-ч
	капитального	текущего	поверки
Приборы для измерения и регулирования расхода и		: количества
Дифманометры поплавковые бесшкальные, показывающие, самопишущие и колокольные бесшкальные	9	6	0,6
Дифманометры-расходомеры кольцевые, показывающие и самопишущие	8	5	0,6
Дифманометры мембранные пневматические, сильфонные, бесшкальные и компенсационные	11	4	0,8
Дифманометры-расходомеры мембранные бесшкальные	13	8	0,9
Счетчики объемножидкостные с овальными шестернями	8	5	0,6
Счетчики газовые ротационные	5	2,5	0,5
Водомеры	4	1,5	| 0,4
Ротаметры с металлической и стеклянной трубкой электрические и пневматические дистанционные	10	7	1,5
Приборы для измерения и регулирования уровня
Уровнемеры мембранные, ферродинамические буйковые и емкостные	6	3	0,5
Уровнемеры поплавковые	14	10	1,2
Регуляторы уровня электроконтактные, поплавковые и буйковые	8	3	0,7
Сигнализаторы уровня мембранные и электроконтактные	6	2	0,7
Сигнализаторы уровня поплавковые и емкостные	9	4	0,8
Реле уровня мембранные и поплавковые	4	1,5	0,4
Реле уровня сильфонные	7	5	0,6
Приборы для измерения и регулирования состава
и свойства веществ
Газоанализаторы электрические термодинамические и магнитные	16	9	1,3
Концентратомеры для жидкостей, солемеры и кислородомеры	17	11	1,5
Датчики рН погружные	6,6	4,5	0,5
Устройства дистанционной передачи и	вторичные приборы
Логометры щитовые показывающие	6,5	4,5	0,5
Милливольтметры пирометрические показывающие, щитовые	15	8	1
Приборы	Нормы трудоемкости, чел-ч
	капитального	текущего	поверки
Мосты уравновешенные электронные показывающие, самопишущие и регулирующие переменного тока	24	15	2
Потенциометры электронные автоматические показывающие и самопишущие типа ЭП, ЭПВ2и ЭПД	14	11	2
Потенциометры самопишущие, показывающие и регулирующие типа ЭПП	24	20	3
Потенциометры малогабаритные показывающие и самопишущие типа ПС1 и ПСР	20	15	2
Приборы с дифференциально-трансформаторной индукционной схемой миниатюрные, показывающие и самопишущие типа ВМД, ДП1, ДСм2, ДСМП2, ЭИВ2, ДС1, ДСПР1 и ЭПИД	15	6	1,5
Автоматические регуляторы к схемам контроля и регулирования
Регуляторы прямого, д	е й с т в	и я
Регуляторы температуры РПД	4	2	_
Регуляторы давления диаметром, мм:
до 50	4,5	1,8	—
100—150	6,0	2,5	—
200—300	7,5	3,0	—
Регуляторы давления газа диаметром, мм:
до 50	8	2	—
70—100	12	3	—
Регуляторы давления мазута	2	1,2	—
Регуляторы уровня воды в баках	8	2,5	—
Регуляторы питания для поддержания уровня воды в баках	20	6	—
Регуляторы непрерывного действия гидравлические
Регуляторы разрежения давления с мембранным устройством	18	8	_
Регуляторы перепада давления астатические	18	8	—
Регуляторы соотношения давлений и перепадов давления	17	9
Регуляторы соотношений давлений с двусторонними пружинно-нагруженными измерительными устройствами	19	9
Регуляторы непрямого действия пневматические
Изодромные регуляторы	4	1,5	—
Регуляторы поплавковые для регулирования нефти и нефтепродуктов	17	8	-
	Нормы трудоемкости, чел-ч
Приборы	капитального	текущего	поверки
Датчики пневматического давления и перепада давления	9	3
Панель дистанционного управления	2	1	—
Электрические регуляторы
Реле температурное типа ТР-200	—	1
Терморегуляторы дистанционные	2,5	1	—
Регуляторы для регулирования подачи топлива, воздуха	8	3
Регуляторы уровня воды в барабане	22	7	—
Регуляторы температуры	9,5	4	—
Электронные регулирующие приборы	14	4	—
Электронные следящие приборы	7,5	3	—
Изодромные регуляторы	14	7	—
Следящие механизмы, работающие в комплекте с регулятором	8,5	4,5
Исполнительные механизмы двухпозиционного регулирования	7	2
Система автоматического регулирования типа «Кристалл» для котлов средней и малой мощности	60	18
Реле и датчики
Реле давления сигнальное		3
Реле давления дифференциальное	—	9	—
Реле потока газа или жидкости	—	3	—
Реле импульсной сигнализации	—	8	—
Реле обрыва факела	—	16	—
Прибор контроля пламени фотоэлектрический	—	17	—
Автомат контроля пламени	—	6	—
Электрозапальник	—	2	—
Датчик-реле температуры	—	2	—
Датчик-реле давления	—	4,0	—
Датчик-реле напора и тяги	—	4	—

Нормативно-технической документацией предусматриваются следующие виды периодического технического обслуживания:

ежесменное техническое обслуживание (ЕО);

техническое обслуживание № 1 (ТО-1 или ТО ,в случае, когда последующие. виды технического о6еслуживания ТО-2, ТО-3 не предусматриваются);

техническое обслуживание № 2 (ТО-2);

техническое обслуживание № 3 (TO-3).

В зависимости от периодичности и трудоемкости выполняемых работ для различных видов оборудования, а также при изменении конструкции изделия допускается обоснованное сокращение числа видов технического обслуживания. Для оборудования, у которого периодичность проведения ТО-3 и текущего ремонта совпадают по времени проведения, выполняется ТР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №25. Тема: Планирование ремонта приборов и оборудования.

Цель работы: Изучить планирование ремонта приборов и оборудования.

Ход работы:

Техническая диагностика - это оценка технического состояния объекта, начинающаяся с определения места и характера имеющихся проблемных элементов и заканчивающаяся переходом объекта в неработоспособное состояние. Диагностика осуществляется на базе использования современных методов и средств и решает задачу обеспечения безопасности, функциональной надёжности и эффективности работы технического объекта, а также сокращения затрат на его техническое обслуживание и уменьшения потерь от простоев в результате отказов.

Диагностическое обследование выполняется на отключенном оборудовании. При помощи систем диагностического мониторинга решается задача эффективного управления эксплуатацией и ремонтом оборудования.

Трудно найти физическое явление или процесс, которые не использовались бы для целей диагностики. Рассмотрим некоторые из них, нашедшие широкое применение в электроэнергетике.

Физико-химические методы. Энергетическое воздействие на изоляцию электрических устройств приводит к ее изменениям на молекулярном уровне. Это происходит вне зависимости от типа изоляции и завершается химическими реакциями с образованием новых химических соединений, причем под действием электромагнитного поля, температуры, вибрации одновременно идут процессы разложения и синтеза. Анализируя количество и состав появляющихся новых химических соединений можно делать выводы о состоянии всех элементов изоляции. Наиболее просто это сделать с жидкой углеводородной изоляцией, каковой являются минеральные масла, так как все или почти все образовавшиеся новые химические соединения остаются в замкнутом объеме.

Преимуществом физико-химических методов диагностического контроля является их высокая точность и независимость от электрических, магнитных и электромагнитных полей и от других энергетических воздействий, так как все исследования проводятся в физико-химических лабораториях. Недостатками этих методов является относительная дороговизна, и запаздывание от текущего времени, то есть неоперативный контроль.

Метод хроматографического контроля маслонаполненного оборудования. Этот метод основан на хроматографическом анализе различных газов, выделяющихся из масла и изоляции при дефектах внутри маслонаполненного электрооборудования.

Оценка состояния маслонаполненного оборудования осуществляется на базе контроля:

- предельных концентраций газов;

- скорости нарастания концентраций газов;

- отношений концентраций газов.

Метод контроля диэлектрических характеристик изоляции. Метод основан на измерении диэлектрических характеристик, к которым относятся токи утечки, величины емкости, тангенс угла диэлектрических потерь (tg д) и др. Абсолютные значения tgd, измеренные при напряжениях, близких к рабочему, а также его приращения при изменении испытательного напряжения, частоты и температуры, характеризуют качество и степень старения изоляции.

Для измерения tgd и емкости изоляции используются мосты переменного тока (мосты Шеринга). Метод используется для контроля высоковольтных измерительных трансформаторов и конденсаторов связи.

Метод инфракрасной термографии. Потери электрической энергии на нагрев элементов и узлов электрооборудования в процессе эксплуатации зависят от их технического состояния. Измеряя инфракрасное излучение, обусловленное нагревом, можно делать выводы о техническом состоянии электрооборудования. Невидимое инфракрасное излучение с помощью тепловизоров преобразуется в видимый человеком сигнал. Данный метод дистанционный, чувствительный, позволяющий регистрировать изменения температуры в доли градуса. Поэтому его показания сильно подвержены влияющим факторам, например, отражающей способности объекта измерения, температуре и состоянию окружающей среды, так как запыленность и влажность поглощают инфракрасное излучение, и др.

Оценка технического состояния элементов и узлов электрооборудования под нагрузкой производится либо сопоставлением температуры однотипных элементов и узлов (их излучение должно быть примерно одинаковым), либо по превышению допустимой температуры для данного элемента или узла. В последнем случае тепловизоры должны иметь встроенное оборудование для коррекции влияния температуры и параметров окружающей среды на результат измерения.

Метод вибродиагностики. Для контроля над техническим состоянием механических узлов электрооборудования используют связь параметров объекта (его массы и жесткости конструкции) со спектром частот собственной и вынужденной вибрации. Всякое изменение параметров объекта в процессе эксплуатации, в частности жесткости конструкции вследствие ее усталости и старения, вызывает изменение спектра. Чувствительность метода увеличивается с ростом информативных частот. Оценка состояния по смещению низкочастотных составляющих спектра менее эффективна.

Методы контроля частичных разрядов в изоляции. Процессы возникновения и развития дефектов изоляторов ВЛ, независимо от их материала, сопровождаются появлением электрических или частичных разрядов, которые, в свою очередь, порождают электромагнитные (в радио и оптическом диапазонах) и звуковые волны. Интенсивность проявления разрядов зависит от температуры и влажности атмосферного воздуха и связана с наличием атмосферных осадков. Такая зависимость получаемой диагностической информации от атмосферных условий требует совмещать процедуру диагностирования интенсивности разрядов в подвесной изоляции ЛЭП с необходимостью обязательного контроля температуры и влажности окружающей среды.

Для контроля широко применяются все виды и диапазоны излучения. Метод акустической эмиссии работает в звуковом диапазоне. Известен метод контроля оптического излучения ПР с помощью электронно-оптического дефектоскопа. Он основан на регистрации пространственно-временного распределения яркости свечения и определении по ее характеру дефектных изоляторов. Для этих же целей с разной эффективностью применяют радиотехнический и ультразвуковой методы, а также метод контроля ультрафиолетового излучения с помощью электронно-оптического дефектоскопа «Филин».

Метод ультразвукового зондирования. Скорость распространения ультразвука в облучаемом объекте зависит от его состояния (наличия дефектов, трещин, коррозии). Это свойство используется для диагностики состояния бетона, древесины и металла, которые широко применяются в энергохозяйстве, например, в качестве материала опор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №26. Тема: Составление графика обслуживания прибора согласно нормативам.

Цель работы: Научиться составлять график мероприятий по эксплуатации и техническому обслуживанию различных видов электрооборудования.

В результате выполнения работы студент должен:

знать- мероприятия по эксплуатации электрооборудования;

уметь – составлять график мероприятий по эксплуатации различных видов электрооборудования.

Теоретические сведения

Эксплуатация включает в себя техническое обслуживание, ремонт, использование и хранение электроустановок. Техническое обслуживание представляет совокупность организационных и технических мероприятий, проводимых в межремонтный период, направленных на поддержание надежности и готовности использующихся и хранящихся в резерве электроустановок. Основная часть эксплуатации – непосредственное использование электроустановок.

Главная задача эксплуатации – это организация такого обслуживания электрических сетей и электрооборудования, при котором отсутствуют производственные простои из-за неисправности электроустановок, поддерживается надлежащее качество электроэнергии и сохраняются паспортные параметры электрооборудования в течении максимального времени при минимальном расходе электрической энергии и материалов.

Ход работы:

1. Для различных видов электрооборудования согласно варианту составить таблицу 1 операций технического обслуживания.

Таблица 1

Операция	Требования, периодичность	Пояснение

Варианты заданий:

№ варианта	Вид электрооборудования
	Электроосветительные установки
	Цеховые электрические сети
	Кабельные линии
	Воздушные линии напряжением свыше 1000В
	Воздушные линии напряжением до 1000В
	Силовые трансформаторы
	Электрические машины
	Распределительные устройства до 1000В
	Распределительные устройства свыше 1000В

Контрольные вопросы:

1. Каковы основные цели технической эксплуатации?

2. С помощью каких аппаратов осуществляют включение и отключение электрооборудования?

3. Какая электроустановка считается действующей?

Теоретические сведения.

Важнейшим условием правильной эксплуатации электроустановок является своевременное проведение планово-предупредительных и периодических профилактических испытаний оборудования и сетей. К текущим относятся ремонты, проводимые во время эксплуатации оборудования для гарантированного обеспечения его работоспособности и состоящие в замене и восстановлении его быстроизнашиваемых частей и в их регулировке. Проведение текущих ремонтов, как правило, не требует специальной остановки основного технологического оборудования. 

Ход работы: 

1. Для различных видов электрооборудования согласно варианту составить таблицу 1 объема работ. 

Таблица 1

Вид ремонта	Объем работ	Ремонтные нормативы

Варианты заданий:

№ варианта	Вид электрооборудования
	Электроосветительные установки
	Цеховые электрические сети
	Воздушные линии напряжением свыше 1000В
	Воздушные линии напряжением до 1000В
	Силовые трансформаторы
	Электрические машины
	Электрические аппараты до 1000В
	Распределительные устройства свыше 1000В

Контрольные вопросы:

1. Приведите классификацию ремонтов.

2. Когда производятся профилактические испытания?

3.Назовите организационные мероприятия по технике безопасности при осуществлении текущего ремонта.

 

 

 

Практическая работа №27. Тема: Оформление документов на ремонт приборов.

Цель работы: Изучить Оформление типовых ремонтных ведомостей

Ход работы:

Сначала проведите техническое обследование с освидетельствованием. Для этого наймите экспертную организацию, которая имеет все необходимое оборудования для обследования объекта, подлежащего ремонту. Помимо оборудования у них должна иметься вся нормативно-техническая документация, на основании которой они будут осуществлять проверку и оценку степени повреждения. Дефектом является отклонение от требований проектно-конструкторской документации. Результаты проверки сравниваются с ГОСТом.

Составьте разные дефектные ведомости на разные виды работ, если вашей организации нужно ремонтировать разные объекты, т.е. и оборудование, и помещение.

Утвержденной единой формы ведомости дефектов не существует. Вы можете составить ее в произвольной форме, но обязательно должны указать реквизиты, предусмотренные п. 2 ст. 9 Федерального закона "О бухгалтерском учете".

Составляйте ведомость дефектов на основании технического обследования. В дефектной ведомости необходимо отразить соответственно дефекты конструкций и узлов, описать все технологические и организационные мероприятия по их устранению. В этой же дефектной ведомости нужно указать объем ремонтных работ и перечислить основные материалы, необходимые для ремонта. Если марка и тип материала имеет принципиальное значение, вы также можете указать это в документе.

Доверьте составление ведомости опытным высококвалифицированным работникам, связанным с ремонтом оборудования или зданий. Ведомость дефектов является документом, по которому составляется смета и осуществляется проверка выполненных ремонтных работ, поэтому правильное и подробное составление этого документа очень важно. Поскольку ведомость представляет собой часть сметной документации, она должна быть подписана и заказчиком с грифом «Утверждено», и подрядчиком.

Если вы выявили существенные отличия между описанием дефектов в смете подрядчика, с которым вы заключили договор на проведение ремонтных работ, и дефектной ведомости, составленной экспертами, потребуйте от подрядчика письменное объяснение данного факта и утвердите этот документ.

Приборы, требующие ремонта, как правило, заменяются исправными непосредственно по месту установки. Неисправные приборы направляются в ремонтные мастерские (лаборатории), где выполняется их ремонт.

В объем текущего ремонта входят операции ТО и (дополнительно) следующие работы: вскрытие и очистка прибора, частичная разборка подвижной системы, исправление или замена поврежденных стрелок, пружин, трубок, контактов, винтов, держателей диафрагмы, рычагов пара, а также других неисправных деталей; проверка качества изоляции и состояния цепей прибора, установки и состояния кранов;

регулировка подвижной системы прибора по основным точкам с ремонтом и установкой дополнительного сопротивления; перемотка шунтов; подгонка показаний приборов к классу точности без разбора измерительной системы магнитным шунтом, подгоночным сопротивлением и размагничиванием экрана.

Для ремонта каждого типа приборов разрабатываются технологические карты, в которых в определенной последовательности перечисляются выполняемые при этом работы.

Периодичность текущего ремонта электроизмерительных приборов установлена через 12 месяцев для нормальных условий эксплуатации, через 8 месяцев – для горячих, гальванических и химических цехов и через 6 месяцев – для цехов с сильной запыленностью, агрессивностью среды, вибрацией и пульсацией потока.

Для приборов теплового контроля установлены единые сроки ремонта и поверок, а именно: нормальные условия эксплуатации – 12 месяцев, горячие, химические и гальванические цеха – 6 месяцев, цеха с сильной запыленностью, агрессивностью среды, вибрацией и пульсацией потока – 3 месяца.

Отнесение приборов к тем или иным условиям эксплуатации утверждается главным инженером по представлению главного энергетика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №28. Тема: Оформление паспортов приборов.

Цель работы: Оформление паспортов поверки и калибровки на приборы и датчики КИП

Оборудование КИП и А как и любое другое измерительное оборудование следует периодически калибровать или подвергать поверке. Поверка прибора это сличение его реальных метрологических характеристик с заявленными производителем характеристиками. Проще говоря, поверка проводится для того, чтобы убедиться, что погрешность измерения прибора во всем диапазоне измерения не превышает допустимую. Калибровка и поверка оборудования производится силами обслуживающего персонала участка КИП, силами специального ремонтного участка предприятия, силами специализированных сервисных компаний или органов местных ЦСМ. Учитывая, что неповеренное оборудование приравнивается к неисправному, необходимо постоянно отслеживать сроки поверки приборов. Так как на отдельном эксплуатационном участке и на предприятии в целом может быть несколько сотен и даже тысяч единиц различного киповского оборудования с различным межповерочным интервалом и датой последней поверки, то оперировать таким объемом данных и не упустить что-либо из вида весьма проблематично. Поэтому все данные об имеющемся на участке оборудовании сводятся в своеобразную базу данных - график калибровки и поверки приборов и средств измерений. Но в графике калибровки отображаются лишь самые общие данные - более подробные сведения содержатся в паспорте прибора. На каждый прибор на производстве должен быть заведен свой собственный паспорт, в котором указываются более детальные сведения о этом приборе: название, место установки, дата ввода в эксплуатацию, пределы измерений и погрешность измерения и т.д. Метрологические характеристики прибора (диапазон измерений, погрешность) можно взять из заводского паспорта прибора (этим документом комплектуется прибор при выпуске из производства), в инструкции по эксплуатации на данное оборудование или в методике поверки. При поступлении приборов в эксплуатацию, вне зависимости от того есть у этих приборов заводской паспорт или нет, каждому прибору заводят новый паспорт. Ведь заводские паспорта часто содержат в себе большой объем избыточной информации, быстро найти в них нужную информацию порой проблематично, вписать дополнительные данные некуда. Да и размеры у заводских паспортов разных приборов могут быть разными, что существенно усложняет их хранение. Паспорта обычно изготавливаются типографским способом из тонкого картона. На лицевой стороне паспорта указываются необходимые данные, метрологические характеристики и данные последних калибровок (поверок). На оборотной стороне паспорта приводится информация, касающаяся производившихся ранее ремонтов, ревизиях и других манипуляциях с данным прибором.     Паспорт может содержать следующие области для внесения данных. 1.                 Номер паспорта. Нумерация сквозная последовательная. 2.                 Наименованиеие прибора. Например, преобразователь перепада давления Метран-55. Данные можно взять с заводского паспорта или с шильдика прибора. 3.                 Наименование предприятия. Если на предприятии несколько обособленных участков КИП, то желательно кроме названия организации указать название цеха или участка, например, ОАО "Новый завод", цех ТНП. 4.                 Дата поступления прибора в эксплуатацию. Даже если новый прибор не установлен, а находится в резерве, эксплуатация прибора все равно началась. Как правило указывают только год начала эксплуатации. 5.                 Периодичность калибровки прибора. Периодичность калибровки или поверки устанавливается производителем данного прибора или оборудования. В некоторых случаях периодичность поверки за время выпуска прибора меняется. Например, для первых приборов этой серии периодичность была 1 раз в год, через несколько лет выпуска приборов периодичность поверки была установлена 1 раз в 2 года. 6.                 Завод изготовитель. Указывается производитель оборудования, например, ПГ "Метран" или JUMO. Для иностранных производителей часто указывают и страну происхождения, например, JUMO, Германия. 7.                 Заводской номер. Писать нужно все цифры заводского номера, какие есть на шильдике прибора, так как серийный номер 0394 и 394 это фактически два разных номера. 8.                 Инвентарный номер по бухгалтерским документам. 9.                 Тип или система. Отчасти дублирует информацию поля "наименование прибора", но содержит полное обозначение типа прибора. 10.            Пределы измерения. Указывают тот диапазон измерения и те единицы измерения, в которых настроен прибор. Ведь большинство современных приборов является перенастраиваемыми многопредельными, имеющими возможность изменения единиц измерения. 11.            Цена деления шкалы. Обычно цену деления указывают для манометров, биметаллических термометров, щитовых амперметров и вольтметров и других подобных приборов. 12.            Класс и допускаемая погрешность. Для манометров, биметаллических термометров, щитовых амперметров и вольтметров и других подобных приборов указывают класс точности. Для других приборов указывают погрешность, причем указывают и вид этой погрешности: абсолютная, относительная или приведенная.   ООП основная относительная погрешность ОПП основная приведенная погрешность ОАП основная абсолютная погрешность   13.            Перечень основных частей комплекта. Указывают дополнительные характеристики прибора, такие, например, как тип выходного сигнала, вид характеристики датчика (линейная и корнеизвлекающая) и другие характеристики имеющие значение для сопряжения данного прибора с другими элементами системы автоматики. Если прибор является частью комплекта приборов, то указывают все приборы входящие в этот комплект, с указанием их заводских номеров. 14.            Данные о калибровке (поверке). После проведения калибровки или поверки делается соответствующая запись "годен", указывается фамилия поверителя, ставится подпись и клеймо поверителя. Причем поверители ЦСМ имеют клейма с оттисками круглой формы, поверители аттестованных на право поверки юридических лиц имеют клейма с оттисками квадратной формы. 15.            Наименование органа надзора. Пишут либо ОГМ (отдел главного метролога предприятия), либо ЦСМ, либо Ростехнадзор, либо другую контролирующую организацию. Часто не заполняют. 16.            Подпись составителя паспорта. 17.            Дата составления паспорта. В верхнем правом свободном углу паспорта (b) указывают для измерения чего применяется данный прибор, например, "Q сжатого воздуха на вводе III нитки" или "Резерв". В верхнем левом свободном углу паспорта (a) указывают позицию данного прибора на схеме автоматизации, например, FIA 092, TIRSA 118 или 67Б. Если доступ к настройкам прибора осуществляется по паролю желательно также указать этот пароль в паспорте прибора (например, "пароль 2448") так как именно при калибровке и поверке чаще всего возникает необходимость ввода пароля. Хорошо себя зарекомендовала практика, когда к паспорту прибора прикрепляется карта программирования данного прибора с массивом всех введенных данных. На оборотной стороне паспорта обычно фиксируют все манипуляции с прибором - ревизию, чистку, ремонт и т.п. с указанием, при необходимости, подробностей выполнения этих манипуляций (какая была неисправность, какую деталь меняли и т.д.). Перед записью ставят текущую дату в формате число, месяц и год. После записи ставится подпись внёшнего запись. Если калибровка или поверка осуществляется в органах ЦСМ то по результатам проведения калибровки выдается сертификат о калибровке, а по результатам поверки свидетельство о поверке. Если прибор не внесен в Госреестр средств измерений, то его нельзя поверить, а можно только откалибровать. Если метрологические характеристики прибора не соответствуют заявленным производителем этого прибора, то прибор бракуется, владельцу прибора выдается извещение о непригодности средства измерения. Перед тем как сдать прибор на поверку в ЦСМ его нужно почистить, отремонтировать при необходимости и настроить. Так как поверители ЦСМ не будут производить даже небольшой ремонт приборов и сразу же забракуют их. Если выполнить ремонт и подготовку прибора к поверке силами обслуживающего персонала предприятия нет технической возможности, следует обратиться в специализированную аккредитованную сервисную компанию. Если какое-либо оборудование из графика калибровки и поверки не эксплуатируется и не находится в резерве то его можно вывести на консервацию, чтобы не поверять временно "ненужное" оборудование. Вывод оборудования на консервацию оформляется специальным актом вывода оборудования на консервацию, на корпус прибора наклеивается табличка "Консервация", в графике калибровки делается соответствующая отметка.

Практическая работа №29.Тема: Оформление документации на ремонт приборов и оборудования.

Основой поддержания средств измерений и контроля в исправном состоянии и постоянной готовности к применению по назначению является техническое обслуживание. Периодичность, объем и порядок проведения технического обслуживания приборов, применяемых автономно, определяются эксплуатационной документацией на эти приборы, а приборов, встроенных в технические устройства, – эксплуатационной документацией на эти устройства. При этом не допускается нарушение пломб, оттисков клейм, если это не предусмотрено эксплуатационными документами. Различают техническое обслуживание по установленному регламенту или по текущему состоянию. В зависимости от объема работ техническое обслуживание по регламенту может быть ежедневным, еженедельным, ежемесячным, полугодовым, годовым. Ежедневно обслуживаются только применяемые в данный день приборы.

Все неисправностей средств измерений и контроля, выявленные в процессе технического обслуживания, должны быть устранены. Запрещается выполнять последующие операции до устранения обнаруженных неисправностей. Приборы с неустраненными неисправностями бракуют и направляют в ремонт. При техническом обслуживании должна быть обеспечена безопасность персонала. Условия работы, срочность ее выполнения и другие причины не могут служить основанием для нарушения мер безопасности.

Результаты технического обслуживания заносят в соответствующую учетную документацию.

Для выбора различных вариантов построения системы ремонта прежде всего определяют направления развития и возможный состав ремонтно-технологического оборудования с учетом перспектив развития средств измерений и указанных ограничений на систему ремонта.

В настоящее время используют, как правило, трехуровневую систему ремонта средств измерений:

-на местах эксплуатации с помощью ремонтно-поверочных лабораторий измерительной техники,

-на ремонтных участках лабораторий измерительной техники,

-на ремонтных заводах.

Кроме того, средства измерений можно отремонтировать на заводах-изготовителях и на специализированных заводах приборостроительных министерств. Размещение ремонтно-технологического оборудования фактически определяет порядок ремонта средств измерений, т.е. виды и методы ремонта на различных уровнях системы ремонта и потребную квалификацию ремонтника.

В зависимости от характера отказов, степени выработки ресурса и трудоемкости восстановления различают текущий, средний и капитальный виды ремонта средств измерений. Такое разделение видов ремонта необходимо для планирования ремонтного производства. Сразу же следует отметить, что после ремонта средство измерений допускается к эксплуатации при проведении поверки, позволяющей удостовериться в соответствии его метрологических характеристик.

К текущему ремонту относят работы, связанные с устранением отдельных неисправностей средств измерений посредством замены комплектующих изделий и не требующие сложного диагностического и технологического оборудования. К этому виду ремонта относят также несложные в технологическом отношении операции по регулировке средств измерений для доведения метрологических характеристик до нормируемых значений в случае забракования прибора при поверке.

При среднем ремонте помимо операций, выполняемых при текущем ремонте, проводятся трудоемкие операции по замене или восстановлению (реставрации) элементов и составных частей работы по частичному восстановлению ресурса средств измерений, контроль технического состояния всех составных частей прибора (помимо выработавших ресурс и отказавших) с устранением выявленных неисправностей, настройка (регулировка) прибора и его составных частей после ремонта.

При капитальном ремонте ресурс полностью или почти полностью восстанавливается: прибор фактически полностью разбирают и определяют техническое состояние каждой детали, элемента, несущих и базовых конструкций; устраняют тяжелые повреждения и отказы, требующие сложного диагностического оборудования, трудоемких и сложных технологических процессов по обнаружению, замене и восстановлению отказавших (поврежденных) элементов и составных частей (восстановление или нанесение гальванических покрытий, изготовление новых деталей взамен вышедших из строя, восстановление электрической схемы прибора согласно принципиальной схеме и т. п.); прибор в целом комплексно настраивают и регулируют; после ремонта его испытывают.

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №30. Тема: Изучение методов проведения ремонта приборов.

При ремонте аппаратуры очень важно определить её ремонтопригодность, характеризуемой величиной математического ожидания времени восстановления работоспособности прибора. Малое значение этого показателя свидетельствует о хорошей ремонтопригодности прибора.

Независимо от характера неисправности, вида отказа (внезапного или постепенного, частичного или полного) работоспособность прибора должна быть восстановлена заменой (при невозможности ремонта) дефектных элементов, узлов, участков монтажа и т.д. исправными имеющими достаточную степень надёжности. При этом необходимо обеспечить высококачественное проведение ремонтных работ, а это требует правильной замены отказавших элементов, учёта их характеристик, производство качественной пайки монтажа для получения надёжного контакта, а также правильного проведения регулировочных работ. Надёжность и долговечность отремонтированного прибора зависят от качества деталей, установленных вместо неисправных, и качество исполнения ремонта.

Своевременное проведение профилактических ремонтных работ, устранение или сведение к минимуму внешних воздействий, вызывающих преждевременные отказы приборов (большие колебания сетевого напряжения, вибрации, повышенная влажность и пр.) - все эти вопросы тесно связаны с надёжностью работы и качеством ремонта аппаратуры.

Эксплуатационные свойства средств измерений изучают путём:

систематического наблюдения за средствами измерения в эксплуатации;

проведение эксплуатационных испытаний;

сбора данных об эксплуатационных свойствах от предприятий, организаций, применяющих средства измерений, и органов метрологической службы предприятий и обработки их.

На предприятиях и в организациях должны быть назначены ответственные лица (из сотрудников поверочной группы) за изучение эксплуатационных свойств средств измерений. Их изучают:

в течение одного года, если гарантийный срок работы средств измерений менее года;

в течение гарантийного срока, если гарантийный срок работы средств измерений более года.

Изучать должны возможно большее количество средств измерений каждого типа, чтобы сделать объективный вывод по определённому типу приборов.

Изучая эксплуатационные свойства средств измерений, их группируют по типам, выпускаемым заводами-изготовителями, годам выпуска и условиям эксплуатации. При этом отбирают экземпляры средств измерений не более двухлетней давности изготовления, полностью соответствующие требованиям стандартов и технических условий, с неповреждёнными заводскими и действующими поверительными клеймами (свидетельствами).

Условия эксплуатации средств измерений должны соответствовать инструкции по эксплуатации. Монтаж или установку средства измерения следует проводить под наблюдением работника ЛГН или ответственного лица за проведение работ по изучению эксплуатационных свойств приборов.

В процессе изучения эксплуатационных свойств на каждый экземпляр средства измерений заводят карту, в которую заносят:

общие сведения о приборе;

сведения об условиях работы (температуре, средней относительной влажности, вибрациях, механических воздействиях и других факторах);

сведения о режиме работы: включено ли средство измерения постоянно в течение определённого времени или работает в режиме кратковременных включений; постоянная или переменная нагрузка и общая продолжительность работы.

Карту подписывает лицо, ответственное за изучение эксплуатационных свойств средств измерений.

Полученные данные вносят в протокол, в котором отражаются:

сведения о времени изучения эксплуатационных свойств средств измерений;

сведения о среднем времени наработки на отказ;

сведения о результатах проверок;

сведения о наиболее характерных неисправностях;

данные о ремонте (характер ремонта, причины вызывающие неисправность);

данные о конструктивных и эксплуатационных особенностях и недостатках;

общая характеристика эксплуатационных свойств и предложения по дальнейшему усовершенствованию средств измерений или снятия его с производства.

В случае безвозвратного выхода из строя средства измерения в протоколе делают соответствующую запись с указанием причины неисправности, и прибор снимают с изучения.

Ремонт радиоизмерительных приборов обычно производится в сле-

дующей последовательности:

 устанавливается факт неработоспособности;

 определяется отказавший блок (модуль);

 выявляются неисправные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) в вышед-

шем из строя блоке (модуле);

 восстанавливаются вышедшие из строя блоки (модули);

 проводится контроль работоспособности устройства;

 осуществляется регулировка устройства;

 проводится поверка отремонтированного устройства.

Все неисправности в РИП можно подразделить на механические и   электрические. Механические неисправности возникают в механических  узлах. Например, в галетных или кнопочных переключателях, в переменных и подстроенных резисторах, в механизмах настройки частоты и многих других. Электрические неисправности возникают в электрических цепях и проявляются в виде коротких замыканий, обрывов в микросхемах,  транзисторах, конденсаторах, резисторах, дросселях, трансформаторах и др.

Большинство механических неисправностей и, в ряде случаев, электрических, выявляются при проведении визуального осмотра аппаратуры.

Визуальным осмотром определяют качество монтажа, отсутствие обрывов в печатных дорожках и проводниках, качество паек (холодные пайки), а также контролируется соответствие номиналов резисторов и емкостей конденсаторов (рабочих напряжений) требованиям принципиальных схем.

Часто при визуальном осмотре выявляются обуглившиеся резисторы,  вздутые электролитические конденсаторы, наличие подтеков пропиточного материала в трансформаторах, механические повреждения в керамических конденсаторах и др.

О наличии электрических неисправностей в аппаратуре могут свидетельствовать запахи от перегретых обмоток трансформаторов, дросселей, резисторов, изменение тона звуковых колебаний, вызванных работой трансформаторов (гул с частотой 50 Гц). При проведении визуального осмотра необходимо вручную проверять качество крепления механических узлов (трансформаторов, дросселей, переключателей, электрических конденсаторов, переменных и полупеременных резисторов и др.).

После проведения ремонта РИП проводится контроль его работоспособности, который заключается в проверке нескольких технических параметров устройства. Например, в осциллографе, регулируется и яркость свечения луча, перемещается ли луч вниз, вверх, осуществляется ли развертка луча при подаче на вход Y синусоидального сигнала и т.д.

После проведения контроля работоспособности РИП проводится его регулировка. Регулировочнонастроечные работы имеют целью приведение технических параметров РИП в соответствие с требованиями нормативно-технической документации (НТД) и заключаются в том, что, не изменяя электрической схемы прибора и его конструкции, путем подбора элементов схемы или подстройки ЭРЭ добиваются получения оптимальных значений выходных параметров. Вначале производят регулировку отдельных блоков (модулей), а затем регулируется в комплексе весь РИП.

Ввиду того, что в большинстве случаев РИП используются для измерения технических параметров (ТП) и характеристик радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), то после проведения его ремонта, контроля работоспособности и регулировки РИП в обязательном порядке должен пройти метрологическую поверку с целью установления соответствия его основных ТП и характеристик требованиям нормативно-технической документации.

К такой документации относятся: ГОСТы, ОСТы, ТУ, технические инструкции по эксплуатации, технические паспорта и т.п.

При поиске неисправностей в радиоизмерительных приборах широко используются вспомогательные приборы: осциллографы, вольтметры, мультиметры, логические пробники, генераторы логических сигналов, токовые трассировщики и другие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №31. Тема: Изучение инструкций по технике безопасности.

Опасность поражения электрическим током отличается от многих прочих опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии и принять меры по избежанию ее. Если, например, движущиеся части машин, оборудования, пламя, раскаленный металл и т.п. человек видит и может регулировать свое поведение, то электрический ток ощущается человеком только в момент его действия, когда уже поздно что-либо предпринять.

Статистика электротравматизма в России показывает, что смертельные поражения электрическим током составляют 2,7% от общего числа смертельных случаев, что непропорционально много относительно травматизма вообще. Это означает, что электротравматизм носит по преимуществу смертельный характер.

Согласно ПУЭ все электроустановки принято разделять на 2 группы:

установки напряжением до 1000 В;
установки напряжением выше 1000 В.

Следует отметить, что число несчастных случаев в электроустановках напряжением до 1000 В в 3 раза больше, чем в электроустановках напряжением выше 1000 В.

Это объясняется тем, что установки напряжением до 1000 В применяются более широко, а также тем, что контакт с электрооборудованием здесь имеет большее число людей, как правило, не имеющих электротехническую специальность. Электрооборудование выше 1000 В распространено меньше, и к его обслуживанию допускаются только высококвалифицированные электрики.

Наиболее распространенными причинами электротравматизма являются:

§ появление напряжения там, где его в нормальных условиях быть не должно (на корпусах оборудования, на металлических конструкциях сооружений и т.д.); чаще всего это происходит вследствие повреждения изоляции;

§ возможность прикосновения к неизолированным токоведущим частям при отсутствии соответствующих ограждений;

§ воздействие электрической дуги, возникающей между токоведущей частью и человеком в сетях напряжением выше 1000 В, если человек окажется в непосредственной близости от токоведущих частей;

§ прочие причины; к ним относятся: несогласованные и ошибочные действия персонала, подача напряжения на установку, где работают люди, оставление установки под напряжением без надзора, допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т.д.

Практическая работа №32. Тема: Оформление документации на отремонтированные приборы.

Приборы в ремонт и из ремонта (включая погрузочно-разгрузочные работы) доставляет заказчик. Пересылка приборов по почте не допускается.

Приборы, принимаемые в ремонт, должны быть укомплектованы всеми деталями и узлами, предусмотренными технической документацией, а также очищены от грязи.

При ремонте приборов замена составных частей и узлов другими, снятыми с однотипных, не допускается.

При приемке приборов в ремонт производят первичную дефектацию, включающую проверку:

сохранности пломб;

наличия внешних механических повреждений;

наличия основных комплектующих узлов и блоков;

общей работоспособности прибора (включением при необходимости), а также получение сведений у заказчика о неисправности прибора и определение возможности ремонта прибора при явно выраженной неисправности (наличие запасных частей).

Результаты первичной дефектации записывают в технологическую карту ремонта.

Примечания:

1. Первичную дефектацию приборов производит контролер-приемщик (дефектовщик) бюро приемки;

2. Функциональную дефектацию производит исполнитель ремонта на рабочем месте при проведении ремонта приборов.

На приборы, принятые в ремонт, оформляют накладную в 2-х экземплярах (рекомендуемое приложение 3 ) в соответствии с принятой на заводах специализацией ремонтных подразделений с присвоением ей номера заказа.

Заказчику выдают копию накладной и сообщают ориентировочный срок окончания ремонта, первый экземпляр накладной оставляют в бюро приемки для контроля.

Контролер-приемщик указывает на приборах номер накладной (заказа) и наименование организации.

Приборы регистрируют в журнале "Учета приема в ремонт и выдачи отремонтированных средств измерений" (Форма № П-8 утверждена приказом Госстандарта СССР от 19 августа 1976 г. № 238) (далее по тексту - журнал учета) и вместе с частично оформленной контролером-приемщиком и представителем заказчика технологической картой ремонта передают на склад бюро приемки, где их хранят до передачи в цех.

 

 

Практическая работа №33. Тема: Ознакомление с порядком приемки приборов из ремонта.

Приборы, отремонтированные, проверенные ОТК и поверителем возвращают на склад готовой продукции.

В случае невозможности проведения ремонта, прибор возвращают заказчику и выдают на руки "Техническое заключение" (форма № П-11 утверждена приказом Госстандарта СССР 19 августа 1976 г. № 238) с указанием причины возврата.

В журнале учета контролер-приемщик делает отметку о невозможности ремонта.

О готовности приборов исполнитель информирует заказчика письменно или по телефону.

Отремонтированные приборы выдают заказчику при предъявлении следующих документов:

доверенности на получение приборов;

документа, удостоверяющего личность получателя;

копии накладной;

копии платежного поручения об оплате.

При выдаче приборов из ремонта исполнитель передает заказчику:

свидетельство о поверке, если это предусмотрено нормативным документом на данное средство измерения;

гарантийный талон (в случае ремонта с гарантийными обязательствами);

накладную на отпуск приборов со склада бюро приемки.

Получение приборов из ремонта заказчик подтверждает своей подписью в первом экземпляре накладной, где указывается номер доверенности и фамилия получателя. Контролер-приемщик делает отметку в журнале учета о выдаче приборов из ремонта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №34. Приборы для измерения электрических величин. Частотомеры. Сборка-разборка приборов.

Частотомер применяет принцип заряда и разряда конденсатора и сочетается с аналоговым выходным механизмом, предназначенным для определения средней величины силы, протекающей через конденсатор во время его периодической перезарядки относительно определяемой частоты.

Для того, чтобы исследовать поведение сигналов во времени, применяется электронный осциллограф, дающий возможность для непосредственного наблюдения или записывания формы непериодических и периодических сигналов. За счет того, что в осциллографе подвижная часть делается электронным лугом, он практически без инерции и может использоваться для измерения величин с частотой до нескольких сотен мегагерц и непериодических операций, длительность которых достигает доли микросекунд.

Еще эти приборы для измерения тока и напряжения обладают большим входным сопротивлением и высокой чувствительностью. Однако, они обладают и недостатками, а именно невысокой точностью измерения (погрешность 10 процентов), конструктивной и электрической сложностью, высокой стоимостью. Более того, если сравнивать осциллограф с другими электронными измерительными приборами, то он самый сложный в эксплуатации и нуждается в определенной квалификации персонала.

Осциллограф получил широкое распространение благодаря измерениям фазы и частоты электрических колебаний. Кроме того, есть возможность исследовать колебания различных форм.

За счет того, что конструкции измерительных приборов разнообразны, описать все процессы разборки и сборки очень трудно. Однако, большинство процессов являются общими для любой конструкции приборов.

Однородные ремонтные процессы могут выполняться специалистами разных квалификаций. Приборы класса 1 – 1,5 – 2,5 – 4 должны ремонтироваться мастерами, квалификация которых имеет 4-6 разряд. Сложные и специальные приборы должны ремонтировать электромеханики 7-8 разряда.

Вообще, процессы разборки и сборки электроизмерительных приборов являются ответственными процессами, поэтому их необходимо выполнять аккуратно и тщательно. В случае небрежной разборки могут портиться отдельные детали, которые будут вести к добавлению новых неисправностей. Перед тем, как начинать разборку, следует продумать общий порядок проведения операций.

Полную разборку электронного прибора выполняют при капитальном ремонте, который связан с перемоткой катушек, рамок, сопротивлений, производством или заменой разрушенных и сгоревших частей. Она предусматривает разделение всех частей прибора между собой.

Когда выполняется средний ремонт, производят неполную разборку всех частей прибора, а ограничиваются лишь выниманием подвижной части, сменой подпятников, дозаправкой кернов, восстановлением подвижной части, регулировкой и подгонкой показаний механизма. Переградуировку во время среднего ремонта следует выполнять лишь в том случае, когда шкала потускнела и загрязнилась. В остальных случаях шкалу следует сохранить с прежними отметками. Показателем качественного среднего ремонта является производство прибора с прежней шкалой.

Для выполнения разборки и сборки приборов потребуются часовые пинцеты, отвертки, малые электрические паяльники, часовые кусачки, овалогубцы, плоскогубцы, специально сделанные ключи и т. д.

После полного ремонта прибора его проверяют, свободно ли движется подвижная часть, осматривается внутренняя часть, и производятся записи показаний отремонтированного и образцового аппарата во время измерений определяемой величины от нуля до максимума и обратно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №35. Весовые устройства. Сборка-разборка приборов.

Весовые устройства предназначены для контроля массы ГОС в модулях МПГ:

• весовое устройство тензометрическое с постоянным взвешиванием применяется для контроля ГОС типа сжиженных газов без газа вытеснителя (СО2 , хладон 23);
• подъемник (подкатное весовое устройство) применяется для периодического взвешивания модулей МПГ, установленных на опоры.

Весовое устройство тензометрическое УВТМ

Весовое устройство УВТМ предназначено для автоматического контроля массы (величины утечки) ГОС сжиженных газов без газа вытеснителя (двуокись углерода СО2 , хладон 23) в модулях МПГ в процессе эксплуатации.

Устройство весовое представляет собой комплект оборудования, состоящий из весового контроллера ВК-2.1, платформ весовых тензометрических (ПВТ) от 1 до 8 шт. и Блока питания (с аккумулятором). Количество ПВТ соответствует количеству модулей газового пожаротушения МПГ, установленных в общей группе, например в стойке монтажной типа СМО. Структурная схема соединений составных частей устройства представлена на рисунке.

В процессе работы устройства происходит последовательный опрос ПВТ и, в случае понижения контролируемой массы ниже установленного порога, формируется сигнал авария: в весовом контроллере ВК-2.1 срабатывает звуковая и световая сигнализация, а также происходит размыкание сухого контакта реле.

Монтаж, подключение, настройка и эксплуатация платформы ПВТ с контроллером весовым ВК-2.1 производится согласно руководствам по их эксплуатации. Длина соединительного кабеля от ПВТ к контроллеру составляет 4 м. Контроллер ВК-2.1 рассчитан на подключение до 8 шт. платформ ПВТ, расположение которых относительно контроллера ограничено длиной соединительного кабеля. Подключение кабелей к весовому контроллеру ВК-2.1 проводится через гермовводы, максимальный диаметр подключаемых кабелей не должен превышать 6 мм.

Технические характеристики:

• Предел взвешивания на ПВТ, кг – 200.
• Напряжение питания ББП-20,В – 220 (сеть переменного тока).
• Напряжение питания контроллера ВК-2.1, В – от7,5 до 35, постоянное.
• Ток, потребляемый контроллером ВК-2,1, А, не более – 0,25
• Количество подключаемых платформ ПВТ, шт. – от 1 до 8.
• Степень защиты, обеспечиваемая оболочкой, по ГОСТ 14254-96:
• ПВТ – IP65
• ВК –2.1 – IP56
• ББП-20 – н.д.

• Массы составляющих частей:
• масса ПВТ, кг – 7,3;
• масса ВК-2.1, кг – 0,3;
• масса ББП-20, кг – 2,15;

Устройство весовое поставляется комплектно. Исполнения УВТМ различаются количеством весовых платформ в комплекте.

 

Пример обозначения устройства при заказе:

 

где:	1 – наименование весового устройства
	2 – количество весовых платформ в комплекте (от 1 до 6)

Платформа весовая тензометрическая ПВТ

Платформа весовая тензометрическая ПВТ предназначена для установки на неё МПГ и состоит (см. рис. 47) из основания (3), опоры (4), тензометрического датчика (3), регулировочных винтов (2), стопорных винтов (1), соединительного кабеля (5).

С помощью стопорных винтов (1) производится блокировка тензодатчика ПВТ
и перевод платформы в нерабочее положение (при транспортировке, складировании и т.д.)

Весовой контроллер ВК 2.1 — электронное устройство, преобразующее сигнал с тензодатчика ПВТ в информационные сигналы на дисплее. Контроллер формирует звуковой и световой сигнал «авария» и размыкает «сухой контакт реле » в случае снижения массы ГОС в модуле меньше порогового значения. Порядок работы, калибровка весового контроллера производится в соответствии с Руководством по эксплуатации устройства.

 

Практическая работа №36. Оптико-механические приборы. Сборка-разборка приборов.

Уже известно, что основу любого механического измерительного чрибора составляет та или иная конструкция механического рычага, на который возлагается решение главной задачи — сделать малейшие и незримые изменения в размере видимыми человеческому глазу. В основу конструкции оптико-механического прибора кладется не механический, а оптический (световой) рычаг. Разница между этими видами рычагов видна из рис. 1.

Вертикальный оптиметр представляет собой оптико-механический прибор для относительных измерений, в котором осуществлен этот принцип оптического рычага. Отклонения в оптиметре передаются с помощью светового луча и зат^м рассматриваются через увеличительные стекла. Прибор позволяет довести точность измерения до 0,0005 мм. Его оптическая часть состоит из двух, расположенных под прямым углом, трубок с линзами, т. е. стеклами с выпуклыми (или вогнутыми) шаровыми поверхностями, зеркалами, а также с стеклянными призмами и шкалами. Вертикальная трубка оптиметра заканчивается подвижным измерительным штифтом Ж, связывающим прибор с измеряемым предметом.

Рассмотрим схему работы прибора. Лучи света падают из источника А, отражаются зеркалом Б и попадают через светопроводящую прямоугольную призму В на стекло Л с делениями. Следуя дальше, лучи света несут отражение этой шкалы через трехгранную призму Г, направляющую их под прямым углом в нижнюю линзу Д. Дальше отражение шкалы, пройдя линзу, попадет на зеркальце Е, изменяющее свой наклон в зависимости от перемещения измерительного штифта Ж и возвращающее лучи обратно. Таким образом, отраженное зеркальцем Е изображение шкалы доносится обратно до стекла JI и становится видимым вместе с указателем (рис. 2, в) в особое увеличивающее устройство— окуляр К. При движении наконечника Ж, зеркальце Е меняет свой наклон и отраженное изображение шкалы перемещается по отношению к неподвижному указателю в ту или другую сторону. Рассматривая шкалу через окуляр К, по положению указателя на шкале определяют размер детали. Точность отсчета на вертикальном оптиметре составляет 0,0003 мм.

Рис. 2. Вертикальный оптиметр: 1 — столик; 2— кронштейн; 3 — кольцо; 4 — подъемный винт; 5 — винт; А — источник светар Б — зеркало; В — светопроводящая призма; Г — трехгранная призма; Д — нижняя линза; Е — зеркальце; Ж — измерительный штифт; К — окуляр; Л — стекло (экран).

Рис. 1. Рычаги: а — механический; б — оптический.

На оптиметре измеряются детали с различной формой поверхности. В соответствии с формой поверхности на измерительный штифт надеваются соответствующие наконечники.

Перед измерением на столик оптиметра ставят блок концевых мер и устанавливают оптиметр в нулевое положение. Грубая установка производится от руки перемещением кронштейна, лежащего на кольце, а точная — подъемом столика винтом. Столик устанавливается так, чтобы измерительный штифт Ж оперся на блок, а указатель, видимый в окуляре, точно совпал с нулевым делением шкалы. Теперь имеется возможность закрепить столик винтом, а блок концевых мер убрать, поставив на его место измеряемый предмет.

Кроме вертикальных существуют горизонтальные оптиметры. Оптиметр на горизонтальном штативе марки ИКГмонтируется на горизонтальной станине, а его измерительный штифт помещается в горизонтальной трубке. В инструментальном производстве такой прибор применяется несколько реже, но зато обладает тем преимуществом, что может измерять более длинные детали (350 мм), а также производить внутренние измерения отверстий до диаметра 150 мм с помощью специальных насадок.

Рис. 3. Схема измерительной машины.

Помимо оптиметра, принцип оптического рычага используется также и в оптических измерительных машинах. Оптические измерительные машины изготовляются четырех размеров для длины до 1000, 2000, 3000 и 6000 мм. Погрешности измерения при работе на измерительных машинах не превышают: + 0,001 мм при длине 100 мм; +0,0055 мм при длине 500 мм; ±0,01 мм при длине 1000 мм и +0,03 при длине 3000 мм.

Измерительная машина состоит из установочных салазок, измерительных салазок, снабженных трубкой оптиметра и микроскопом. Ее оптическое устройство дает возможность определять с большой точностью не только отклонения, но и абсолютный размер предмета.

В момент измерения установочные салазки машины находятся над одной из стеклянных пластинок с двойным штрихом и порядковым номером, показывающим сотни миллиметров. В салазках расположен источник света, освещающий стеклянную пластинку. Этот источник посылает лучи света в оптическую систему, соединенную с салазками и состоящую из призмы и линзы. Отсюда лучи следуют в другую оптическую систему измерительных салазок (линза и призма) и освещают стеклянную шкалу, видимую в окуляр микроскопа. Тысячные доли миллиметра отсчитываются по оптиметру. Рассматривая поля зрения микроскопа и оптиметра, изображенные на рис. 3, легко произвести соответствующий отсчет. Следует отметить, что на этой машине можно производить и внутренние измерения, применяя специальное устройство.

 

 

 

 

Практическая работа №37. Приборы для измерения температуры. Сборка-разборка приборов.

Цель работы: Изучение принципа действия и конструкции манометрического термометра с электроконтактным устройством, способов защиты от перегрева электрооборудования, подшипников и т.п
Оборудования и приборы: Манометрический термометр, электроплитка для нагревания сосуда с водой и контрольный ртутный термометр.

Общие сведения.

Рис. 1.1. Схема манометрического термосигнализатора.

Термосигнализаторы предназначены для измерения температуры и сигнализации при предельно допустимых температурах с целью защиты от перегрева трансформаторов, подшипников турбин, двигателей, насосов, редукторов и т.п.  Термосигнализатор, показанный на рис.1 представляет собой манометрический дистанционный термометр с электроконтактным устройством. Принцип работы прибора основан на зависимости температуры и давления насыщенных паров хлорметила (эфира, ацетона и др) заключенных в герметически замкнутую систему, состоящей из термобаллона 1, соединительного капилляра 2 и геликоидальной пружины термосигнализатора (полая винтовая латунная пружина) 3.
При нагревании термобаллона, давление в системе повышается, пружина 3 раскручивается и поворачивает с помощью системы рычагов и тяг ось прибора со стрелкой 7, которая перемещается по шкале 5 на угол соответствующей изменению температуры. Таким образом, деформация пружины, посредством рычажного передаточного механизма, преобразуется в отклонение, стрелы по шкале прибора. С осью стрелки жестко связана контактная щеточка 12, скользящая по двум секторам 11 и 13 с контактами 6. Один из секторов связан с желтым, а другой с красным передвижными стрелочными указателями. При установке указателя с помощью винта и рычага на определенную отметку шкалы, замыкание соответствующего контакта происходит при совпадении конца стрелки с концом указателя. С повышением температуры сверх нормально допустимой происходит вначале замыкание щеточного контакта стрелки с контактом желтого указателя, что осуществляет звуковую 10 и световую сигнализацию 9. Дальнейшее повышение температуры приводит к дополнительному замыканию с контактом красного указателя что приводит к отключению контролируемой и защищаемой установки. 

Пределы измерения температуры 0 - 100°С. Предельная длина капилляра - 25 м.
II. Oписание лабораторной установки.
В данной работе имитируется контроль температуры подшипников с помощью термосигнализатора. Для этого параллельно двигателю включена электроплитка, нагревающая сосуд с водой, в которой помещены термобаллон и контрольный ртутный термометр.
Контакты термосигнализатора использованы в схеме сигнализации и управления двигателем. Предельные значения температур выбраны и заранее установлены с помощью указательных стрелок.
Первое значение - 40°С, второе - 80°С.
Схема управления двигателем с температурной защитой подшипников представлена на рис. 1.2ю
Рис.1.2. Принципиальная схема управления двигателем с температурной защитой подшипников.
Замыканием рубильника SA подготавливаются цепи управления двигателем. Нажатием кнопки SV1 ("пуск") замыкается цепь обмотки электромагнитного (KM) пускателя: 1-3-5-7-2. Магнитный пускатель срабатывает и запускает двигатель Д.
При достижении температуры подшипников 40°С замыкаются контакты S-1 термосигнализатора и включается цепь 1-11-2 звуковой и световой HL сигнализации.
При увеличении температуры подшипников до 80°С замыкаются контакты S-2 в цепи 1-9-2, срабатывает промежуточное реле KL, разрывающее своим н.з. контактом KL цепь катушки KM магнитного пускателя, после чего двигатель отключается.
Таким образом, схемой управления, использующей термосигнализатор, предусмотрены контроль температуры подшипников аварийное отключение двигателя при достижении ими предельно допустимой температуры.
III. Последовательность выполнения работы.

1.     Ознакомиться с конструкцией, со схемой внутренних соединений и техническими данными , работой термосигнализатора.

2.     Ознакомиться с принципиальной схемой управления двигателем с температурной защитой подшипников и выяснить назначения каждого ее элемента.

3.     Установить термобаллон датчика и стеклянный термометр в сосуд с водой. 

4.     Включить рубильник и магнитный пускатель и нагреть воду в сосуде до заданной температуры. При срабатывании термосигнализатора сравнить его показания с показаниями стеклянного термометра. Полученные результаты занести в таблицу № 1.

5.     После автоматического отключения рекомендуется попытаться повторно включить двигатель магнитным пускателем (до снижения температуры термобаллона).

6.     Проанализировать полученные результаты и сделать выводы по выполненной работе.

7.     Оформить отчет.
Таблица 1

Срабатывание термосигнализатора	Заданная температура(оС)	Температура срабатывания ТС (оС)
		По шкале ТС	По шкале ртутного термометра
На сигнал	40
На отключение	80

IV. Содержание отчета. 
Отчет должен содержать:

1.     Название и цель лабораторной работы.

2.     Электрическую схему управления электродвигателем с температурной защитой подшипников и принцип работы..

3.     Порядок проведения лабораторной работы с перечислением этапов.

4.     Таблицу 1 с результатами эксперимента.

5.     Выводы.
Контрольные вопросы

1.     Для каких целей применяется термосигнализатор?

2.     Что представляет собой термосигнализатор ?

3.     Что в качестве наполнителя термобаллона используется в манометрических термометрах?

4.     Какое свойство наполнителя используется в этих термометрах ?

5.     В каких случаях происходит подача звукового или светового сигнала ?

6.     На что указывают красная и желтая передвижные стрелочные указатели ? 

7.     Отчего происходит перегрев электродвигателя, его частей, в частности подшипников ? 

 

 

 

 

Практическая работа №38. Приборы для измерения давления и разрежения. Сборка-разборка приборов.

Цель работы: 1. Ознакомиться с принципом действия и конструкцией кольцевого дифференциального манометра типа ДК.

2. Рассчитать характеристику дифференциального манометра.

Принцип действия кольцевого дифференциального манометра типа ДК

Принцип действия кольцевых приборов можно уяснить из рис., где представлена схема чувствительного элемента кольцевого дифференциального манометра. Чувствительный элемент представляет собой кольцевую трубку 1, разделенную поперечной перегородкой 2 и частично заполненную затворной жидкостью 7 (ртуть, трансформа- торное масло или вода). Трубка имеет призменную опору 3, допускающую ее поворот на некоторый угол относительно горизонтальной оси, перпендикулярной к плоскости кольца. В нижней части трубки укреплен набор неуравновешенных грузов 6. Незаполненные жидкостью части полости кольца по обе стороны перегородки соединяются гибкими трубками к присо единительным наконечникам прибора 4, 5. При измерении перепада давления Δp=p1‒p2 большее из этих давлений подается в левую полость кольца, меньшее ‒ в правую. Разность давлений на перегородку создает крутящий момент М1 относительно оси опоры кольца М1=ΔpFrк, где F ‒ площадь поперечного сечения полости кольца, rк‒ средний радиус кольца.

 

Рис. 2.1. Схема чувствительного элемента кольцевого дифференциального манометра

Под действием момента М1 кольцо поворачивается на своей опоре, а сила тяжести G груза создает противодействующий момент: М2=Grг·sinα, где G ‒ сила тяжести груза; rг‒ расстояние от оси вращения кольца до центра тяжести груза; α ‒ угол отклонения кольца. Величина угла отклонения кольца определяется равенством моментов от давления и веса груза: Рис. 2.1. Схема чувствительного элемента кольцевого дифференциального манометра10 Рис. 2.2. Схема действия кольцевого дифференциального манометра α=arcsin(FrкΔp/Grг). (2.1) Статическая характеристика чувствительного элемента примет вид α=arcsin(сΔp), где коэффициент с= ி௥к ଺௥г . (2.2) При повороте кольца создается противодействующий момент от изгиба подводящих трубок. В приборах низкого давления применяются резиновые подводящие трубки, создающие очень небольшой противодействующий момент, которым можно пренебречь. Поворот кольца при помощи передаточного механизма преобразуется в перемещение указателя или записывающего органа.

Описание конструкций дифференциальных манометров

 Кольцевые дифференциальные манометры ДК предназначены для измерения разрежения, напора или разности давления газа в пределах до 2500 мм вод.ст.(25 кПа), а также для измерения расхода газа, протекающего по трубопроводу. Дифференциальные манометры с водяным заполнением рассчитаны на статические давления в трубопроводе до 25 кПа, а при ртутном заполнении ‒ от 1 до 10 кПа.

Полое кольцо, установленное на призменных опорах, до половины заполнено рабочей жидкостью. В верхней части кольцо имеет перегородку, которая разделяет незаполненное жидкостью пространство на два отсека, соединенных при помощи гибких и соединительных трубок с местами измерения перепада давления, в нижней части кольца укреплен груз.

Кольцо кинематически связано со стрелкой, а в самопишущих приборах и с пером, причем передаточный механизм преобразует угловое перемещение кольца в прямолинейное перемещение стрелки и пера. Характеристика чувствительного элемента является нелинейной. Для линеаризации шкалы в передаточном механизме устанавливается лекало. В трубопроводе , по которому передается газ, для создания перепада давления Δp устанавливается суживающее устройство (диафрагма).

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема кольцевого дифференциального манометра.

3. Статическая характеристика кольцевого дифференциального манометра.

Контрольные вопросы

1. Принцип действия кольцевых дифференциальных манометров.

2.Каким способом линеаризуется шкала кольцевого дифференциального манометра?

3. Как изменить пределы измерения перепада давления в дифференциальном манометре? 4. В характеристику прибора не входит величина перепада уровней h в кольце дифференциального манометра. С какой целью необходимо определять этот перепад? 5. Как перевести единицы измерения кгс/см 2 в мм. вод.столба? 6. По параметрам, указанным на рис. 2.1, рассчитать по формуле 2.2 статическую характеристику кольцевого дифференциального манометра

 

 

 

Практическая работа №39. Приборы химического контроля и газового анализа. Сборка-разборка приборов.

Цель работы: Выучить принципы работы, конструкцию и порядок использования приборов химической разведки и контроля. Ознакомиться со средствами газового экспресс-анализа. Приобрести практические навыки подготовки приборов химической разведки к работе и ознакомиться с методикой измерений.

2 Ключевые положения

2.1. Классификация опасных химических веществ

Опасность химических веществ определяется их способностью проникать через органы дыхания, пищеварение, кожу внутрь человеческого организма, нарушать его нормальную жизнедеятельность, вызывать разные болезненные состояния, а в определенных условиях - летальный исход.

Все химические вещества по степени опасности для человека делятся на четыре класса. Показателем опасности принят коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), что разрешает также делать сравнение ингаляционной опасности разных химических веществ.

КВИО - коэффициент возможности ингаляционного отравления – приравнивается отношению максимально допустимой концентрации паров вещества при температуре 20°С к среднесмертельной концентрации ее паров.

Среднесмертельная концентрация паров вещества определяется экспериментально по белым мышам при двухчасовой экспозиции.

Класс 1(чрезвычайно опасные) - КВИО > 300;

Класс 2(очень опасные) - КВИО = 299 ... 30;

Класс 3(умеренно опасные) - КВИО = 29...3 ;

Класс 4(мало опасные) - КВИО < 3.

Среди опасных химических веществ выделяется особая группа веществ, которые являются опаснейшими для людей, сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ).

К СДЯВ принадлежат химические веществ 1- го и 2- го класса ингаляционной опасности (КВИО свыше 30), которые могут вызвать массовые отравления людей в процессе их производства, использования, транспортировки и хранении.

Всего в мире насчитывается свыше 100 наименований СДЯВ, в промышленности Украины широко применяются 34 таких вещества.

При определении меры влияния СДЯВ на человека концентрацию вещества в воздухе связывают с продолжительностью пребывания людей в загрязненной атмосфере, т.е. с экспозицией. Та самая концентрация СДЯВ при разных экспозициях оказывает разное влияние на человека. Единицы измерения – мг*мин/м³, мг*мин/л.

К наиболее распространенным СДЯВ относятся: аммиак, хлор, сернистый ангидрид, фосген, цианистый водород, бензол и т.п..

Аммиак - бесцветный газ с характерным запахом нашатырного спирта, легче воздуха. Широко распространенное СДЯВ.

Применяется для производства нитрата и сульфата аммония, редкого удобрения (аммиаков), мочевины, соды. Используется в холодильных системах, при окрашивании тканей, никелировании, для серебрения зеркал.

Влияя на людей, аммиак раздражает преимущественно верхние дыхательные пути. Признаки его влияния - насморк, кашель, затрудненное дыхание, головокружение, нарушение кровообращения (сердцебиения). Пары раздражают слизистые оболочки и кожные покровы, служат причиной ожогов, покраснений и зуда кожи, рези в глазах, слезоточения. При попадании на кожу аммиак может вызвать ожоги.

Средняя поражающая токсодоза - 15 мг*мин/л.

Хлор – зеленовато-желтый газ с резким запахом, тяжелее воздуха, легко сжижается в темно-зеленую жидкость. При испарении в воздухе жидкий хлор образует с парами воды белый туман.

Применяется для производства многочисленных соединений хлора, для стерилизации и дезинфекции воды, при изготовлении хлорной извести, для отбеливания тканей, изготовление пластмасс.

Хлор раздражает верхние дыхательные пути человека, проникая в них глубже. Может вызвать отек легких. Отравление хлором при высоких концентрациях может привести к быстрой смерти (рефлекторное торможение дыхательного центра), При меньших концентрациях дыхание останавливается через 5...25 минут.

Средняя поражающая токсодоза - 0,6 мг*мин/л.

Цианистый водород (синильная кислота)- бесцветная, легкоиспаряющаяся жидкость с запахом горького миндаля.

В промышленности широко используется при получении пластмасс, искусственных волокон и органического стекла.

Цианистый водород вызывает тканевое голодание вследствие блокирования железосодержащих внутриклеточных ферментов. Замедленное действие длится несколько часов и вызывает царапание в горле, жжено-горький привкус во рту, слюнотечение, изжогу в верхних дыхательных путях, головокружение, общую слабость, чувство страха. При более трудных отравлениях наступает одышка, которая сопровождается нарушением координации движений, дурнотой и рвотой. Слизистые оболочки приобретают красную окраску. Потом наступают стадия судорог, потеря сознания, паралич, полная потеря чувствительности и рефлексов, дыхание останавливается - наступает смерть.

Средняя поражающая токсодоза - 0,75 мг*мин/л.

К другой группе относят химические вещества, специально созданные для уничтожения человека, животных, растительного мира - ядовитые вещества (ЯВ).

Ядовитые вещества - это токсичные химические соединения, которые имеют определенные физические и химические свойства, которые делают возможным их военное использование с целью поражения живой силы, заражение местности и военной техники.

ЯВ бывают смертельные, такие что временно выводят из строя, и раздражающие. По физиологическому влиянию различают:

• нервнопаралитические - табун, зарин, зоман, VX( ви-икс);

• кожно-нарывные - иприт и его производные;

• душные - фосген;

• раздражающие - адамсит, хлорацетофенон;

• психохимические - BZ(би-зет).

Действие ЯВ во многом похоже с действием СДЯВ.

Третьей группой ЯВ являются промышленные яды.

К промышленным ядам относятся ЯВ, которые используются на производстве и вызывают опасность острых и хронических интоксикаций при нарушении правил безопасности и гигиены работы.

Наиболее токсичными промышленными ядами являются: ртуть, свинец, бериллий, талой, оловоорганические соединения, бензол и т.п.

Средства газового экспресс-анализа

На предприятиях для повседневного контроля состояния воздушной среды используются средства газового экспресс-анализа, в качестве которых преимущественно применяются автоматические газосигнализаторы ГСП-I и ГСП-ІІ.

Автоматические газосигнализаторы предназначены для непрерывного выявления в воздухе наличия СДЯВ (ЯВ) а также для выявления радиоактивного излучения.

При выявлении СДЯВ (ЯВ) и РИ в газосигнализаторе включается звуковая и световая сигнализация.

По своему принципу действия газосигнализатор ГСП - ІМ - прибор фотоколориметрический. При просасывании через пропитанную и смоченную реактивами индикаторную ленту зараженного воздуха на ленте вследствие химической реакции возникает цветное пятно. Интенсивность окрашивания ленты пропорциональна концентрации СДЯВ (ЯВ) в воздухе и зависит также от других факторов (температуры, скорости просачивания воздуха через ленту, величины капли и т.п..). Выкрашенное пятно на ленте воспринимается фотоэлементом, который действует на реле световой и звуковой сигнализации.

Газосигнализатор работает непрерывно, причем через смоченный участок ленты воздух сочиться на протяжении определенного промежутка времени (около 5 мин.), после чего автоматически (с помощью лентопротяжного механизма) происходит изменение отработанных участков ленты. Смачивание ленты осуществляется также периодически, синхронно с ее перемещением. Это обеспечивает продолжительность одного цикла работы прибора до 5 минут. За это время при наличии в воздухе СДЯВ (ЯВ), концентрация которого приравнивается или является выше обусловленной прибором, прибор подает сигнал. Время подачи сигнала определяется концентрацией СДЯВ (ЯВ), и для минимально обусловленной прибором концентрации составляет 2...4 мин. При большой концентрации СДЯВ (ЯВ) сигнал появляется на протяжении первой минуты цикла работы прибора.

Ради выявления радиоактивного излучения прибор имеет газоразрядный счетчик с электроусилительным устройством.

Для выполнения задач химической разведки и контроля во время ликвидации последствий аварий с СДЯВ, наиболее удобными являютсяпереносные экспрессные средства. К ним принадлежат переносные газоанализаторы, индикаторные пленки, индикаторные трубки, а также сенсоры.

Наиболее распространенными средствами газового экспресс-анализа являются индикаторные трубки. Их действие основано на цветных (колориметрических) реакциях СДЯВ и ОВ со специально выбранной индикаторной рецептурой. Индикаторные трубки имеют довольно высокую чувствительность, которая разрешает определять СДЯВ и ОВ на уровне значений их ПДК. Они простые в эксплуатации и, главное, являются легко переносными экспрессными средствами анализа.

Широкого распространения среди приборов, которые используют индикаторные трубки для определения вредных химических веществ в воздухе, приобрели газоопределители серии ГХ (ГХ-4, ГХ-5, ГХ-6 - для определения окиси углерода, диоксида серы, сероводорода, диоксида углерода) иуниверсальные газоанализаторыУГ-2 и УГ-3.

Газоанализатор универсальныйУГ-2 предназначен для измерения концентраций вредных газов (паров) в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

Основная относительная погрешность измерения УГ-2 при определении вредных веществ в воздухе до 1 ПДК не превышает плюс/минус 60 %, в диапазоне от 1 до 2 ПДК - плюс/минус 35 % и свыше 2 ПДК - плюс/минус 25 %.

К комплекту индикаторных средств УГ-2 входят ампулы с индикаторными, поглощающими порошками и оборудованием, необходимым для изготовления индикаторных трубок и фильтрующих патронов.

Принцип работы УГ-2 базируется на смене цвета столбика индикаторного порошка в индикаторной трубке после просасывания через нее специальным устройством воздуха рабочей зоны производственного помещения. Длина выкрашенного столбика индикаторного порошка в трубке является пропорциональной к концентрации анализируемого газа в воздухе, и измеряется за шкалой, градуированной в мг/м³.

Для выявления СДЯВ используются разного вида, в зависимости от характера производства, промышленные приборы. Кроме того, некоторые объекты народного хозяйства могут быть оснащены приборами химической разведки, медицинской и ветеринарной службы (ПХР-МВ). ПХР- МВ предназначено для определения: в воздухе, на местности и технике фосфорорганических ЯВ, иприта, синильной кислоты, хлорциана, фосгена, дифосгена и водорода; в воде - фосфорорганических ЯВ, иприта, синильной кислоты, хлорциану, фосгена, дифосгена. С помощью прибора ПХР - МЗ отбирают пробы воды, грунта и других материалов для определения вида возбудителя инфекционных заболеваний.

Для выявления и измерение химических загрязнений местности широко применяются также военные средства химической разведки и химического контроля: аэрозольная пленка АП-1 и военный прибор химической разведки - ВПХР.

2.3. Приборы химической разведки

В отличие от радиоактивных веществ, СДЯВ (ЯВ) имеют запах, цвет или раздражающее действие. Однако выявление и определение их за этими Признакими есть опасное, оно может привести к поражению. Вместе с тем, есть и такие ЯВ, которые не имеют специфических признаков.

Принцип выявления и определение СДЯВ (ЯВ) приборами химической разведки базируется на смене цвета индикаторов при просачивании через них загрязненного воздуха. В зависимости от того, который был взят индикатор и каким образом он изменил цвет, определяют тип СДЯВ (ЯВ), а сравнение интенсивности приобретенной окраски с цветом эталонов разрешает приобрести воображение относительно приблизительной концентрации СДЯВ (ЯВ), в воздухе или плотности заражения местности.

На оснащении формирований ГО и ОНГ взят прибор ВПХР или аналогичные к нему ППХР и ПХР - МВ. Военный прибор химической разведки (ВПХР)предназначен для выявления СДЯВ (ЯВ) в воздухе, на местности, технике, транспорте и разных предметах в полевых условиях. ВПХР состоит из корпуса с крышкой и размещенных в них: ручного насоса, насадки к насосу, бумажным кассетам с индикаторными трубками, дымовых фильтров, защитных колпачков, электрического фонаря и грелки с 15- мя патронами. Кроме того, к комплекту прибора входят: штырь для подготовки патронов к работе, лопатка для взятия проб зараженных материалов (грунту, зерна), инструкция- памятка из определения ЯВ в воздухе, плечевой ремень с тесьмой.

Ручной насос служит для продувки зараженного воздуха через индикаторные трубки (ИТ). На торце головки насоса размещенный: чем для надреза концов ИТ, гнездо для их установки и углубление для обламывания концов ИТ. В торце ручки размещены открыватели для ампул ИТ.

Насадка является приспособлением к насосу и предназначенная для работы прибора в дыме, при определении ЯВ (СДЯВ) на грунте, в технике, имуществе и других предметах, а также при определении ЯВ (СДЯВ) в грунте и сыпучих материалах.

Индикаторные трубки служат для определения ЯВ. К комплекту прибора входят три вида ИТ. Так, для определения ЯВ типа зарин, зоман, BXиспользуется ИТ с одним красным кольцом и красной точкой, для определения ЯВ фосгена, синильной кислоты и хлорциана хлора - ИТ с тремя зелеными кольцами, для определения ЯВ иприта, аммиака - ИТ с одним желтым кольцом.

ИТ, размещенные в бумажных кассетах по 10 штук, есть одинаково маркированные. На кассете изображены окраски трубки при наличии ЯВ (кроме ЯВ типа зарин, зоман и BX). ИТ представляет собой запаянную стеклянную трубку, внутри которой помещен наполнитель и ампулы с реактивами. Маркирование нанесено на верхней части ИТ.

Дымовые фильтры представляют собой пластинки со специального картона, их используют для определения ЯВ в дыму, в зоне паров кислых сред, малых количествах ОР в грунту и сыпучих материалах, а также при взятии проб дыма.

Защитные колпачки предназначены для защиты внутренней поверхности воронки насадки от заражения ЯВ при взятии проб грунта и сыпучих материалов.

Грелка предназначена для подогревания ИТ в случае определения ЯВ при пониженной температуре, для подогревания ИТ на иприт при температуре ниже +15°С и ИТ - на зоман при температуре ниже 0°С, а также для размораживания ампул ИТ

Характеристика приборов химической разведки.

Войсковой прибор химической разведки (ВПХР). Предназначен для определения в воздухе, на местности, в сыпучих материалах зарина, зомана, вигазов, иприта, фосгена, синильной кислоты, хлорциана и 

ВПХР : 1 - корпус; 2 - крышка; 5 - противоарозольные фильтры; 6 - насадка; 7 - защитные колпачки; 11 – лопатка

ВПХР: 3 - ручной насос; 4 - кассеты с индикаторными трубками; 8 - электрофонарь; 9 - грелка; 10 - патроны к грелке; 12 - инструкция-памятка по работе с прибором; 13 - инструкция по обнаружению фосфороорганических ОВ; 14 - плечевой ремень.

ИНДИКАТОРНЫЕ ТРУБКИ : 1 - корпус трубки; 2 - наполнитель; 3 - ватный тампон; 4 - обтекатель; 5 - ампулы с индикатором; 6 - маркировочное кольцо.

ИНДИКАТОРНЫЕ ТРУБКИ, имеющие одинаковую маркировку, укладываются в кассеты по 10 штук. На лицевой стороне кассеты наклеена этикетка с изображением окраски. возникающей на наполнителе трубки при наличии в воздухе ОВ, и указан порядок работы с данной трубкой. В комплект прибора ВПХР входят три комплекта индикаторных трубок.

Устройство ВПХР. Прибор состоит из корпуса с крышкой и размещенных в них: ручного насоса, насадки к насосу, бумажных кассет с индикаторными трубками, защитных колпачков, противодымных фильтров, электрофонаря, грелки с патронами. Кроме того, в комплект прибора входит лопатка для взятия проб, штырь, “Инструкция по эксплуатации”, памятка по работе с прибором, памятка по определению ОВ типа зоман в воздухе, плечевой ремень с тесьмой. Масса прибора — 2,3 кг, чувствительность к фосфорорганическим ОВ — до 5-10-6 мг/л, к фосгену, синильной кислоте и хлорциану — до 5-10-3 мг/л, иприту — до 2*10-3 мг/л; диапазон рабочих температур от —40 до +40°С.

Ручной насос (поршневой) служит для прокачивания зараженного воздуха через индикаторную трубку, которую устанавливают для этого в гнездо головки насоса. При 50—60 качаниях насосом в 1 мин через индикаторную трубку проходит около 2 л воздуха. На головке насоса размещены нож для надреза и два углубления для обламывания концов индикаторных трубок; в ручке насоса — ампуловскрыватели.

Насадка к насосу является приспособлением, позволяющим увеличивать количество паров ОВ, проходящих через индикаторную трубку, при определении ОВ на почве и различных предметах, в сыпучих материалах, а также обнаруживать ОВ в дыму и брать пробы дыма.

Индикаторные трубки, расположенные в кассетах ,предназначены для определения ОВ и представляют собой запаянные стеклянные трубки, внутри которых помещены наполнитель и ампулы с реактивами. Индикаторные трубки маркированы цветными кольцами и уложены в бумажные кассеты по 10 шт. На лицевой стороне кассеты дан цветной эталон окраски и указан порядок работы с трубками. Для определения ОВ типа Си-Эс и Би-Зет предназначены трубки ИТ-46. В комплект ВПХР они не входят и поставляются отдельно.

Защитные колпачки служат для предохранения внутренней поверхности воронки насадки от заражения каплями ОВ и для помещения проб почвы и сыпучих материалов при определении в них ОВ.

Противодымные фильтры применяют для определения ОВ в дыму, малых количеств ОВ в почве и сыпучих материалах, а также при взятии проб дыма. Они состоят из одного слоя фильтрующего материала (картона) и нескольких слоев капроновой ткани.

Грелка служит для подогрева индикаторных трубок при пониженной температуре окружающего воздуха от –40 до +10°С. Она состоит из пластмассового корпуса с двумя проушинами, в которые вставляется штырь для прокола патрона, обеспечивающего нагревание. Внутри корпуса грелки имеется четыре металлические трубки: три — малого диаметра для индикаторных трубок и одна — большого диаметра для патрона.

Полуавтоматический прибор химической разведки (ППХР).

Предназначен для решения тех же задач, что и ВПХР. Принцип его работы аналогичен принципу работы ВПХР. Отличие состоит в том, что воздух через индикаторные трубки прокачивается с помощью ротационного насоса, работающего от электродвигателя постоянного тока, а при низких температурах трубки подогреваются с помощью электрогрелки. Питается прибор от бортовой сети автомашин, на которых ведется химическая разведка.

Кроме вышеперечисленных индикаторных трубок, входящих в комплекты ВПХР и ППХР, имеются индикаторные трубки для определения: пихотропного ОВ би – зет (ИТ с одним коричневым кольцом), раздражающего ОВ си – эс (ИТ с двумя белыми кольцами и точкой).

При необходимости ВПХР и ППХР могут доукомплектовываться и этими трубками.

Универсальный газоанализатор УГ – 2, УГ - 3. Из опасных химических веществ (ОХВ) ВПХР и ППХР определяют лишь синильную кислоту, фосген, мышьяковистый водород и оксид углерода.

Более широким диапазоном по определению ОХВ обладает универсальный переносный газоопределитель УГ – 2. Он предназначен для определения в воздухе: аммиака, хлора, сероводорода, оксида углерода, окислов азота и др.

С помощью УГ – 3 определяют бром, диэтиламин, метилакрилат, озон, уксусную кислоту, спирты (Н – бутиловый, изобутиловый, изопропиловый).

Он состоит из воздухозаборного устройства и комплекта индикаторных средств, в состав которых входят измерительные шкалы, индикаторные трубки, ампулы с индикаторными порошками и набор принадлежностей.

Принцип работы УГ – 2 основан на изменении окраски слоя индикаторного порошка в трубке после покачивания через нее воздухозаборным устройством исследуемого воздуха. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна концентрации анализируемого газа в воздухе и измеряется по шкале, отградуированной в мг/м (кубический).

Более сложными приборами, позволяющими обнаруживать присутствие паров ОХВ в воздухе, являются автоматические приборы циклического действия – газоанализаторы.

Газоанализатор «Колион – 1». Более современным газоанализатором является преносной газоанализатор «Колион – 1». Он предназначен для измерения (определения) содержания в воздухе: ядовитых неорганических соединений (аммиак, сероводород, мышьяковистый водород, фосфористый водород), гидразинов, меркаптанов, аминов; органических растворителей (бензол, толуол, ацетон и др.); топлив (бензин, керосин и др.).

В комплект прибора входят: пробник (забор воздуха), измерительный блок. Диапазон измерений от 0,5 до 2000 мг/м (кубических).

Газосигнализаторы типа «Сирена». Они представляют собой оптические (фотоколометрические) промышленные стационарные автоматические приборы циклического действия. В качестве первичного измерительного преобразователя в них многократно используется индикаторный порошок.

Газоанализатор состоит из датчика, блока управления и потенциометра.

Время работы в автоматическом режиме без замены индикаторного порошка при концентрации не выше ПДК: «Сирена – 2» - 30 суток, «Сирена – 4» - 14 суток. «Сирена» - определяет сероуглерод, «Сирена – 2» - аммиак, «Сирена - 4» - фосген.

Другие газоанализаторы определяют: «ЭХА – 221» и «Миндаль» - синильную кислоту; «УФА – 1» - ХЛОР; «Нитрон» - окислы азота;

«ФЛ – 5501М» - сернистый ангидрид, аммиак, хлор; «ГКП – 1» - сернистый ангидрид.

Газосигнализаторы автоматический ГСП – 11. Он предназначен для непрерывного контроля зараженности воздуха ФОВ, кроме того, может быть использован для обнаружения фосфорорганчиских пестицидов в воздухе. При обнаружении в воздухе паров ФОВ прибор подает световой и звуковой сигнал.

По принципу действия ГСП – 11 является фотоколориметрическим прибором. Фотоколориметрированию подвергается индикаторная лента после смачивания ее растворами и просасывания через нее контролируемого воздуха. При наличие ОВ в воздухе красная окраска на ленте сохраняется до момента контроля, при отсутствии – изменяется до желтой.

Индикаторные пленки и ленты. Индикаторные пленки и ленты при появление паров ОХВ (ОВ) в воздухе меняют свой цвет. Они в некоторой степени компенсируют недостаток приборов химической разведки. Так, минимальное время работы с одной индикаторной трубкой составляет 1 – 2 минуты, а индикаторные пленки и ленты практически мгновенно определяют ОХВ (ОХ) в воздухе. В настоящее время индикаторные клейкие пленки имеются только на ФОВ, а ленты на многие ОХВ: азотную кислоту, аммиак, бромводород, гидразин, двуокись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, цианистый водород и др. (более 70 ОХВ).

Войсковой автоматический газосигнализатор ГСА-3М

Многоканальный газоанализатор-сигнализатор "Сигнал-03"

Контроль концентрации горючих и взрывоопасных газов, паров бензина в инертном газе , паров аммиака, оксида углерода.

Возможность компоновки в одном информационном блоке от 1 до 4 каналов контроля концентрации газов.

Светодиодная шкала в % НКПР для горючих и взрывоопасных газов и паров бензина в инертном газе, или в мг/м3 для аммиака и оксида углерода.

Световая и звуковая сигнализация, а также управление отключающей аппаратурой.

Световая сигнализация обрыва датчика.

Газосигнализатор "Сигнал-03К"

Контроль концентрации горючих и взрывоопасных газов и паров (метана, пропана, бутана, природного газа, паров нефтепродуктов).

1 или 2 канала контроля концентрации выносными датчиками.

Световая и звуковая сигнализация при превышении порога 10 % НКПР.

Управление отключающим электромагнитным клапаном.

Газосигнализатор "Сигнал-03К-СО"

Контроль концентрации оксида углерода.

Два порога сигнализации: 20 и 100 мг/м3.

Световая и звуковая сигнализация.

Газосигнализатор переносной "Сигнал-02"

Контроль горючих и взрывоопасных газов и паров.

Выполнен в прочном металлическом корпусе со съемным датчиком, комплектуется выносным пробоотборником с диффузионным забором пробы воздуха блоком зарядки аккумуляторов.

Линейная светодиодная шкала от 0 до 50 % НКПР.

Световая и звуковая сигнализация при превышении порога 20% НКПР.

Сигнализация разряда аккумулятора.

Удлинительный кабель для сенсора (6-20 м).

Переносной фотоионизационный газоанализатор КОЛИОН-1А

Предназначен для измерения суммарного содержания вредных веществ в воздухе.

Определяемые соединения: пары углеводородов нефти, бензина, керосина, дизельного топлива и др. нефтепродуктов, органических растворителей (сольвент, уайтспирт, ацетон и др.), этанола и др. спиртов, аммиака, сероводорода и углерода и др.

Газоанализатор градуируется по одному веществу, согласованному с заказчиком.

Сигнализация - световая и звуковая с регулируемым уровнем срабатывания.

Время работы от аккумулятора не менее 8 час.

Портативный оптический газоанализатор С 2000

Измерение концентрации углекислого газа и выдача предупредительной и аварийной сигнализации при превышении порога уровня концентрации газа. Измеренная концентрация отображается на цифровом жидко-кристаллическом индикаторе.

Портативный газоанализатор ПГА-К

Измерение концентрации углеводородов и углекислого газа и выдача предупредительной и аварийной сигнализации при превышении пороговых уровней концентрации газа.

Измеренная концентрация отображается на цифровом жидко-кристаллическом индикаторе, а также может быть записана и передана во внешнюю цепь сбора и обработки данных по последовательному интерфейсу RS-232.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №40. Приборы для измерения расхода. Сборка-разборка приборов.

Цель работы: ознакомление студентов с современными средствами автоматического контроля уровня жидкостей, их устройствами и принципами работы, приобретения навыков самостоятельного осуществления процесса регулирования уровня воды в ручном или автоматическом режиме.
Оборудование и приборы: модель водонапорного сооружения с автоматической системой управления с использованием реле уровня РУ – 3Э и электронного сигнализатора уровня ЭСУ- 2 М.
Общие сведения.
Измерение уровня жидкости и сыпучих материалов одна из частых и значимых задач решаемых при автоматизации технологических процессов, так как позволяет контролировать правильность протекания технологических процессов, поддерживать в случае необходимости постоянство уровня, определять количество жидкости в баках и резервуарах. Свойства измеряемых материалов определяют и конструкцию датчиков уровня, применяемых для этой цели.
Простейшим прибором измерения уровня жидкостей являются указательные стекла, которые действуют как сообщающиеся сосуды.
По способу измерений уровнемеры можно разделить на пять основные группы: поплавковые, гидростатические уровнемеры, действие которых основано на измерении статического давления слоя жидкости или перепада уровней; электрические разных типов, радиоизотопные и ультразвуковые уровнемеры.
Поплавковые уровнемеры (рис.1,а) получили широкое распространение благодаря простоте устройства. Основным элементом их является поплавок П,представляющий собой пустотелый сосуд, плавающий на поверхности жидкости.

Рис. 1. Схемы уровнемеров:
а — поплавкового с реостатным; б — с емкостными датчиками.
Поплавок механически связан с движком Д потенциометра. С изменением положения поплавка происходит перемещение движка Д потенциометра и меняется напряжение прибора ИП, шкала которого проградуирована в единицах уровня.
Действие емкостных уровнемеров основано на определении емкости конденсатора, опускаемого в измеряемую среду. Чувствительным элементом емкостного уровнемера (рис. 1,б) является конденсатор, емкость которого изменяется при изменении уровня жидкости. Чувствительный элемент (датчик) состоит из металлического стержня (электрода) 2, покрытого изоляционным материалом 1. Помещенный в определяемую среду, вместе со стенками сосуда он образует конденсатор, емкость которого, зависит от уровня жидкости h. 
Принцип действия ультразвуковых уровнемеров основан на принципе возврата звуковых волн от границы жидкость - воздух (газ). При этом уровень жидкости определяется величиной времени между подачей и приемом измерительного импульса.
Действие кондуктометрических датчиков уровня (или электродные уровнемеры), в которых, электроды опущенные в вещество на разных уровнях передают сигнал на вторичный прибор, основано на замыкании или размыкании электрической цепи датчиков уровня через электропроводящую жидкость (рис.2). 

Рис. 2. Регулятор уровня с электродными датчиками.
Регулятор состоит из датчика уровня с тремя электродами А, В, С, блоков питания и управления (включающих понижающий трансформатор Тр, выпрямитель Вр, магнитный пускатель МП, электромагнитное реле Р и транзистор Т) и электродвигателя насоса (электродвигатель на схеме не указан). Верхний предел уровня задан электродом С, нижний —А, В. Если уровень воды ниже электрода С, напряжение на базу транзистора не подается и релеР выключено. При этом катушка магнитного пускателя МП через размыкающий контакт релеР получает питание, включает двигатель насоса и уровень воды повышается. В момент соприкосновения жидкости с электродом С цепь базы транзистора замыкается и реле включается. Его блок-контакт БР замыкается, а размыкающий контакт Р разрывает цепь питания магнитного пускателя, который отключает двигатель насоса от сети. Когда уровень воды опускается ниже электродов А, В, цепь базы транзистора вновь разрывается, реле отключается, его размыкающий контакт включает магнитный пускатель двигателя насоса и цикл повторяется.
Гидростатические уровнемеры измеряют уровень в зависимости от изменения статического давления столба воды. Существует ряд конструкций таких уровнемеров мембранного и сильфонного типа. 
Разработана система телеизмерения уровней ТУ-2-АКХ, предназначенная для измерения уровня воды в открытых резервуарах систем водоснабжения и канализации. Измерение уровня основано на перемещении чувствительного элемента в виде сильфона под действием гидростатического давления столба воды. В сочетании с фотоэлектронным регулятором ФЭР-1-АКХ телеуровнемер позволяет автоматически регулировать уровень воды.
Значительно труднее измерить уровень сыпучих и кусковых материалов, так как они не образуют горизонтальной поверхности в емкости, поведение их не подчиняется закону Паскаля, эти материалы могут залипать у стенок или образовывать своды, иногда сигналы не проходят через толщу таких материалов, возможны повреждения датчиков при загрузке и разгрузке.
Указанные трудности ограничивают число возможных принципов, которые могут быть использованы для создания таких датчиков. Принцип действиярадиоизотопных уровнемеров основан на поглощении γ -лучей веществом различной плотности. Поскольку поглощение γ - лучей жидкостью больше, чем воздухом, по значению поглощения, которое регистрируется приемником излучения, судят об уровне жидкого или твердого сыпучего вещества.
Рис.3. Принципиальная схема радиоизотопного уравнемера.
Применение γ - излучений позволяет измерять уровни сыпучего материала или жидкости без непосредственного контакта с ними. Наиболее точными считаются следящие системы. Источникомγ - излучений в такой системе (рис. 8.3) являются Со ⁶⁰ или Сs¹³⁷. Источник И и приемник γ- излучений П располагаются диаметрально противоположно друг другу относительно емкости с сыпучим материалом или жидкостью. Поток γ - излучений, попадая в приемник, создает ток. Он усиливается усилителем У и подается на реверсивный двигатель М, который посредством механической передачи перемещает одновременно источник и приемник излучения по вертикали так, что они находятся на одном уровне. Вращение двигателя направлено так, чтобы источник и приемник опускались, пока среда в емкости не перекроет поток γ - излучения. Это уменьшит ток приемника, и усилитель подаст управляющее воздействие на реверсирование двигателя. После этого источник и приемник будут перемещаться вверх до тех пор, пока поток γ-излучений не выйдет из среды в емкости и не попадет на приемник, а двигатель станет вращаться в обратную сторону. Вал двигателя через редуктор связан с указателем, что позволяет иметь визуальную информацию о заполнении емкости.
Датчики уровня сыпучих материалов можно разделить, на два класса. Датчики первого класса предназначены для непрерывного слежения за уровнем материала в емкости. Ко второму классу относятся датчики, дающие сигнал при достижении сыпучими материалами заданного уровня.
Датчики второго класса часто называют реле уровня. Они выдают сигналы при достижении уровнем материала заданного значения. 
Электрические уровнемеры составляют значительную группу приборов, чувствительные элементы которых основаны на преобразовании различных электрических свойств жидкости в соответствующую величину ее уровня. Из электрических уровнемеров наиболее широко применяют электродные устройства.
Электрический электродный сигнализатор уровня типа ЭРСУ-2 предназначен для сигнализации 2...3 уровней. Принципиальная электрическая схема прибора приведена на рис.8.5. В этой схеме к каждому отдельному датчику подключается реле постоянного тока, которое служит для контроля одного уровня: реле Р₁—для нижнего, Р₂ - для верхнего и Р₃ - для аварийного уровня. Аварийный уровень может быть выше или ниже контролируемого диапазона. Если аварийный уровень принят ниже контролируемого, то переключатель В устанавливается в правое положение, если выше—в левое.
Световая сигнализация контролируемых уровней Л₁, Л₂ и Л₃ разомкнута и через размыкающий контакт Р₁, включена красная лампа Л₁. Когда горизонт находится между контролируемыми уровнями, замкнута цепь реле Р₁, и через замыкающий контакт Р₁, и размыкающий контакт Р включена зеленая лампа 
При повышении уровня до верхней контролируемой отметки У₁ включается желтая лампа Л₃.
В тех случаях, когда стенки резервуара не могут быть использованы в качестве заземляющего электрода, устанавливают дополнительный электрод, присоединив его к зажиму Э релейного блока.
Выпускаются также электродные сигнализаторы уровня ЭСУ-1М и ЭСУ-2М, основанные на измерении емкости электрода, изменяющейся в зависимости от уровня воды.
В данной лабораторной работе изучаются устройства, принципы действия и применение наиболее распространенных на практике реле уровня РУ – 3Э и электронного сигнализатора уровня ЭСУ – 2М.
Электронный сигнализатор уровня ЭСУ - 1М предназначен для контроля одного или двух уровней различных материалов.
Рис.5. Принципиальная схема электронного сигнализатора уровня ЭСУ-1М.
Основной частью электронного сигнализатора уровня ЭСУ-1М является ламповый генератор высокочастотных колебаний, собранный на двойном триоде Л₁ (6Н6П). В анодную цепь триода включена обмотка реле Р. Триод питается от силового трансформатора Тр через обмотку реле и катушку переменной индуктивности Л₂. Между сеткой и катодом лампы Л₁ включен колебательный контур состоящий из катушки переменной индуктивности L₂ и конденсаторов С₁ и С_З. Параллельно конденсатору С₁ включена цепь состоящая из конденсатора С₂ и конденсатора, образованного электродом Д и землей. Контур LС настраивают так, чтобы при какой-то начальной емкости конденсатора С₂ и конденсатора электрод Д - земля параметры контура соответствовали резонансной частоте колебаний генератора.
При настройке контура в резонансе полное сопротивление контура весьма мала и на нем практически не будет никакого падения напряжения. Так как контур включен между сеткой и катодом триода Л₁, то потенциал сетки почти равен потенциалу катода лампа Л₁ заперта и реле Р отключено. Когда между электродом Д и стенкой резервуара появится материал, то ёмкость конденсатора электрод Д - земля изменяется, так как конденсатор С₂и конденсатор электрод Д - земля включены параллельно конденсатору С₁, то это приводит изменению параметров контура LС . При определенном уровне материала( вещества) в резервуаре происходит срыв резонанса и, как следствие, увеличение полного сопротивления контура LС . Между сеткой, и катодом лампы Л₁ появится напряжение, плюс которого подается на сетку. Лампа Л₁ открывается, реле Р срабатывает и при замыкании его контактов выдается сигнал о достижении материалом определенного уровня. Сигнальная лампа Л₂, включенная на дополнительный отвод вторичной обмотки трансформатора Тр через контакт реле Р, сигнализирует о наличии материала в бункере.
Описание лабораторной установки.
Лабораторная установка рис. 8.6 представляет собой модель водонапорного сооружения, состоящего из резервуара с запасом воды 2, водонапорной ёмкости 4, 1 которую вода подается с помощью электрического водяного насоса 9 управляемого автоматическими уровнемерами 6 и 7.
На корпусе 1 закреплены панель управления 3 состоящая из электронного сигнализатора уровня ЭСУ – 2М (6), реле уровня РУ – 3Э (7) и магнитного пускателя8, а так же резервуар с водой 2.
При включении насоса 9 вода из резервуара 2 через шланг 5 подается в водонапорную емкость 4. Установленные в стенке ёмкости 4 датчики 10 служат для сигнализации, поддержания уровня жидкости и управления работой насоса.
Рис. 6. Общий вид лабораторной установки.
Принципиальная схема лабораторной установки показана на рис. 7. Лабораторная установка смонтирована так, что позволяет в отдельности и независимо друг от друга изучить работу реле уровня РУ – 3Э и электронного сигнализатора уровня ЭСУ – 2М. При установке выключателей ВК₁, ВК₂ и ВК₃ в положение 1 работает электронный сигнализатор ЭСУ-2М, в положении II работает реле уровня РУ-2Э. При этом выключатель ВК₁, производит коммутации цепи питания, выключатель ВК₂ цепи датчиков, а выключатель ВК₃ – цепи управления магнитным пускателем запускающим электродвигатель 11 насоса 9. Водяной насос 9 перекачивает воду из резервуара 2 в емкость 4. Нижний датчик Д₀ является общим электродом и необходим для работы реле РУ- 3Э. При достижении жидкостью верхнего уровня , т.е датчика Д_в реле уровня или сигнализатор уровня срабатывают и выключают двигатель насоса. При снижении уровня воды до датчика Д_н(нижнего уровня) насос 9 включается и процесс наполнения емкости 4 повторяется. Таким образом автоматически поддерживается уровень воды в емкости 4 в пределах между датчиками Д_н и Д_в. Выключатель ВК₄ служит для аварийного выключения водяного насоса.
Рис. 7. Принципиальная электрическая схема лабораторной установки.

Реле уровня РУ-3Э предназначен для контроля уровня электропроводимых жидкостей и управления подкачивающими насосами. Срабатывание реле уровня происходит при погружении электродов в жидкость 12.
Катушка реле Р₁ питается от понижающего трансформатора Тр через выпрямитель ВП-1. Конденсатор С₁ служит для уменьшения пульсации выпрямленного тока. Цепь питания реле проходит через жидкость. Контакты реле Р₁служит служит для управления цепью гидравлического насоса и сигнальными лампочками. Когда уровень контролируемой жидкости находится выше верхнего датчика Д_в, тогда выходные реле Р₁ включено и его контакты Р₁ и Р₂ занимают положение II и цепь катушки магнитного пускателя управляющего двигателем насоса обесточена. Если уровень жидкости ниже датчика Д_н (нижнего уровня), тогда выходное реле выключено и контакты Р₁ и Р₂ переходят в положение I, выключается катушка магнитного пускателя 8 и включается насос подкачки воды.
Электронный сигнализатор уровня ЭСУ – 2М предназначен для контроля одного или двух заданных уровней жидких и сыпучих материалов в различных емкостях. 
Принцип работы ЭСУ-2М основан на измерении емкости между двумя обкладками конденсатора при изменении уровня жидкости.
При повышении уровня жидкости до верхнего датчика происходит срыв генерации и увеличивается сопротивление колебательного контура, увеличивается анодный ток реле Р₁ срабатывает и своими нормально замкнутыми контактами выключает цепь катушки пускателя.
При понижении уровня жидкости ниже уровня нижнего датчика Д_н срабатывает реле Р₂, а реле Р₁ выключается, т.к происходит уменьшение анодного тока в левой половине лампы Л₁. При этом Р₂ замыкает цепь катушки магнитного пускателя и автоматически включает насос.
III. Порядок выполнения работы.1

1.Изучить теоретический материал по теме лабораторной работы, ознакомиться с описанием лабораторной установки, выяснить цель работы и способы ее достижения, ознакомиться с последовательностью выполнения работы.

2.Включить лабораторную установку в сеть, установить тумблеры в положение изучаемого уровнемера (ЭСУ-2М или РУ-3Э) по заданию руководителя.

3.Включить сетевой тумблер, дать прибора прогреться 5-10 мин.

4.Включит тумблер ВК₄ магнитного пускателя и изучить работу установки в автоматическом режиме. При этом определить:

а) время первоначального заполнения водонапорной емкости до верхнего датчика Т_з.н;
б) время снижения уровня жидкости от верхнего датчика до нижнего Т_с;
в) время повышения уровня от нижнего датчика до верхнего Т_п; г) фактическое значение верхнего Н_в и нижнего Н_н уровней жидкости в моменты срабатывания датчиков (включения и выключения насоса подачи воды);
д) измерения по пунктам а, б, в (Т₀, Т_п, Н_в, Н_н) повторить 3-6 раз в процессе автоматического срабатывания уровнемеров, данные записать в таблицу 1;

е) провести статическую обработку полученных результатов.

5.Составить логическое уравнение, определяющее последователь- ность включения насоса подачи воды в зависимости от срабатывания датчиков верхнего и нижнего уровней. По этому уравнению составить электроконтактную схему управления двигателем насоса.
6. Оформить отчет.
Таблица 6

№	Наблюдаемый параметр	1	2	3	4	5	6	Среднее значение
1	Тс , сек
2	Тп , сек
3	Нв , м
4	Нс , м

По полученным данным определяет средние значения и средне квадратичное отклонение каждой из величин по формулам

(1)



(2)
Где, п-число опытов;
Через Х обозначены в общем виде измеряемые параметры 
( Т₀, Т_п, Н_в, Н_н). Пользуясь критерием Стьюдента находят ошибку определения измеряемых величин.
(3)

Где, t_p,n-1 - коэффициент Стьюдента для заданной доверительной вероятности Р и числа опытов п. Для данной работы можно принять Р=0,95
Коэффициент Стьюдента. 
Таблица 7

п-1	Р
	0,9	0,95	0,99
1	6,31	17,71	63,6
2	2,92	4,30	9,93
3	2,35	3,18	5,84
4	2,13	2,78	4,60
5	2,02	2,57	4,03
6	1,94	2,45	3,71
7	1,90	2,37	3,5
8	1,83	2,26	3,36

IV. Содержание отчета. 
Отчет должен содержать:

1.     Название и цель лабораторной работы.

2.     Назначение, принцип действия заданного сигнализатора уровня, электрические схемы.

3.     Порядок проведения лабораторной работы с перечислением этапов.

4.     Таблицу с результатами измерений и вычислений эксперимента.

5.     Логические уравнения последовательности включения насоса в зависимости от срабатывания датчиков, электрическую схему управления.

6.     Выводы.
Контрольные вопросы. 

1.     На какие основные виды подразделяются уровнемеры по способу измерения?

2.     Что является основным элементом поплавкового уровнемера и как он работает?

3.     На чем основан принцип действия емкостных преобразователей уровня?

4.     Какой величиной определяется уровень жидкости при использовании ультра звукового уровнемера?

5.     На чем основан принцип действия кондуктометрических (электродных) преобразователей уровня?

6.     Как измеряется уровень сыпучих материалов?

7.     На чем основан принцип действия радиоизотопных датчиков уровня?

8.     Как устроена лабораторная установка?

9.     Устройство и принцип действия электронного сигнализатора уровня ЭСУ-2М?

10. Устройство и принцип действия реле уровня РУ-3Э?

11. Каков порядок выполнения лабораторной работы?

12. В чем заключается действие общего Д₀ датчика уровня?

13. Когда загораются сигнальные лампы Л₁, Л₂ и Л₃?

14. Из каких элементов состоят колебательные контуры датчиков нижнего и верхнего уровней сигнализатора ЭСУ-2М?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №41.Приборы для измерения уровня. Сборка-разборка приборов.

Цель работы: Изучение основных классов систем автоматического регулирования, устройства автоматических систем стабилизации и принципов их работы, а также приобретение навыков в исследовании их параметров.
Оборудование и приборы: Макет, имитирующий резервуар и поддерживание в нем постоянства заданного уровня жидкости, секундомер.

Общие сведения.

Всякий технологический процесс характеризуется такими показателями, как температура, давление, скорость вращения, концентрация и расход вещества, уровень жидкости, напряжение и др. Эти показатели называются параметрами процесса. Управление каким-либо техническим объектом - это процесс воздействия на него с целью обеспечения требуемого изменения его состояния или требуемого течения процессов в объекте. Управление, осуществляемое без участия человека, называется автоматическим. 
Автоматическое регулирование — это автоматическое поддержание некоторой физической величины, характеризующей технологический процесс, в заданных пределах или же изменение ее по заданному закону воздействием на регулирующий орган объекта. Под возмущениями понимаются воздействия на регулируемый объект или на другие элементы системы, возникающие случайно и приводящие к изменению режима его работы. Например, изменение расхода пара приводит к изменению давления в котле, изменение расхода воды приводит к изменению уровня ее в резервуаре.
Технологический параметр, который необходимо регулировать, т. е. поддерживать постоянным или изменять по заданной программе, называется регулируемой величиной, или регулируемым параметром. Значение регулируемого параметра, которое согласно заданию необходимо поддерживать в данный момент, называется заданным значением регулируемого параметра.
Технологический процесс (или технологическое оборудование), параметры которого регулируются, называется объектом регулирования. Комплекс устройств, присоединяемых к регулируемому объекту и предназначенных для поддержания постоянства или изменения по заданному закону его регулируемого параметра, называется регулятором. Совокупность объекта регулирования и автоматического регулятора составляет систему автоматического регулирования (САР). 

Таким образом, системы автоматического регулирования самостоятельно, без вмешательства извне, либо поддерживают постоянными, либо изменяют по заданным законам одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, которые происходят в объектах, либо определяют в зависимости от условий нужный или оптимальный закон регулирования объектом.

Рис.1. Функциональная схема системы автоматического регулирования.

ЗЭ - задающий элемент; СЭ - сравнивающий элемент; У - усилитель; ИМ -исполнительный механизм; ИП - измерительный преобразователь; РО -регулирующий орган; ОУ - объект управления.
Цепь передачи воздействий от входа системы к выходу по направлению Усилитель (У) —Исполнительный механизм (ИМ) — Регулирующий орган (РО) — Объект управления (ОУ) называется прямой связью, а от выхода системы через измерительный преобразователь ИП к сравнивающему элементу СЭ — основной обратной связью. Наличие последней связи является необходимым условием качественного регулирования, поскольку она позволяет получить отклонение регулируемой величины от заданного значения Х_вх независимо от причины возникновения этого отклонения. Прямая и обратная связи образуют замкнутый контур, поэтому такие системы называются замкнутыми АСР.
Задача САР — свести возникшее отклонение с определенной скоростью к нулю или снизить до допускаемого значения.
В зависимости от характера изменения регулируемой величины различают системы автоматической стабилизации, системы программного автоматического регулирования и следящие системы.
Системы автоматической стабилизации предназначены для автоматического поддержания на стабильном уровне заданного значения регулируемой величины. Отклонение регулируемой величины в них может быть только за счет различных возмущающих воздействий (изменение нагрузки, окружающей среды и т. п.) и должно снижаться или полностью устраняться системой после того, как закончится переходный процесс, вызванный возмущающими воздействиями.
В системах программного регулирования заданное значение регулируемой величины не является постоянным, как это наблюдается в системах автоматической стабилизации, а изменяется по заранее установленному закону в функции времени. В процессе работы задание автоматически изменяется по тому закону, по которому должна изменяться регулируемая величина.
В следящих системах заданное значение регулируемой величины может колебаться в широких пределах по заранее неизвестному закону, т. е. является произвольной функцией времени. В процессе работы регулируемая величина непрерывно сравнивается с заданием и изменяется в полном соответствии с ним, т. е. система следит за ним.

По характеру сигналов регулирующего воздействия различают непрерывную, релейную и импульсную системы.
Любая система автоматического регулирования состоит из отдельных связанных между собой элементов. Поэтому свойства и уравнения системы в значительной степени определяются свойствами и уравнениями элементов, образующих эту систему.

Статической характеристикой элемента пли системы называется зависимость, характеризующая связь между выходной и входной величинами в установившемся режиме, т. е.

Х_вых = f (Х_вх), 

где Х_вых и Х_вх — соответственно выходные и входные величины элемента или системы.

Динамической характеристикой элемента или системы называется зависимость изменения выходной величины Х_вых (t) во времени от изменения входной величины Х_вх (t), т.е. эти величины неустановившиеся.

Формы представления динамики процессов, происходящих в системах и элементах, различны. Эти формы могут быть представлены в виде дифференциальных уравнений, переходных характеристик, передаточных функций и частотных характеристик.

О динамических свойствах звена (системы) наглядное представление дает также его так называемая переходная функция (характеристика). Под переходной характеристикой звена (системы) понимается изменение выходной величины во времени при условии, что до приложения внешнего воздействия звено находилось в покое. Другими словами, переходная характеристика показывает реакцию звена на мгновенное и ступенчатое изменение входной величины. 

Временем переходного процесса называют отсчитываемое от начала приложения типового воздействия время, в течении которого установится такое значение выходной величины Х_вых (t) , которое будет отличаться от заданного не более как на величину допустимой ошибки.

На рис. 10.3 показан переходный процесс, получающийся в системе при подаче на ее вход ступенчатого воздействия. При этом выходная величина X переходит из нулевого положения в некоторое Х_ст. Основными показателями качества процесса для этого случая являются:

а) время переходного процесса (время регулирования) t_p. Оно характеризует быстродействие системы и определяется как интервал от начала переходного процесса до момента, когда отклонение X от Х_ст становится меньше ε_уст. Обычно ε_уст составляет 3 - 5% от Х_ст;

б) максимальное отклонение Х_м или перерегулирование:


 

в) колебательность, т. е. число перерегулирований за время переходного процесса t_p. Иногда колебательностью называют отношение соседних максимумов, т. е.Х_м2 / Х_м1. Незатухающие колебания соответствуют при этом колебательности 100%.

В данной лабораторной работе рассматриваются система стабилизации для автоматического поддержания заданного уровня жидкости в резервуаре и их переходные характеристики.



Рис.2. Переходный процесс в САР при ступенчатом возмущении.

 

 

 

 

II. Описание лабораторной установки.
В лабораторной установки имитируется контроль уровня жидкости в резервуаре, автоматический пуск насоса пускателем, когда уровень жидкости понижается до нижнего предела, и остановка электронасоса при наполнении резервуара. 

На рис.3 представлена схема автоматической стабилизации , действующей по принципу электродного сигнализатора уровня. Она состоит из электродвигателя 1, микровыключателей 2, выполняющих функции датчиков верхнего и нижнего уровня, смотрового экрана 3, кнопки управления 4. 


Рис. 3. Общий вид лабораторной установки для исследования САР.
При изменении уровня воды планка (поплавок) воздействуя на контакты, включает или выключает электродвигатель. При срабатывании датчиков (микровыключателей) нижнего уровня, срабатывает электродвигатель и емкость с жидкостью поднимается, имитируя работу насоса закачивающего жидкость в резервуар. После наполнения резервуара планка (поплавок) поднимаясь замыкает контакты датчика (верхнего) уровня и двигатель останавливается. Снижение уровня жидкости до нижнего контролируемого уровня вновь приводит к нажатию планкой(поплавком) датчика, который включает электродвигатель. Насос срабатывает и процесс повторяется. Таким образом уровень жидкости в резервуаре поддерживается на заданном значении.
Световая сигнализация контролируемых уровней осуществляется с помощью лампочек Л₁, Л₂ и Л₃ . Когда срабатывает датчик нижнего уровня и насос включен горит зеленая лампочка Л₁, а при повышении уровня до верхней контролируемой отметки включается красная лампочка Л₂. Когда горизонт находится между контролируемыми уровнями замкнута цепь катушки контактора и через замыкающий контакт Р₁ и размыкающий Р включена желтая лампа Л₃.
Последовательность выполнения работы.
1. Изучить теоретический материал по теме лабораторной работы, ознакомиться с описанием лабораторной установки, выяснить цель работы и способы ее достижения, ознакомиться с последовательностью выполнения работы.
2. Подключить лабораторную установку в сеть напряжением 220 В.
3. Нажатием кнопки включить электродвигатель и через каждые 3 сек. измерять уровень воды наблюдая за закрепленной на экране линейкой.
4. Повторить опыт не менее трех раз. Вычислить среднее значения экспериментальных данных и по их результатам построить график переходного процесса.
5. По графику переходного процесса определяются показатели качества системы – время регулирования t _рег, установившаяся высота уровня H_уст, максимальная высота уровня H_max, перерегулировка – G, колебательность n.
Таблица 10. 
Таблица результатов измерений.

t, ceк
H, мм
t, ceк
H, мм
t, ceк
H, мм
tср, ceк
Hср,мм

График переходного процесса.

IV. Составление отчета о проделанной работе.
Отчет должен содержать :
1. Название и цель лабораторной работы.
2. Краткое изложение классификации САР.
3. Устройство и электрическую схему установки.
4.Порядок проведения лабораторной работы с перечислением этапов.
5. Таблицы результатов наблюдений и расчеты.
6. Выводы.
Контрольные вопросы.

                             1.            Что такое автоматическое регулирование ?

                             2.            Какими параметрами характеризуются параметры процесса ?

                             3.            Совокупностью каких элементов определяется система автоматического регулирования ?

                             4.            К чему сводится задача САР ?

                             5.            Что называется системой автоматической стабилизации ?

                             6.            Какие системы называются программными ?

                             7.            Какие системы называются следящими ?

                             8.            Что называется статической характеристикой САР ?

                             9.            Что называется динамической характеристикой САР ?

                         10.            Что называется переходной характеристикой звена(системы) ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №42. Автоматические регуляторы. Сборка-разборка приборов.

Релейные элементы САР и снятие их характеристик.
Цель работы: Ознакомление с устройством и принципом действия электромагнитных реле различных типов; определение напряжения срабатывания и отпускания, изучение способов увеличения времени отпускания.
Оборудование и приборы: установка для снятия характеристик электромагнитного реле, набор электромагнитных реле, набор планшетов с реле различных типов (электромагнитных, магнитоэлектрических, пневматических и т.д.). 

Общие сведения.

Электрические реле по принципу действия делят на электромагнитные (нейтральные и поляризованные), магнитоэлектрические, электронные, ионные, индукционные и по параметру, на который реагирует воспринимающий орган, на реле тока, напряжения, мощности, частоты, сдвига фаз.

Тепловые делят на реле с линейным расширением, биметаллические, реле с плавлением.

Механические реле по воспринимаемому параметру делят на реле силы, перемещения, скорости, ускорения, частоты.

По назначению различают: 
пусковые реле (контакторы, магнитные пускатели); реле, включающие и выключающие различные агрегаты с помощью кнопок, расположенных на пульте управления; 
промежуточные, которые служат для изменения воздействующего импульса, когда мощность контактов первичного реле недостаточна, или для размножения воздействующего импульса, когда в первичном не хватает контактов; 
реле времени, срабатывающие через определенное время после запуска, обеспечивая тем самым необходимую выдержку при включении различных электрических цепей.
Все реле, у которых контактные пары являются исполнительным органом, называются контактными. Наиболее широкое применение в автоматических устройствах имеют электромагнитные реле.

Электромагнитным называют реле, у которого в качестве воспринимающего органа используется электромагнит с обмоткой управления. Принцип действия его основан на притяжении стального якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого протекает электрический ток; они могут быть нейтральными и поляризованными.

Рис. 1. Схема нейтрального электромагнитного реле : 1-якорь, 2-штифт отлипания, 3-контакты, 4-обмотка электромагнита, 5-сердечник, 6-возвратная пружина.   

Нейтральным электромагнитным реле называют Реле (рис. 1) состоящий из электромагнита, по обмотке которого пропускается постоянный ток, подвижного якоря с возвратной пружиной, создающей противодействующее усилие, и контактов. При пропускании тока по обмотке электромагнита его сердечник намагничивается и притягивает якорь. Магнитный поток замыкается через ярмо, сердечник и якорь. При этом происходит замыкание контактов в исполнительной цепи. Контактная пружина служит для обеспечения давления и более надежного замыкания контактов. 
Надежность работы реле определяется надежностью работы контактной системы. 
Контакты реле делятся на замыкающие или нормально разомкнутые (разомкнуты при отсутствии тока и замыкаются при срабатывании реле); размыкающие или нормально замкнутые (замкнуты при отсутствии тока и размыкаются при срабатывании реле), переключающие (управляющие двумя электрическими цепями: одна электрическая цепь замыкается при срабатывании реле, вторая — при его отпускании).
3. При изменении направления тока магнитные потоки будут складываться в другой части сердечника.
Статической характеристикой реле называется зависимость выходной величины его от входной. За выходную величину можно принять напряжение в выходной цепи, подключенной к контактам.
Рис. 2. Статическая характеристика электромагнитного реле.
Входной величиной является ток (напряжение, мощность), протекающий через обмотку катушки реле. Так как параметры срабатывания (Х_ср) всегда больше параметров отпускания (Х _отп), то статическая характеристика, как правило имеет петлеобразную форму (рис. 2).
Рассмотрим процесс увеличения времени отпускания реле с помощью подключенной параллельно катушке реле конденсатора (рис. 3.). 
При нажатии кнопки SB цепь замыкается и по нему потечет электрический ток. При этом сработает реле KV и замкнет свой контакт, о чем сигнализирует лампочка HL. Одновременно по цепи ав конденсатор С заряжается до напряжения питания U. При этом он аккумулирует на своих обкладках электрическую энергию в виде электрического поля Р _о.


С - емкость конденсатора, Ф; U - напряжение питания, В. 
Рис. 3. Схема подключения конденсатора для увеличения времени срабатывания реле.
При отключении кнопки SB заряженный конденсатор С начинает разряжаться на обмотку реле KV и током разряда конденсатора якорь реле удерживается в притянутом положении. Этим создается выдержка времени на отпускание реле.
Значение разрядного тока конденсатора I;[A]
U - напряжения питания, В ; t - момент времени, с;

С - ёмкость конденсатора, Ф; R - сопротивление реле, Ом.
II. Описание лабораторной установки. 
Лабораторная установка представляет собой стенд, состоящий из электромагнитных реле РПУ-2-МЗ и РПС-113-УЗ. (рис 4.), переключателя SA₁ для переключения реле в положения "определение напряжения срабатывания" и "определение времени отпускания", двух тумблеров КЛ - для подключения и отключения указанных реле, переключателя SA₂ для

подключения конденсатора к обмотке реле для увеличения времени выдержки реле, реостата R для установления напряжения срабатывания, вольтметра V для измерения напряжения на обмотке реле, электросекундомера для измерения времени отпускания реле, кнопки SB для подключения электросекундомера. При срабатывании реле зеленая лампочка HL₁ гаснет, загорается белая лампочка HL₂, а при отпускании наоборот. 
После нажатия кнопки SB цепь электросекундомера замыкается и будет включена до тех пор, пока обесточенное реле не отпустит контакты, т. е. пока не кончится время выдержки реле на отпускание. 
Рис. 4. Общий вид лабораторной установки для снятия характеристик электромагнитных реле.
III. Последовательность выполнения работы :
1. Ознакомиться со схемой внутренних соединений лабораторной установки и техническими данными реле, приведенными в техническом описании.
2. Подключить лабораторную установку к сети. При этом должна загореться зелёная лампа HL₁.
3. Переключить выключатель SA₁ в положение "определение напряжения срабатывания".
4. Вращая ручку реостата R (повышая напряжение) добиться срабатывания реле (зелёная лампа HL₁ погаснет, загорится белая лампа HL₂).
5. Показания вольтметра заносятся в табл. 1.1.
6. Вращая ручку реостата, уменьшая напряжение добиться отпускания реле (белая лампа HL₂ погаснет, загорится зелёная лампа HL₁). Результаты также заносятся в табл. 1.1.
7. Пункты 4, 5, 6 повторить 5 раз.
8. Выключатель SA₁ переключить в положение "определение времени отпускания".
9. Переключатель SA₂ переключить в положение "без конденсатора".
10. Кнопку SB нажать подряд 10 раз с интервалом 3-5 секунд. Показания секундомера занести в табл. 1.2.
11. Подключить параллельно обмотке реле конденсатор, переводом переключателя SA₂ в положение "с конденсатором".
12. Кнопку SB нажать подряд 10 раз с интервалом 5-8 секунд. Показания секундомера также занести в табл. 1.2.
13. Привести стенд в исходное состояние и выключить его.
Таблица 8.
Результаты измерений параметров срабатывания и отпускания реле
1) РПУ-2-МЗ R-160 Ом 

	Н о м е р о п ы т а					Среднее значение
	1	2	3	4	5
Uср
Iср
Uотп
Iотп
Kв

2) РПС-113 УЗ R-260 Ом 

	Н о м е р о п ы т а					Среднее значение
	1	2	3	4	5
Uср
Iср
Uотп
Iотп
Kв

1.Ток срабатывания I_cp = U_cp/ R 
2. Ток отпускания I_отп = U _отп/ R 
3. Коэффициент возврата К_в= I_отп / I_cp = U_отп /U_cp 
Таблица 9
Результаты измерений времени выдержки реле.

Состояние электрической цепи	Номер опыта			Среднее значение
	1	2	3
С конденсатором
Без конденсатора

IV. Составление отчета о проделанной работе.
Отчет должен содержать:
1. Название и цель лабораторной работы.
2. Эскизы реле и схему лабораторной установки.
3.Порядок проведения лабораторной работы с перечислением этапов.
4. Таблицы результатов наблюдений и расчеты.
5. Статическую характеристику электромагнитного реле.
6. Выводы.
Контрольные вопросы:
1. За счет чего изменяется положение якоря поляризованного электромагнитного реле?
2. В чем заключается усилительные свойства реле?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Критерии оценок выполнения лабораторных и практических работ.

Уровень подготовки обучающихся определяется оценками 5 «отлично», 4 «хорошо», 3 «удовлетворительно», «зачтено» («зачет»).

 оценка 5 «отлично» выставляется обучающемуся, обнаружившему всестороннее систематическое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять практические задания, максимально приближенные к будущей профессиональной деятельности в стандартных и нестандартных ситуациях, освоившему основную литературу и знакомому с дополнительной литературой. Оценка 5 «отлично» ставится обучающемуся, усвоившему взаимосвязь основных понятий в их значении для приобретаемой специальности, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебно-программного материала.

оценка 4 «хорошо» выставляется обучающемуся, обнаружившему полное знание учебно-программного материала, успешно выполнившему практические задания, максимально приближенные к будущей профессиональной деятельности в стандартных ситуациях, усвоившему основную рекомендованную литературу. Оценка 4 «хорошо» выставляется студенту, показавшему систематический характер знаний, умений и навыков, способному к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебы и профессиональной деятельности.

           оценка 3 «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, обнаружившему знание основного учебно-программного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по специальности, справляющемуся с выполнением заданий, предусмотренных программой. Оценка 3 «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, обладающему необходимыми знаниями, но допустившему неточности в определении понятий, в применении знаний для решения профессиональных задач, в неумении обосновывать свои рассуждения.

 

Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего и итогового контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данном пособии описаны обязательные практические работы студентов при изучении МДК.03.01 Технология сборки, ремонта, регулировки контрольно-измерительных приборов и систем автоматики. В описании практических работ указан алгоритм их проведения и источники получения информации. Пособие содержит список основной и справочной литературы, необходимой при выполнении практических работ студентами.

В дальнейшем пособие может перерабатываться при изменении Федеральных государственных стандартов и требований к содержанию и оформлению методических разработок.

 

 

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основные источники:

1.     Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н. Контрольно-измерительные приборы и инструменты:  Учебник для учреждений НПО.- 7 изд.-М. «Академия». 2013 г.-248с.

2.     Пантелеев В.Н., Прошин В.М. Основы автоматизации производства:  Учебник для учреждений НПО.-  6 издание.- М. «Академия». 2014 г.- 253с.

3.     Пантелее В.Н., Прошин В.М. Основы автоматизации производства  лабораторные работы: Учебное пособие для учреждений НПО.- М. «Академия». 2013 г.-157с.

4.     Пантелеев В.Н., Прошин В.М. Основы автоматизации производства   рабочая тетрадь к лабораторным работам: Учебное пособие для учреждений НПО.- М. «Академия». 2013 г.-97с.

 

Дополнительные источники:

1.     Бутырский В.И. Наладка электрооборудования: Учебное пособие для учреждений СПО.-2-е издание стереотипное.– Волгоград: Издательский дом «Ин – Фолио», 2011. – 368 с.

2.     Пантелеев В.Н., Прошин В.М. «Основы автоматизации производства».- М.: Издательский центр «Академия». 2010г.-185с.

 

Скачано с www.znanio.ru