Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра инженерной кибернетики 

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ  СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ 

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

для студентов всех форм обучения специальности 050702 –

Автоматизация и управление

 

Алматы 2010

СОСТАВИТЕЛЬ: С.Г. Хан. Технические средства измерений. Методические  указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения специальности 050702 – Автоматизация и  управление. – Алматы: АИЭС, 2010. – 22 с.

Методические указания содержат задания и рекомендации к выполнению двух расчетно-графических работ и предполагают самостоятельное изучение и решение вопросов  по построению схемы канала измерения температуры,  выбору первичных преобразователей и вторичных приборов, а также изучение методики расчета суммарной погрешности измерительного канала и расчета принципиальной схемы вторичного прибора.

Методические указания используются при выполнении расчетно-графических работ по дисциплине «Технические средства измерений».

 

Содержание

                                                                                                                                                                                                                                          

1  Расчетно-графическая работа

1. Выбор структуры и расчет суммарной погрешности канала измерения температуры                 

2 Расчетно-графическая работа

2.  Расчет элементов принципиальной схемы вторичного прибора                                                          

Список литературы                                                                                     

 

1  Расчетно-графическая работа. Выбор структуры и расчет суммарной погрешности канала измерения температуры

 

1.1 Цель работы:

         получить навыки по построению различных схем канала измерения температуры и  оценке суммарной погрешности  измерительного канала (ИК).

 

1.2 Задание к расчетно-графической работе №1:

- произвести выбор технических средств измерения температуры (первичных преобразователей и вторичных измерительных приборов), обосновать данный выбор;

- произвести расчет суммарной погрешности выбранного измерительного канала.

 

1.3           Выбор и обоснование структуры канала измерения

температуры

В данном подразделе приводится обоснование выбора средств измерения с учетом параметров окружающей среды: температуры, давления, влажности, состава, запыленности, электрических свойств.

При выборе средств измерений необходимо учитывать их точность, диапазон измерений  и условия эксплуатации.

При выборе первичного преобразователя необходимо учитывать, что при измерении температур до 200 - 240 Сс точки зрения большей точности измерения предпочтительнее использовать термометры сопротивления, при измерении температур выше 200 С - термоэлектрические преобразователи ТЭП (термопары).

В комплекте с термоэлектрическими преобразователями в качестве вторичных преобразователей и приборов работают: милливольтметры, автоматические потенциометры и нормирующие преобразователи, в комплекте с термометрами сопротивления – автоматические мосты, логометры и нормирующие преобразователи.

По заданному номинальному значению измеряемой температуры выбирают диапазон измерения первичных преобразователей и шкалу вторичного прибора. Кроме того,  измеряемая температура должна попадать во вторую половину диапазона (шкалы) измерения вторичного прибора, ближе к верхнему пределу измерения или диапазона преобразования.

По возможности следует применять однотипные приборы, что значительно облегчает обслуживание, эксплуатацию и компоновку их на щитах управления.

 

1.4 Методика расчета суммарной погрешности ИК

Обычно информационно-измерительные системы содержат несколько измерительных каналов (ИК), которые, в свою очередь, состоят из ряда последовательно соединенных средств измерений (СИ): датчиков, нормирующих преобразователей, вторичных приборов, УСО ЭВМ и т.д.

Представим выбранный измерительный канал в виде структурной схемы

 


                      1                               2                                        

         Хвх                                                                          Хизм         

                                                                                                                             

                                                 

где  СИ 1,  СИ 2 – средства измерения, входящие в измерительный  канал;

1 , 2   -  погрешности СИ, приведенные к их выходу.

 

Определение погрешностей ИК сводится к расчету суммарного действия погрешностей всех СИ, входящих в ИК.

Для суммирования погрешностей необходимо, чтобы они были представлены своими среднеквадратическими отклонениями (СКО),  а  не  предельными  значениями,  т.к.  при  этом открывается возможность для суммирования любого числа составляющих погрешностей. Для решения этих задач необходимо установить соотношения между СКО и погрешностью однократного наблюдения, определяемого по классу точности.

 

1.4.1 Погрешности средств измерений и их нормирование

В основу классификации погрешностей СИ положены те же признаки, что и при классификации погрешностей измерений [1].

Для расчета оценки инструментальной составляющей погрешности измерений необходимо знать метрологические характеристики СИ. Если эти характеристики приведены в нормативно-технической документации на СИ, их называют нормированными метрологическими характеристиками (НМХ). Традиционно НМХ СИ нормируются в виде пределов основной и дополнительных допускаемых погрешностей и связанного с ними понятия класса точности.

Класс точности – это обобщенная метрологическая характеристика СИ, определяемая пределами допускаемых основной  и  дополнительных  погрешностей,  а  также  другими   свойствами СИ, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды измерений. К ним, в частности, относятся: вариации, время установки показаний и т.д.

Наибольшее распространение в технологических измерениях получила форма представления класса точности через приведенные погрешности

                     

                                                                                                    (1.1)

                                                                             

где  - приведенная погрешность, выраженная в %;

 - абсолютная погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины;

 X - нормирующее значение измеряемой величины. 

В этом случае класс точности в нормативно-технической документации на СИ обозначается числом, равным приведенной погрешности, выраженной в процентах.

Как известно, для оценки результата измерений при многократных наблюдениях  и его погрешности измерений  используется  математический аппарат теории вероятности.

Поскольку погрешности  i   отдельных СИ  являются случайными величинами, то вычисление суммарной погрешности ИК простым арифметическим сложением составляющих   i          делать нельзя, т.к. это дает чрезвычайно завышенное значение суммарной  погрешности.  Кроме  того,  при  суммировании погрешностей следует учитывать наличие корреляционных связей между отдельными погрешностями. Учитывая эти обстоятельства для целей суммирования, погрешность СИ, входящего в ИК, должна быть представлена своим  СКО. Так   –  СКО абсолютной погрешности   - го  средства измерения (в данной работе =2)  равно

 

                                                                                                          (1.2)

                                         

где  k – квантильный множитель, величина которого определяется принятым законом распределения основной погрешности  СИ и значением доверительной вероятности.

Кроме того, для удобства суммирования аддитивных и мультипликативных составляющих погрешностей СКО следует представлять не в абсолютном, а в относительном  виде. Так СКО относительной погрешности  - го  средства измерения равно

 

                               %                                                              (1.3)

 

где  - измеряемая величина.

 

Согласно теории вероятностей СКО суммы погрешностей определяются выражением

 

                                                              (1.4)

 

где          - коэффициент корреляции.

Если погрешности средств измерений, входящих в измерительный канал,  не коррелированы, то    = 0  и формула (1.4) примет вид

 

                             .                                                      (1.5)          

                                                                                                                                        

Если погрешности средств измерений жестко коррелированы, например, одинаково зависят от какого-либо влияющего параметра, то = 1, тогда   (1.4) примет вид

 

                 .                         (1.6)

                                      

Таким образом, жестко коррелированные погрешности складываются не геометрически, а алгебраически. Если коэффициент корреляции имеет отрицательный знак, то погрешности будут вычитаться.                                                           

1.4.2      Практические правила расчета суммарной погрешности ИК

1.4.2.1  Исходными данными для расчета должны быть характеристики погрешностей СИ:  - абсолютная погрешность каждого средства измерения, входящего в ИК.

1.4.2.2  Значения СКО  погрешностей измерения СИ должны быть представлены сначала в абсолютных (1.2), а затем в относительных величинах  по формуле (1.3).

1.4.2.3 По степени коррелированности погрешности следует разделить на два вида:

- сильно коррелированные        = 0,7   -    1,0;

- слабо коррелированные      0,7.

1.4.2.4 Сильно коррелированные погрешности суммируются по формуле (1.6), остальные по формуле (1.5).

1.4.2.5  Группу сильно коррелированных погрешностей суммируют с остальными по формуле  (1.6).

1.4.2.6  Доверительный интервал, в котором с вероятностью  P   находится суммарная относительная погрешность ИК, принимается равным

                                                      

                                                                                                       (1.7)      

 

где        - квантильный множитель;

* - СКО относительной суммарной погрешности ИК (по 1.4).

1.4.2.7                      Доверительный интервал, в котором с вероятностью  P   находится суммарная абсолютная погрешность ИК, принимается равным

                                         .                                                            (1.8)

1.4.2.8           Результат измерения представить в  виде (1.9).

 

1.5  Форма представления результатов измерений 

Результат измерения – это значение величины, найденное путем измерения. Представляя результат измерения, всегда необходимо указать погрешность (точность), с которой он выполнен. Высокой точности соответствуют малые значения погрешностей, и в этом заключается качественное понятие точности. Для количественной оценки точности применяют ряд критериев. Наиболее часто применяется следующая оценка точности  - точность измерений определяется интервалом, в котором с установленной вероятностью находится  суммарная  погрешность  измерений.  При  этом  принята  форма представления результатов измерения, представленная выражением

 

                        Хизм = Хвх  ик ;   Р                                                         (1.9)

 

где    Хизм – результат измерений в единицах измеряемой величины;                                                        

Хвх – среднее арифметическое значение измеряемой величины при многократных измерениях или показания средства измерений при однократных измерениях;

   -  доверительный интервал, выраженный пределами суммарной абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины (по формуле 1.8);

Р – доверительная вероятность.

Эта форма представления результата принята в качестве основной при

оценке точности измерений в АСУ ТП энергетики.

При оформлении результатов измерений необходимо придерживаться следующего правила округления результата измерения:

а) округление результата измерения начинается с округления значения погрешности ;

б) если  первая значащая цифра в значении погрешности  равна 1 или 2, то в ее значении оставляются две значащие цифры;

если первая значащая цифра в значении погрешности  равна 3 или более, то в ее значении оставляется одна значащие цифры;

 остальные цифры отбрасываются, и  значение  округляется по правилам арифметики;

в) результат  измерения  Х  округляется (по правилам арифметики) до  того  же  младшего разряда, что и  округленное значение погрешности   ;

г) округление производится только в окончательном результате, предварительные вычисления можно делать с одним – двумя лишними   цифрами.

 

1.6 Порядок выполнения расчетно-графической работы

1.6.1 Получить у преподавателя вариант индивидуального задания.

1.6.2 Согласно полученному заданию, заданного типа агрегата технологической установки и номинального значения измеряемого параметра выбрать тип первичного преобразователя и вторичного прибора по методике, приведенной в п.1.3.

1.6.3     Рассчитать суммарную погрешность измерительного канала по методике (п.1.4). Полученное значение погрешности по формуле 1.7 сравнить с заданной в задании предельно допустимой относительной погрешностью измерительного канала. Если значение рассчитанной суммарной погрешности  превышает это значение, то изменить структуру канала: выбрать другие средства измерений.

1.6.4      Расчет суммарной погрешности (п.1.4) повторить.

1.6.5      Оформить РГР в виде пояснительной записки.

Пояснительная записка должна содержать:

- задание;

- структурную схему канала измерения температуры;

- обоснование выбора технических средств измерений;

- технические характеристики выбранных средств измерений;

- расчеты значения суммарной погрешности канала измерения температуры, согласно  п.1.4.

- представление результата измерения   по формуле (1.9);

- выводы по работе.

 

1.7           Варианты заданий

Индивидуальные задания приведены в приложении А. Варианты заданий выдаются преподавателем в виде двух цифр: первая цифра -              № варианта из таблицы А1, вторая цифра - № варианта из таблицы А2.     

В таблице А1 приведены название и тип агрегата технологической установки и номинальное значение измеряемого параметра – температуры Тном.

В таблице А2 приведены значения предельной допустимой погрешности измерительного канала - ;  коэффициента корреляции -  и доверительной вероятности – Р.

 

2 Расчетно-графическая работа. Расчет элементов принципиальной схемы вторичного прибора

 

2.1 Цель работы: изучить методику расчета принципиальных схем вторичных приборов: автоматического потенциометра и автоматического моста, заключающуюся в расчете элементов измерительной схемы – электрических сопротивлений.

 

2.2            Задание к расчетно-графической работе №2

Рассчитать принципиальную электрическую схему вторичного прибора, выбранного в составе канала измерения температуры в результате выполнения РГР №1.

 

2.3   Методика расчета измерительной схемы вторичного прибора

В расчетно-графической работе №2 производится  расчет  измерительной схемы автоматического потенциометра или автоматического моста в соответствии с выбранной структурой измерительного канала в РГР №1.

В [3-5]  приведены различные методики расчета измерительных схем вторичных приборов. Поэтому в данных методических указаниях приведена обобщающая методика расчета измерительных схем, которой рекомендуется пользоваться  при выполнении курсовой работы.

 

2.3.1  Расчет измерительной схемы автоматического  потенциометра                                               

Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра рекомендуется производить в следующей последовательности. Измерительная схема автоматического потенциометра изображена на рисунке 2.1.

В схеме и расчетных формулах приняты следующие обозначения:

R1 –  реохорд;

R2 –  шунт реохорда, служащий для подгонки сопротивления реохорда  к стандартному значению  R = 90, 100, 300  Ом;

R  -  приведенное сопротивление цепи реохорда;

R3–  резистор для установки начального значения шкалы прибора;

R6–  резистор для установки диапазона шкалы прибора;

R4 и  R5 -  подгоночные резисторы,    R4=R5= 1 Ом;

R7, R10 –  резисторы измерительной схемы;

R9 –  медный резистор, служащий для компенсации изменения температуры свободных концов термопары;

R8, R11 -  резисторы в цепи источника питания;

 -  нерабочие участки реохорда;

R8 = 790 Ом;  t = 20C;  = (0,02 …0,035);

Е (t, t) -  ЭДС термопары при температуре рабочего конца t (начало шкалы) и расчетной температуре свободных концов t;     

E (t, t) – ЭДС термопары при температуре рабочего конца  t (конец шкалы) и расчетной температуре свободных концов t;

I -  номинальное значение силы тока в верхней ветви измерительной схемы ,   I = 3 *10 A;

 I-  номинальное значение силы тока в нижней ветви измерительной схемы,   I  = 2*10 A;

 R  -  сопротивление измерительной схемы прибора , R = 1000  Ом.

Расчет измерительной схемы необходимо производить без учета подгоночных резисторов R4 и  R5.

Приведенное сопротивление цепи реохорда

 

                             E(tt) - E (t, t)

                  R=--------------------------- .                                                       (2.1)                           

                                     I (1 – 2*)

     Учитывая, что

 

                                         R   * R

                       R =  -----------------------,                                                      (2.2)

                                         R   +  R6

 

  определим значение сопротивление резистора R6

 

                                              R * R

                              R6  =      ------------------ .                                                  (2.3)

                                             R   -  R

 

Значение сопротивления резистора R10 необходимо определять из условия, что падение напряжения на резисторе R10 равно ЭДС нормального элемента

                                            Е

                             R10  =  -------  ,     Е = 1,019 В.                                      (2.4)

                                             I

Если измерительная схема прибора уравновешена в начале шкалы (точка а), то по закону Кирхгофа для контура  идваежзи получим следующее уравнение

                 R9* I -  R3* I  -  * R* I  + E (t, t) = 0.                        (2.5)     

                   

 


                               

Рисунок 2.1-  Измерительная схема автоматического потенциометра

 

При равновесии измерительной схемы в конце шкалы (точка б) получим уравнение для контура идгбежзи

 

                 R7* I  + *R* I  + E(t, t) -  R10* I = 0 .                       (2.6)

 

Из уравнения (2.5) необходимо получить выражение для определения сопротивления R3, а из уравнения (2.6) – для сопротивления R7.

Для определения сопротивления резистора  R9 необходимо записать уравнение (2.5) для двух значений  окружающей среды t= 0C и t = 20C. При этом считаем, что ток   I  не меняется

 

              R* I- R3* I - * R* I + E (t, 20)  =  0,                           (2.7)

 

              R* IR3* I - *R* I + E (t, 0)  =  0 .                             (2.8)

                                               

Получим разность уравнений (2.7) и (2.8)

 

                   (R- R)* I +E(t,20) - E (t, 0) = 0 .                                  (2.9)

 

При изменении температуры окружающей среды сопротивление резистора  R9  будет меняться в соответствии с законом

 

                              R=R*(1+*t)                                                        (2.10)

 

где  = 4,26*10 С - температурный коэффициент сопротивления меди.

Из уравнений (2.9) и (2.10) получим выражение для определения сопротивления резистора  R

                                                    

                                  E (t, 20) - E (t, 0)       1 + * t

                    R  =   ---------------------------      ------------ .                         (2.11)

                                                   t                        * I

 

В последней формуле    t = 20С,  а величина    

представляет  собой  чувствительность  в интервале температур 0 …20С. В  реальных условиях  для диапазона температур 0 … 100С принято считать

 

                                               Е

                                      С =  ------                                                                 (2.12)

                                               100

где Е -  ЭДС термопары при температуре рабочего конца 100 С  и свободных концов при 0 С. Сопротивление резистора  R9  необходимо считать  для градуировок  ХК,  ХА,  ПП.

Определим сопротивление измерительной схемы прибора относительно точек   вг

                               (R9 + R10)*(R3 + R  + R7)

                   R = --------------------------------------.                                      (2.13)

                               R9 + R10 + R3 + R  + R7

                                              

   Тогда  с учетом (2.13)  получим

 

                               R8 + R11 = R  - R  .                                               (2.14)

 

Обычно  сопротивление резистора   R8  принимают равным 790 Ом, а сопротивление резистора   R11  определяют

 

                            R11=  R -(R+R8).                                                       (2.15)

 

Сопротивление   подгоночных  резисторов   R4  и  R5   равны  1 Ом, причем на 0,5 Ом  следует уменьшить сопротивление резисторов  R3  и  R6, а оставшиеся  0,5 Ом являются дополнительными.  С  учетом  этого необходимо

подкорректировать полученные значения  сопротивлений  резисторов R3 и R6        

 

                                    R = R3 - 0,5  ,                                                      (2.16)

                                             

                                    R = R6 - 0,5 .                                                      (2.17)

 

Сопротивления резисторов измерительной схемы необходимо рассчитать с точностью: R3,  R6, R9  -  0,05 Ом;   R10, R7 ,  R11   -  0,5 Ом.

 

2.3.2  Расчет измерительной схемы автоматического моста

     Измерительная   схема   автоматического  моста  изображена  на рисунке 2.2.

На рисунке и в расчетных формулах приняты следующие обозначения:          R1 – реохорд;

R2 – шунт реохорда, служащий для подгонки сопротивления реохорда к стандартному значению R = 90, 100, 300 Ом;

R  - приведенное сопротивление цепи реохорда ;

R3 и  R4 – резисторы для установки начального значения шкалы моста;

R5 и  R6 – резисторы для установки верхнего значения шкалы прибора;

R4 и  R5 – подгоночные резисторы: R4 =  R5 = 4 Ом   (расчет схемы выполняется,  если  движки  резисторов   R4  и   R5   находятся  в  среднем положении);

R7, R9, R10 – резисторы мостовой схемы;

R8 – резистор для ограничения тока в цепи питания;

R - резистор для подгонки сопротивления внешней линии;

R- термометр сопротивления;

И -  напряжение источника питания :  И = 6,3 В;

- нерабочие  участки реохорда, = 0,020 …0,035 .

При трехпроводной схеме  подключения термометра сопротивления, изображенной на рисунке 4.2, суммарное сопротивление соединительного провода R  и погоночного резистора  R равно

                                            

                      R + R =   =  2,5  (7,5) Ом                                          (2.18)

         где R - сопротивление внешней цепи моста, Ом.

 

 


Рисунок 2.2 -  Измерительная схема автоматического моста

 

Сила тока I, протекающего через термометр сопротивления, должна выбираться по ГОСТ 6651-84 из ряда: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0;5,0; 10,0; 15,0;  20,0; 50,0 мА. При этом изменение сопротивления термометра при  0С за счет выделяющейся теплоты не должно превышать 0,1%. Сила тока указывается в технических условиях на термометр сопротивления конкретного типа. В технических измерениях обычно используются термометры сопротивления с номинальной статической характеристикой НСХ 50П, гр 21, 50 М, гр 23, для которых силу тока следует принимать равной 5 или 10 мА.

Для заданных пределов измерения температуры t и t  определяем сопротивление термометра, отвечающие начальной ( R) и конечной  (R)    отметкам шкалы вторичного прибора, по градуировочным таблицам соответствующего термосопротивления.

Сопротивление резистора R7  должно быть таким , чтобы изменение сопротивление термометра при изменении температуры от  t  до  t  вызвало изменение тока  I на величину, не превышающую 10 …20%, т.е.

 

                        Imin  =  * Imax                                                               (2.19)

 

где   Imin  и Imax – сила тока в цепи термометра при его сопротивлении, отвечающем соответственно конечной R  и начальной Rотметкам шкалы моста, мА;

- коэффициент, равный 0,8 …0,9.

Падение напряжения между точками  а  и б  при сопротивлении термометра, соответствующем начальной и конечной отметкам шкалы моста, равно

 

             = Imax [R+R+ (R3 + R4 ) + R  + R7 ] ,                        (2.20)

 

           =Imin [R + R + (R3 + R4 ) + R  + R7 ] .                         (2.21)

 

Совместное решение уравнений (2.20) и (2.21) позволяет получить формулу для определения сопротивления резистора  R7

 

                       *R    - R

              R7 = ------------------  -  [R+(R3 + R4) +R] .                             (2.22)

                              1 –

 

                                                        R4

Сумма сопротивлений  (R3 + ----- ) при расчете  принимается равной в

                                                         2

среднем 5 Ом.

В формуле (2.22)   R   неизвестно и, так как сопротивление  R7 рассчитывается первым из резисторов мостовой схемы, расчетную формулу упрощают, считая

                                          *R    - R

                             R7 =  ------------------------ .                                              (2.23)

                                                  1 –

                                                   

Полученное  значение   R7  обычно округляют до значения, кратного 10 Ом.

Чтобы найти значение сопротивления резистора R10, запишем условие равновесия мостовой схемы в любой точке шкалы

 

                          n*R + R7                                     R10

             ---------------------------------------------  =  ------------ .                      (2.24)

             R +R +(R3 + R4) + R *(1- n)           R9 + R

 

 

После преобразования выражения (2.24) получим

 

        n *R *R9 + n * R* R  + R7*R9 +R7*R  =

        R10*R  + R10* R + R3*R10 + R4*R10 + R * (1-n)*R10 .       (2.25)

 

Чтобы изменение сопротивления линии связи при изменениях температуры окружающей среды не влияло на показания прибора, необходимо так подобрать резисторы схемы, чтобы в последнем уравнении члены, содержащие  R   в левой и правой частях, были равны и сократились

 

                          n*R*R+R7*R=R10 * R.                                         (2.26)

 

Так как относительная погрешность увеличивается к началу шкалы, целесообразно добиться полной компенсации температурной погрешности при начальном положении движка реохорда  (n = 0).

     Тогда

 

                                  R10  =  R7.                                                                   (2.27)

 

Учитывая, что наибольшей чувствительностью обладают попарно равноплечие мосты, равенство  (2.27) оказывается удовлетворяющим и этому требованию.

Составим уравнения равновесия измерительной схемы моста при двух значениях сопротивления термометра R (движок реохорда в точке С’)

 

    [R+R+(R3+R4)+(1-)*R]*R10 = (*R+R7)*(R+R9)             (2.28)

                                                                                                        

и R    ( движок реохорда в точке С’’)

[R + R +( R3+ R4) + * R]* R10 = [(1-)* R+ R7]*( R+ R9).

                                                                                                                 (2.29)

В результате совместного решения уравнений (2.28) и (2.29), получим

 

                                              (R - R)* R10

                      R =   ------------------------------------.                                   (2.30)

                                   (R9 + R10 + R)*(1 – 2*)

 

Для определения сопротивления резистора  R9 необходимо подставить полученное значение  R в уравнение (2.28). После преобразований получим следующее квадратное уравнение

 

                                 * R9 + * R9 +   = 0

 

где      =1 – 2*;

 

 = *( R+ R) + (1 – 2*)*[ R10 + R- ( R3 + R4) ] - R;

                                          

 = (RR10)*[*(R+ R) – (1 – 2*)* R3] - R* R - R10* R.

                                             

                                               

Отсюда                        R9 =   ------------------------.                                  (2.31)

                                                            

 

Приведенное сопротивление реохорда как сопротивление параллельной цепи равно

                                               R*( R5+ R6)

                                 R =   ---------------------- ,                                          (2.32)

                                              R+ (R5+ R6)

отсюда

                                             R* R

                                 R6 = ------------------  - R5.                                            (2.33)

                                             R  - R

Определим значение тока I в цепи источника питания

 

                      = Imax *[ R + R + (R3 + R4) + R+ R7] ,

 

                                        = I*( R10 +  R9 +  R).

 

Откуда

                                            R + R + (R3 + R4) + R+ R7

                         I = Imax ------------------------------------------ ,

                                                            R10 +  R9 +  R

 

                         I = Imax + I.                                                                   (2.34)

 

Зная ток I, можно определить сопротивление резистора   R8

 

                U        [R + R + (R3 + R4) + R+ R7]*( R10 + R9+  R)

          R8 =   ---  -    ---------------------------------------------------------------------- .  

                 I           R +2* R + (R3 + R4) + R+ R7 + R9  + R10

                                                                                                                        (2.35)

     Для проверки правильности расчета следует проверить значение коэффициента   по формуле

 

                                        R + R + (R3 + R4) + R+ R7

                           =    -----------------------------------------------.                   (2.36)

                                        R+ R + (R3 + R4) + R+ R7

 

     Сопротивление резисторов измерительной схемы необходимо считать с точностью: R3 , R6  -  0,05 Ом;   R7, R8 , R9 , R10  -  0,5 Ом.

 

2.4  Порядок выполнения расчетно-графической работы

2.4.1 Согласно схеме измерительного канала, выбранной в РГР №1 и типа вторичного измерительного прибора, рассчитать элементы принципиальной схемы данного средства измерения по методике, приведенной в п.2.3.

2.4.2     Полученные значения сопротивлений представить с точностью, заданной для их значений (п.2.3).

2.4.3       Оформить РГР в виде пояснительной записки.

Пояснительная записка должна содержать:

-                    задание из РГР №1;

-                    структурную схему канала измерения температуры;

-                    технические характеристики вторичного прибора;

-                    расчеты принципиальной схемы вторичного прибора;

-                    представление результатов расчета сопротивлений схемы с заданной точностью по правилам округления, приведенным в п.1.5;

-                    выводы по работе.

 

 

                                          Приложение А             

 

 Т а б л и ц а  А1 – Варианты индивидуальных заданий

№ ва-рианта

Измеряемый параметр, название, тип агрегата

Тном          

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

8

 

9

10

11

12

13

14

 

15

 

16

 

17

18

19

20

21

22

23

 

24

25

Температура аэросмеси за шаровыми мельницами

Температура мазута в мазутопроводе

Температура пара за радиационными пароперегревателями

Температура пара за камерой впрыска 1-ой ступени

Температура пара за ширмой ПП

Температура пара за камерой впрыска 2-ой ступени

Температура перегретого пара на выходе

Температура горячего воздуха перед горелочными устройствами

Температура питательной воды перед котлом

Температура питьевой воды с выхода ПВД

Температура аэросмеси за молотковыми мельницами

Температура дымовых газов в поворотной камере

Температура уходящих газов за котлом

Температура воздуха за 1-ой ступенью воздухоподогревателя

Температура воздуха за 2-ой степенью воздухоподогревателя

Температура  за регулирующими клапанами конденсатора №2

Температура за конденсаторным насосом турбины №2

Температура за конденсатором №2

Температура за конденсатором №1

Температура за конденсаторным насосом турбины №1

Температура питательной воды

Температура питьевой воды

Температура технической воды для охлаждения конденсаторных насосов

Температура воздуха за солевыми отсеками

Температура пара за котлом

70

90

400

390

450

430

540

 

280

230

280

130

1100

140

 

120

 

280

 

50

45

120

450

70

230

130

 

30

150

550

 

 

Т а б л и ц а  А2 – Варианты индивидуальных заданий (продолжение)

№ вар-та

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

,%

2,0

1,0

2,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,7

0,8

0,9

1,0

0,2

Р

0,97

0,91

0,97

0,94

0,94

0,8

0,9

0,9

0,85

0,95

 

№ вар-та

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

,%

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

1,0

0,5

0,6

0,7

0,3

0,9

1,0

0,2

0,3

0,4

0,5

Р

0,9

0,96

0,92

0,91

0,89

0,94

0,86

0,95

0,99

0,84

 

№ вар-та

21

22

23

24

25

,%

1,5

1,5

2,0

1,0

1,5

0,2

0,3

0,4

0,1

0,8

Р

0,96

0,97

0,96

0,9

0,91

Список литературы

1.     ГОСТ 2.001-70 ЕСКД. Общие положения.

2.    Романчик А.Л., Шевяков Ю.В. Автоматизация технологических процессов и производств: Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности 36.03. – Алматы: АЭИ, 1996.

3. Преображенский В.П.  Теплотехнические измерения и приборы. – М.: Энергия, 1978.

4. Андреев А.А. Автоматические показывающие, самопишущие и регулирующие приборы. – Л.: Машиностроение, 1973.

5.     ГОСТ 2.105-79  (СТ СЭВ 2667-80).

6.    Новицкий П.В., Заграф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоатомиздат, Ленинград.отд-ние, 1985.

  7.   Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/ под общ.ред. В.В.Черенкова. – Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1987.