Мазмұны

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Алматы энергетика және байланыс университеті

Инженерлік кибернетика кафедрасы

ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӨЛШЕУЛЕР ЖӘНЕ АСПАПТАР

5В070200-Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша оқитын

барлық оқу түрінің студенттері үшін есептік-сызбалық жұмысты

орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Алматы 2011

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Хан С.Г., Ибрашева А.Т. Технологиялық өлшеулер және аспаптар. 5В070200-Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша оқитын барлық оқу түрінің студенттері үшін есептік-сызбалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау – Алматы: АЭжБУ, 2011. – 18б.

Әдістемелік нұсқау 2 есептік-сызбалық жұмысты орындауғы арналған ұсыныстардан және тапсырмалардан тұрады. 1-ші реттік түрлендіргіштерді және екінші реттік аспаптарды таңдау, екінші реттік аспаптың сұлбасын есептеу, өлшеу каналының суммарлық қателігін есептеу әдісін оқу, температураны өлшеу каналының сұлбасын құруға қатысты мәселелерді өз бетімен шешу және оқу ұйғарылған.

Әдістемелік нұсқау «Технологиялық өлшеулер және аспаптар» пәні бойынша есептік-сызбалық жұмысты орындауда қолданылады.

Без. 2, кесте 2, әдеб.көрсеткіші -7 атау.

Пікір беруші: тех.ғыл.канд., проф. Л.К. Ибраева

“Алматы энергетика және байланыс университеті” коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 ж. баспа жоспары бойынша басылады.

1 Есептік-сызбалық жұмыс №1. Температураны өлшеу каналының суммарлық қателігін есептеу

Жұмыстың мақсаты: температураны өлшеу каналының әртүрлі сұлбаларын құруды және өлшеу каналының (ӨК) суммарлық қателігін бағалауды үйрену.

1.1 Есептік-сызбалық жұмыс №1 тапсырмасы

- температураны өлшеудің техникалық құралдарын таңдау (1-нші реттік түрлендіргіштер, 2-нші реттік өлшегіш құралдар), осы таңдауды негіздеу;

- таңдалған өлшеу каналының суммарлық қателігін есептеу.

1.2 Температураны өлшеу каналының құрылымын таңдау және оны негіздеу

Бұл бөлімде қоршаған ортаның электрлік қасиеттері, ылғалдылығы, құрамы, шаңдылығы, температурасы, қысымы сияқты көрсеткіштерін ескере отырып өлшеу құралдарын таңдауды негіздеу жүргізілген.

Өлшеу құралдарын таңдауда олардың дәлдігін, өлшеу диапазонын және қолдану жағдайларын ескеру керек.

1-ші реттік түрлендіргішті таңдағанда 200-400⁰С дейінгі температураны өлшеу кезінде өлшеу дәлдігі жоғары болу үшін кедергілік термометрді қолданған жөн, ал 200⁰С-тан жоғары болса термоэлектрлік түрлендіргіштер (термопара) қолдану керек.

Термоэлектрлік түрлендіргіштермен бірге қатар 2-ші реттік түрлендіргіштер және аспаптар ретінде: нормалаушы түрлендіргіштер, милливольтметрлер және автоматты потенциометрлер қолданылады. Ал кедергілік термометрмен бірге нормалаушы түрлендіргіштер, автоматты мосттар және логометрлер істейді.

Өлшенетін температураның берілген номиналды мәні бойынша 1-ші реттік түрлендіргіштердің өлшеу диапазонын және 2-ші реттік аспаптың шкаласы таңдалады. Сонымен қатар өлшенетін температура 2-ші реттік аспап шкаласының екінші жарты диапазонына түсуі керек, яғни өлшеу немесе түрлендіру диапазонының жоғарғы шегіне жақын болуы керек.

Мүмкіндігінше бір типті асапатар қолданған жөн, бұл қолдану, басқару щиттеріне орнату, жөндеу жұмыстарын жеңілдетеді.

1.3 ӨК-ның суммарлық қателігін өлшеу әдісі

Әдетте ақпараттық-өлшеу жүйелері бірнеше өлшеу каналдарынан тұрады, ал ӨК тізбектей жалғанаған өлшеу құралдарынан (ӨҚ) тұрады: датчиктер, нормалаушы түрлендіргіштер, 2-ші реттік аспаптар, нысанмен байланыстыру құрылғысы ЭЕМ (устройство связи с объектом - УСО ЭЕМ) және т.б.

Таңдалған өлшеу каналын келесі құрылымдық сұлба түрінде көрсетейік:

мұнда ӨҚ1, ӨҚ2 - өлшеу каналына кіретін өлшеу құралдары;

Δ₁, Δ₂ - ӨҚ-ның шығыстарына келтірілген қателіктері.

ӨК-ның қателіктерін анықтау ӨК-на кіретін барлық ӨҚ-ның суммарлық қателіктерін есептеуге келіп тіреледі.

Қателіктерді қосу үшін, оларды өздерінің орташа квадраттық ауытқуы (ОКА) түрінде көрсету керек, өйткені бұл жағдайда канал құрамындағы кез-келген қателіктерді қосуға болады. Бұл есептерді шешу үшін ОКА және қателіктің арасындағы қатынасты орнату қажет. Қателік дәлдік класымен анықталады.

1.3.1 Өлшеу құралдарының қателіктері және оларды нормалау

ӨҚ-ның қателіктерін топтастыру – өлшеу қателіктерін топтастыру кезінде қолданылатын көрсеткіштер негізінде орындалады [1].

Өлшеу қателіктері құрамындағы құралға қатысты қателіктерін бағалау үшін ӨҚ-ның метрологиялық сипаттамалары қажет. Егер бұл сипаттамалар ӨҚ-ның нормативті-техникалық құжаттарында келтірілсе, оларды нормативті-метрологиялық сипаттамалар (НМС) деп атайды. Әдетте ӨҚ-ның НМС-сы негізгі және қосымша рұқсат етілген қателіктердің шегі түрінде және осылармен байланысты дәлдік класы түрінде нормаланады.

Дәлдік класы – бұл ӨҚ-ның жалпыланған метрологиялық сипаттамасы. Ол ӨҚ-ның негізгі және қосымша рұқсат етілген қателіктерінің шегімен анықталады. Сонымен қатар дәлдікке әсер ететін ӨҚ-ның басқа да қасиеттерімен анықталады (вариация, көрсетулерді орнату уақыты және т.б.), олар өлшеулердің әрбір түрі үшін стандарттарда орнатылған.

Технологиялық өлшеулерде дәлдік класын көбінесе келтірілген қателіктер арқылы көрсетеді

, (1.1)

мұнда - % түріндегі келтірілген қателік;

- өлшенетін шаманың өлшем бірлігінде көрсетілетін абсолютті қателік;

- өлшенетін шаманың нормалаушы мәні (ӨҚ-ның шкаласының шегі).

Осы жағдайда ӨҚ-ның нормативті-техникалық құжаттарында дәлдік класы – келтірілген қателікке (%) тең санмен белгіленеді.

Бірнеше тәжірибе нәтижесін және өлшеулер қателігін бағалау үшін математикалық ықтималдылықтар теориясы қолданылатыны белгілі.

Кейбір ӨҚ-ның _і- қателіктері кездейсоқ болғандықтан, өлшеу каналының (ӨК) суммарлық қателігін табу үшін _і-лерді қоса салуға болмайды. Өйткені суммарлық қателік өте үлкен болып кетеді. Және де кейбір қателіктердің арасындағы корреляциялық байланысты ескеру керек. Осы жағдайларды ескере отырып, қателіктерді суммарлау үшін ӨК-на кіретін ӨҚ-ның қателігі өзінің ОКА түрінде көрсетілуі керек. Сонымен - ол і-нші өлшеу құралының абсолютті қателігінің ОКА-ы (бұл жұмыста і=2).

, (1.2)

мұнда к- квантилдік көбейткіш, оның мәні ӨҚ-ның негізгі қателігінің таралу заңдылығына және сенімді ықтималдылық мәніне қатысты анықталады.

Қателіктердің аддитивті және мультипликативті құрамын қосу ыңғайлы болу үшін, ОКА-ды абсолютті емес салыстырмалы түрде келтірген жөн. і-нші өлшеу құралының салыстырмалы қателігінің ОКА-ы

, (1.3)

мұнда Х - өлшенетін шама.

Ықтималдылықтар теориясына қатысты қателіктер суммасының ОКА-ы келесі өрнекпен анықталады

, (1.4)

мұнда -корреляция коэффициенті.

Егер каналдың өлшеу құралдарының қателіктері корреляцияланбаған болса, онда =0 және (1.4) формауласы келесі түрде болады

. (1.5)

Егер өлшеу құралдарының қателіктері қатаң корреляцияланған болса, онда =1 және (1.4) формауласы келесі түрде болады

. (1.6)

Сонымен қатаң корреляцияланған қателіктер геометриялық емес, алгебралық түрде қосылады. Егер корреляция коэффициенті теріс таңбалы болса, онда олардың айырмасы алынады.

1.3.2 ӨК-ның суммарлық қателіктерін есептеудің практикалық ережелері

1.3.2.1 Есептеу үшін ӨҚ-ның қателіктерінің сипаттамалары берілуі керек: _і- ӨК-ның әрбір өлшеу құралының абсолютті қателігі.

1.3.2.2 ӨҚ-ның қателіктерінің ОКА-ын алдымен абсолюті түрде (1.2), сонан соң салыстырмалы түрде (1.3) формула бойынша көрсетілуі керек.

1.3.2.3 Корреляциялану дәрежесі бойынша қателіктерді екі түрге бөлу керек:

- қатаң корреляцияланған =0,7 - 1,0;

- әлсіз корреляцияланған <0,7.

1.3.2.4 Қатаң коррелицияланған қателіктер (1.6) формула, ал қалғандары (1.5) формула бойынша қосылады.

1.3.2.5 Қатаң коррелицияланған қателіктер тобын қалғандарымен (1.6) формула бойынша қосады.

1.3.2.6 ӨК-ның суммарлық салыстырмалы қателігі сенімділік интервалында Р ықтималдылықпен орналасқан, осы интервал

δ_өк, (1.7)

мұнда k - квантильдік көбейткіш, оның мәні қателіктердің таралу заңына және сенімділік ықтималдылығының мәніне тәуелді (таралу заңдарының кестелерінен алынады);

- ӨК-ның суммарлық салыстырмалы қателігінің ОКА-ы.

1.3.2.7 ӨК-ның суммарлық абсолютті қателігі сенімділік интервалында Р ықтималдылықпен орналасса, осы интервал

Δ_өк= δ_өк. (1.8)

1.3.2.8 Өлшеу нәтижелерін (1.9) түрінде көрсетіңіз.

1.4 Өлшеулер нәтижелерін көрсету формасы

Өлшеу нәтижесі – бұл шаманың өлшеу арқылы табылған мәні. Өлшеу нәтижесін көрсетерде оның қандай қателікпен (дәлдікпен) орындалғанын көрсету қажет. Жоғарғы дәлдікке мәндері кіші қателіктер сәйкес келеді, осы дәлдіктің сапалылығы түсінігі осында. Дәлдікті саны бойынша бағалау үшін бірнеше көрсеткіштер қолданады. Дәлдікті бағалаудың көп қолданылатын түрі ол - өлшеулердің суммарлық қателігінің нақты бір ықтималдылықпен осы интервалда орналасуы. Мұндай жағдайда өлшеу нәтижесін көрсету түрі мынадай

Х_өлш=Х_кір± Δ_өк; Р, (1.9)

мұнда Х_өлш -өлшенетін шама бірлігіндегі өлшеу нәтижесі;

Х_кір -бір рет өлшегендегі өлшеу құрылғысының көрсететін мәні немесе бірнеше өлшеу кезінде сол мәндердің арифметикалық орташа мәні;

±Δ_өк - сенімділік интервалы, өлшенетін шама бірлігінде өлшеу каналының суммарлық абсолютті шегімен көрсетілген (1.8 формула бойынша);

Р - сенімділік ықтималдылығы.

Бұл өлшеу нәтижесін көрсету түрі энергетикадағы ТП АБЖ-дегі өлшеулер дәлдігін бағалау кезінде қолданылатын негізгі түр.

Өлшеулер нәтижесін көрсетерде өлшеулер нәтижелерін дөңгелектеу ережелерін қадағалаңыз:

а) өлшеу нәтижесін дөңгелектеу қателіктің мәнін дөңгелектеуден басталады;

б) қателіктің мәнінің бірінші саны 1-ге немесе 2-ге тең болса, онда оның мәні екі санмен көрсетіледі;

егер бірінші саны 3-ке тең немесе одан да жоғары болса, онда ол бір санмен көрсетіледі;

қалған мәндері есепке алынбайды да, мәні арифметика ережелері бойынша дөңгелектенеді;

в) өлшеу нәтижесі Х тура қателігі сияқты дөңгелектелінеді;

г) дөңгелектеу тек соңғы мәліметтерді шығарарда ғана жүргізіледі.

1.5 Есептік-сызбалық жұмысты орындау реті

1.5.1 Оқытушыдан жеке тапсырма нұсқасын алыңыздар.

1.5.2 Алынған тапсырмаға сәйкес, технологиялық қондырғының берілген агрегат типіне және өлшенетін шаманың номиналды мәніне сәйкес 1-нші реттік түрлендіргіш және 2-нші реттік аспап типін таңдаңыздар, 1.2 тармақта көрсетілген.

1.5.3 Өлшеу каналының суммарлық қателігін есептеңіздер (1.3 тармақтағы әдістеме бойынша). 1.7 формула бойынша алынған қателіктің мәнін тапсырмада берілген өлшеу каналының салыстырмалы шектік рұқсат етілген қателігімен салыстырыңыздар. Егер есептелген суммарлық қателік мәні одан асып кетсе, онда өлшеу каналының құрылымын өзгертесіз: басқа өлшеу құралдарын таңдайсыздар.

1.5.4 Суммарлық қателікті есептеуді қайталайсыздар (1.3 т.).

1.5.5 ЕСЖ-ты есептеме түрінде рәсімдейсіздер.

Есептеме келесіден тұруы керек:

- тапсырма;

- температураны өлшеу каналының құрылымдық сұлбасы;

- техникалық өлшеу құралдарын таңдауды негіздеу;

- таңдалған өлшеу құралдарының техникалық сипаттамалары;

- 1.3 тармаққа сәйкес температураны өлшеу каналының суммарлық қателігінің мәнінің есептеулері;

- өлшеулер нәтижесін (1.9) формуласы бойынша дайындау;

- жұмыс бойынша қорытынды.

1.6 Тапсырма нұсқалары

Жеке тапсырмалар 1.1 және 1.2 кестелерде келтірілген. Тапсырма нұсқасын оқытушы береді, ол екі саннан тұрады: бірінші сан – 1.1 кестеден алынатын нұсқа №, ал екіншісі – 1.2 кестедегі нұсқа №.

1.1 кестеде технологиялық қондырғы агрегатының типі және аты, өлшенетін шама – теператураның Т_ном номиналды мәні келтірілген. 1.2 кестеде δ_рұқсат- өлшеу каналының шектік рұқсат етілген қателігі, ρ_корр - корреляция коэффициенті, Р - сенімділік ықтималдылығының мәндері келтірілген.

1.1 Кесте – Жеке тапсырма нұсқалары

Нұсқа

№

Өлшенетін шама, атауы, агрегат типі

Тном,

Домалақ басты отын ұнтағыштан кейінгі аэроқоспа температурасы

Мазут өткізгіштегі мазут температурасы

Радиациялық бу жылытқыштардан кейінгі будың температурасы

Су бүркегіш камерасының 1-ші сатысынан кейінгі бу температурасы

Бу жылытқыш ширмасынан кейінгі бу температурасы

Су бүркегіш камерасының 2-ші сатысынан кейінгі бу температурасы

Бу қазанының шығысындағы аса қыздырылғын бу температурасы

Жағатын құрылғыға дейінгі ыстық ауа температурасы

Бу қазанына дейінгі қоректік су температурасы

Жоғарғы қысымды жылытқыштан кейінгі су температурасы

Балғалы басты отын ұнтағыштан кейінгі аэроқоспа температурасы

Бұрылу камерасынан кейінгі түтін газдарының температурасы

Бу қазанынан сыртқа шығатын газдар температурасы

Ауа жылытқыштың 1-ші сатысынан кейінгі ауа температурасы

Ауа жылытқыштың 2-ші сатысынан кейінгі ауа температурасы

№2 конденсатордың реттеуші клапанынан кейінгі температура

№2 турбинаның конденсаторлық сорғыларынан кейінгі температура

№2 конденсатордан кейінгі температура

№1 конденсатордан кейінгі температура

№1 турбинаның конденсаторлық сорғыларынан кейінгі температура

Қоректік су температурасы

Таза су температурасы

Конденсаторлық насостарды суытуға қажетті техникалық су температурасы

Тұздан тазалау бөлігінен шыққан су температурасы

Бу қазанынан кейінгі бу температурасы

400

390

450

430

540

280

230

280

130

1100

140

120

280

120

450

230

130

150

550

1.2 Кесте – Жеке тапсырма нұсқалары (жалғасы)

Нұсқа №	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
δ_рұқсат,%	1,5	1,5	2,0	1,0	1,5	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5	2,0	1,0
ρ_корр	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0,2	0,3	0,4
Р	0,99	0,98	0,99	0,95	0,96	0,94	0,9	0,92	0,9	0,95	0,97	0,93

Нұсқа №	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
δ_рұқсат,%	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5	2,0
ρ_корр	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Р	0,92	0,96	0,98	0,91	0,92	0,9	0,93	0,95	0,99	0,94	0,94	0,97

2 Есептік-сызбалық жұмыс №2. Екінші реттік аспаптың өлшеу сұлбасын есептеу

Жұмыстың мақсаты: автоматты потенциометр және автоматты көпір – 2-ші реттік аспаптардың принципиалдық сұлбасын есептеу әдістемесін оқу.

2.1 Есептік-сызбалық жұмыс №2 тапсырмасы

№1 ЕСЖ орындау нәтижесінде таңдалған өлшеу каналының құрамындағы 2-ші реттік аспаптың принципиалдық электрлік сұлбасын есептеу.

2.2 2-ші реттік аспаптың өлшеу сұлбасын есептеу әдістемесі

№2 Есептік-сызбалық жұмыста №1 ЕСЖ-та таңдалған өлшеу каналының құрылысына сәйкес автоматты потенциометрдің немесе автоматты көпірдің өлшеу сұлбасына есептеу жүргізіледі.

[3-5] әдебиеттерде екінші реттік аспаптың өлшеу сұлбаларын есептеудің әртүрлі әдістері көрсетілген. Сондықтан берілген әдістемелік нұсқауда өлшеу сұлбаларын есептеудің жалпыланған әдісі келтірілген.

2.2.1 Автоматты потенциометрдің өлшеу сұлбасын есептеу

Автоматты потенциометрдің өлшеу сұлбасын есептеуді келесі ретпен жүргізу керек. Автоматты потенциометрдің өлшеу сұлбасы 2.1 суретте көрсетілген.

Сұлбада және есептеу формулаларында келесі белгілеулер қабылданаған:

R₁ - реохорд;

R₂ - реохорд шунты, реохордтың кедергісін R_экв= 90, 100, 300Ом стандартты мәндерге орнату үшін керек;

R_кел - реохорд тізбегінің келтірілген кедергісі;

R₃ - аспап шкаласының бастапқы мәнін орнататын резистор;

R₆ - аспап шкаласының диапазонын орнататын резистор;

R₄ және R₅ - түзеткіш резисторлар, R₄=R₅= 1Ом;

R₇, R₁₀ - өлшеу сұлбасының резисторлары;

R₉ - мыс резистор, термопараның бос ұштарының температурасының өзгеруін компенсациялау үшін қызмет етеді;

R₈, R₁₁ - қорек көзінің тізбегіндегі резисторлар;

- реохордтың жұмыссыз бөліктері;

R₈ = 790 Ом; t₁ = 20C; = (0,02 …0,35);

Е (t_б, t₁) - термопараның жұмысшы ұшының температурасы t_б (шкала басы) және бос ұштарының есептелген температурасы t₁ болғанда термопараның ЭҚК-і;

E (t_с, t₁) – термопараның жұмысшы ұшының температурасы t_с (шкала соңы) және бос ұштарының есептелген температурасы t₁ болғанда термопараның ЭҚК-і;

I₁ - өлшеу сұлбасының жоғарғы тармағындағы ток күшінің номиналды мәні, I₁ = 3 *10A;

I₂ - өлшеу сұлбасының төменгі тармағындағы ток күшінің номиналды мәні, I₂ = 2*10A;

R_өс - аспаптың өлшеу сұлбасының кедергісі, R_өс = 1000 Ом.

Өлшеу сұлбасын есептеуді R4 және R5 түзеткіш резисторларын ескермей жүргізу қажет.

2.1 Сурет - Автоматты потенциометрдің өлшеу сұлбасы

Реохорд тізбегінің келтірілген кедергісі

. (2.1)

Келесі формуланы ескеріп

. (2.2)

R6 резистордың кедергісін анықтайық

. (2.3)

R10 резистор кедергісінің мәнін келесі шарт бойынша анықтау керек: R10 резисторындағы кернеу құлауы қалыпты элементтің (НЭ) ЭҚК-не тең.

, . (2.4)

Егер аспаптың өлшеу сұлбасы шкала басында теңескен болса (а нүктесі), онда Кирхгоф заңы бойынша идваежзи контуры үшін келесі теңдеуді аламыз

. (2.5)

Егер аспаптың өлшеу сұлбасы шкала соңында теңескен болса (б нүктесі), онда идгбежзи контуры үшін келесі теңдеуді аламыз

. (2.6)

(2.5) теңдеуінен R₃ кедергісін анықтайтын өрнек, ал (2.6) теңдеуден R₇ кедергісін анықтайтын өрнек алуымыз қажет.

R₉ резисторнының кедергісін анықтау үшін (2.5) теңдеуді қоршаған ортаның екі мәні үшін t= 0C және t = 20C жазу қажет. Бұл кезде I₂ тогы өзгермейді деп санайық

. (2.7)

. (2.8)

(2.5) және (2.8) теңдеулерінің айырмасын алайық

. (2.9)

Қоршаған орта температурасы өзгергенде R₉ резисторнының кедергісі келесі заңдылыққа сәйкес өзгеретін болады

, (2.10)

мұнда α=4,26*10К - мыс кедергісінің температуралық коэффициенті.

(2.9) және (2.10) теңдеулерінен резисторының кедергісін анықтайтын өрнек аламыз

. (2.11)

Соңғы формулада t₁ = 20С, ал - бұл 0…20С температуралар интервалындағы сезгіштік. Нақты жағдайда 0…100С температуралар диапазоны үшін келесі қабылданады:

, (2.12)

мұнда Е - жұмысшы ұшының температурасы 100⁰С және бос ұшының температурасы 0⁰С болғанда термопараның ЭҚК-і. R9 резисторының кедергісін ХК, ХА, ПП градуировкалары үшін санау қажет.

Аспаптың өлшеу сұлбасының кедергісін вг нүктелеріне қатысты анықтайық:

. (2.13)

Онда (2.13) кескеріп, келесіні аламыз

. (2.14)

Әдетте R8 резисторының кедергісін 790 Ом деп қабылдайды, ал R11 резисторының кедергісін келесідей анықтайды

. (2.15)

R4 және R5 түзеткіш резисторларының кедергісі 1 Ом, және де R3 және R6 резисторларының кедергісін 0,5 Ом-ға азайту қажет, ал қалған 0,5Ом қосымша болады. Осыларды ескере отырып R3 және R6 резисторларының кедергісін түзету қажет.

R = R3 - 0,5 , (2.16)

R = R6 - 0,5 . (2.17)

Өлшеу сұлбасының резисторларының кедергілерін келесі дәлдікпен есептеу қажет: R3, R6, R9 - 0,05 Ом; R10, R7 , R11 - 0,5 Ом.

2.2.2 Автоматты көпірдің өлшеу сұлбасын есептеу

Автоматты көпірдің өлшеу сұлбасы 2.2-суретте көрсетілген.

Сұлбада және есептеу формулаларында келесі белгілеулер қабылданаған:

R₁ - реохорд;

R₂ - реохорд шунты, реохордтың кедергісін R_экв= 90, 100, 300 Ом стандартты мәндеріне орнату үшін керек;

R_кел - реохорд тізбегінің келтірілген кедергісі;

R₃ және R₄ – көпір шкаласының бастапқы мәнін орнататын резисторлар;

R₅ және R₆– көпір шкаласының жоғарғы мәнін орнататын резисторлар;

R₄ және R₅ – подгоночные резисторлар: R4=R5=4 Ом (R4 және R5 резисторларының қозғалтқыштары ортаңғы күйде тұрса сұлба есептеу жүргізуге болады);

R₇, R₉, R₁₀ – көпірлік сұлбаның резисторлары;

R₈ – қорек көзінің тізбегіндегі тоқты шектеуге арналған резистор;

R_л - сыртқы линия кедергісін түзетуге арналған резистор;

R- кедергілік термометр;

U - қорек көзінің кернеуі: U = 6,3 В;

- реохордтың жұмыссыз бөліктері, = 0,020 …0,035.

Кедергілік термометрді үш сымдық сұлба бойынша қосқанда (2.2 суретті қараңыз), жалғайтын сымның R_жс және түзеткіш резистордың R_л суммарлық кедергісі

Ом, (2.18)

мұнда R_сырт- көпірдің сыртқы тізбегінің кедергісі, Ом.

2.2 Сурет - Автоматты көпірдің өлшеу сұлбасы

Кедергілік термометр аркылы өтетін ток күші I₁ МЖБС 6651-84 бойынша келесі тізімнен таңдалуы керек: 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 50.0мА. Және де 0°С кезінде шығатын жылуға байланысты термометрдің кедергісінің өзгеруі 0,1% аспауы керек. Техникалық жағдайдағы ток күшінің мәні нақты бip типтегі кедергілік термометр үшін көрсетіледі. Техникалық өлшеулерде әдетте номиналды статикалық сипаттамасы бар кедергілік термометрлер колданады: НСХ 50П, гр 21, 50 М, гр 23. Олар үшін ток күшін 5 немесе 10 мА деп қабылдау қажет.

t_с және t_б температураны өлшеудің берілген шегі үшін МЖБС 6651-84 бойынша W_tс және W_tб анықтаймыз, платиналық термометр үшін W₁₀₀=1,3910 және мыс термометр үшін W₁₀₀ = 1,4280.

Бастапкы t_б және соңғы t_с шкала белгілерін қанағаттандыратын термометрдің кедергілері келесі формуламен есептеледі

R = W*R, (2.19)

мұнда R - 0°С кезіндегі термометр кедергісі, Ом.

Температура t_б-дан t_сдейін өзгерген кезде термометр кедергісінің өзrepyi I₁ тоғының 10.. .20% өзгеруіне себеп болатындай R₇ резисторының кедергісі болуы керек, яғни

, (2.20)

мұнда I_1min және I_1max – көпірдің R_tб бастапкы және R_tссоңғы белгілеріне сәйкес термометр тізбегіндегі ток күші, мА;

- коэффициент, мәні 0,8 …0,9.

Көпірдің бастапқы және соңғы шкала белгілеріне сәйкес термометр кедергілері кезінде а және б нуктелеріндегі кернеу түcyi

(2.21)

. (2.22)

(2.21) және (2.22) теңдеулерін 6ipiктіріп шешу R₇ резисторының кедергісін табуға арналған формула береді

. (2.23)

кедергілер суммасын есептегенде орта есеппен 5 Ом деп алады. (2.23) формулада R_кел белгісіз. Көпірлік сұлбаның резисторларының R₇ кедергісі бірінші болып есептелгендіктен, есептеу формуласын қарапайым етіп жасайды:

(2.24)

R₇ алынған мәнін әдетте 10 Омға бөлінетіндей мәнге дейін дөңгелектейді.

R₁₀ резисторының кедергісін табу үшін шкаланың кез-келген нүктесіндегі көпірлік сұлбаның тепе-теңдік тендеуін жазамыз.

(2.25)

(2.25) өрнегін түрлендіргеннен кейін келесіні аламыз

Қоршаған орта температурасы өзгерген кезде байланыс сымы кедергісінің өзrepyi аспап көрсетуіне әсер eтпеyi үшін, сонғы теңдеудегі оң және сол жақта R_л бар мүшелер тең болып және қысқартылатындай етіп сұлба резисторларын таңдау керек.

(2.26)

Салыстырмалы кателік шкала басында өсетіндіктен, реохорд қозғалтқышының бастапқы күйінде (n=0) температуралық кателікті толық теңестіру (компенсациялау) керек.

Онда

R₁₀=R₇. (2.27)

Жұп тең йықты көпірлердің ceзгіштігі жоғары болатынын ескерсек, онда (2.27) теңдік осы талапты қанағаттандырады.

Термометрдің R_tб кедергісінің екі мәні үшін көпірдің өлшеу сұлбасының тепе-теңдік теңдеуін құрайық (реохорд қозғалтқышы С’ нүктесінде)

(2.28)

және R (реохорд қозғалтқышы С’’ нүктесінде)

. (2.29)

(2.28) және (2.29) теңдеулерін біріктіріп шешу нәтижесі келесідей

(2.30)

R9 резисторының кедергісін табу үшін R_кел табылған мәнін (2.28) теңдеуіне қою керек. Түрлендірулерден кейін келесі квадрат теңдеуді аламыз

мұнда ;

Осыдан

. (2.31)

Реохордтың келтірілген кедергісі параллель тізбек кедергісі ретінде келесіге тең

(2.32)

Осыдан

(2.33)

Қорек көзінің тізбегіндегі I₀ тогының мәнін аньқтайық

Осыдан

(2.34)

I тоғын білсек, онда R8 резисторының кедергісін анықтауға болады

(2.35)

Есептеулердің дұрыстығын тексеру үшін коэффициентінің мәнін келесі формула бойынша анықтау керек

(2.36)

Өлшеу сұлбасының резисторларының кедергілерін келесі дәлдікпен санау керек: R3 , R6 - 0,05 Ом; R7, R8, R9, R10 - 0,5 Ом.

2.3 Есептік-сызбалық жұмысты орындау реті

2.3.1 №1 ЕСЖ-та таңдалған өлшеу каналының сұлбасына және екінші реттік өлшеу аспабының типіне сәйкес берілген өлшеу құралының принципиалды сұлбасының элементтерін есептеңіздер (2.2 тармақта көрсетілген әдістеме бойынша).

2.3.2 Есептелген кедергі мәндерін олардың мәндеріне қойылған дәлдікпен көрсетіңіздер (2.2 т.).

2.3.3 ЕСЖ-ты есептеме түрінде рәсімдейсіздер.

Есептеме келесіден тұруы керек:

- №1 ЕСЖ-тағы тапсырма;

- температураны өлшеу каналының құрылымдық сұлбасы;

- екінші реттік аспаптың техникалық сипаттамалары;

- екінші реттік аспаптың принципиалды сұлбасының есептеулері;

- сұлба кедергілерін есептеулер нәтижелерін берілген дәлдікпен дөңгелектеу ережелері (1.4 т.) бойынша көрсету;

- жұмыс бойынша қорытынды.

Әдебиеттер тізімі

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.

Мазмұны

1 Есептік-сызбалық жұмыс №1. Температураны өлшеу каналының суммарлық қателігін есептеу	3
2 Есептік-сызбалық жұмыс №2. 2-ші реттік аспаптың өлшеу сұлбасын есептеу	9
Әдебиеттер тізімі	17

2011ж. жиынтық жоспар, реті 29

Алматы 2011

1.2 Температураны өлшеу каналының құрылымын таңдау және оны негіздеу

Нұсқа №

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

δрұқсат ,%

ρкорр

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,2

0,3

0,4

Р

0,99

0,98

0,99

0,95

0,96

0,94

0,9

0,92

0,9

0,95

0,97

0,93

Нұсқа №

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

δрұқсат ,%

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

2,0

ρкорр

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

δ_рұқсат,%

ρ_корр

δ_рұқсат,%

ρ_корр