ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Стенд для исследования характеристик датчиков температуры

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПА РАБОТЫ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ»

Выполнил: студент гр. РНГМ-04-1

Егоров М. Ю.

Проверил: Токарев В. В.

Пермь, 2008г

Цель работы

Целью лабораторной работы является знакомство с устройством, принципом работы и характеристиками датчиков различного типа, предназначенных для замера величины давления и температуры и расположенных на учебном стенде, позволяющем исследовать их характеристики.

Стенд для исследования характеристик датчиков температуры

Для получения информации с объектов управления о величине давления или температуры в системах автоматики используют соответствующие датчики. На нашем стенде установлено несколько типов таких датчиков. Общий вид этого стенда показан на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид стенда для исследования характеристик датчиков давления и температуры

На стенде представлены следующие элементы:

1 - Гидроцилиндр для нагрузки датчиков давления,

2 - Образцовый манометр.

3 - Датчик давления типа «АИР-10».

4 - Датчик давления типа «Сапфир».

5 - Блок питания датчиков.

6 - Пульт управления стендом.

7 - Многоканальный регистрирующий прибор «ТМ5103».

8 - Устройство регулирования температуры.

9 - Датчик температуры типа «ТСМУ 0104».

10 - Датчик температуры типа «Метран».

На стенде все датчики питаются от единого блока питания 5 и подключены через соответствующие тумблеры к входам многоканального вторичного регистрирующего прибора 7.

Установка давления на оба соответствующих датчика производится нагрузочным винтом гидроцилиндра 1, а установка необходимой температуры на входе соответствующих датчиков производится нагревателем, в полости которого находятся чувствительные элементы датчиков температуры.

Величина самой температуры задается регулятором тока 8, подаваемым на нагреватель.

Группа датчиков температуры расположена в правой части стенда. На рис. 6 показан общий вид установки датчиков температуры на панели стенда.

Как и в предыдущем случае, на стенде датчики температуры 3 и 4

подсоединены к одному нагревательному элементу 5, температура нагрева

которого регулируется силой тока нагревателя через устройство 2. Показания

обоих датчиков (как и датчиков давления) регистрируются на многоканальном

цифровом индикаторе 1.

Рис. 6. Расположение датчиков температуры на панели стенда

Один из этих датчиков 3 типа «ТСМУ 0104» (предел измерения 0 -50°С) серийно выпускается научно-производственным предприятием «ЭЛЕМЕР». Второй датчик 4 - это датчик старого образца марки «МЕТРАН 200Т» (предел измерения 0 - 150"С ).

Принцип работы этих датчиков одинаков и основан на использовании в качестве чувствительного элемента термосопротивления «ТС», сопротивление которого электрическому току пропорционально температуре его нагрева.

Оба датчика температуры состоят из первичного преобразователя (термосоиротивления), помещенного в герметичную трубку, которая подвержена нагреву, и электронного блока, формирующего выходной сигнал датчика. Структура электронной схемы датчика «МЕТРАН» показана на рис. 7.

Как и в датчике «САПФИР», в датчике «МЕТРАН» чувствительный

элемент «ТС» включен в схему делителя стабилизированного напряжения через усилитель мощности. Величина сопротивления элемента «ТС» определяет величину потенциала в точке 3 электронной схемы. Этот потенциал суммируется с сигналом обратной связи, снимаемого с выхода усилителя и корректируемого регулятором тока «РТ1». На вход сумматора термосопротивлением R4 также подается сигнал температурной коррекции характеристики усилителя. Балансировка нуля в точке 3 делителя напряжения производится через сопротивление R3.

С выхода усилителя на регулятор тока «РТ2» подается сигнал, пропорциональный температуре нагрева чувствительного элемента. Таким образом, выходной токовый сигнал датчика «МЕТРАН» формируется на регуляторе тока, сопротивление которого электрическому току меняется в зависимости от потенциала в точке 3 делителя напряжения.

Рис. 7. Структура электронной схемы датчика «МЕТРАН»

Структура электронной схемы датчика «ТСМУ 0104» показана на рис. 8. Отличительной особенностью этой схемы является то, что делитель напряжения состоит из двух терморезисторов «ТС1» и «ТС2», каждый и которых имеет свой номинал сопротивления и подключается в схему через переключатель «Ш». Кроме того, в схему делителя напряжения переключателем «Ш» могут быть включены в различной комбинации сопротивления Rl, R2, R3, R4, R5. Это позволяет изменять диапазон температур, которые может зафиксировать данный датчик.

Термометр многоканальный типа ТМ 5203 предназначен для контроля (индикации) температуры или других неэлектрических параметров, поступающих с датчиков в виде сигналов постоянного тока или напряжения.

Термометр многоканальный является многофункциональным микропроцессорным

прибором, который может быть использован как индикатор сигнала, так и средством для передачи сигналов в компьютерных информационных сетях.

Измерительные каналы этого термометра могут быть сконфигурированы для токовых сигналов на следующие диапазоны: 0...5 мА, 0...20 мА и 4...20 мА.

Входные сигналы на этот термометр могут быть поданы с термосопротивлений

или тензосопротивлений. Термометр многоканальный может быть использован для управления релейными элементами, входящими в его структуру.

Термометр многоканальный состоит из встроенного блока питания, восьмиканальных, гальванически развязанных усилителей сигнала и встроенных фильтров на каждый канал, аналого-цифрового преобразователя, микропроцессорного блока управления и цифровой индикации с клавиатурой управления, восьми исполнительных реле, клеммных соединителей и модуля интерфейса.

Блок питания прибора обеспечивает стабилизированным напряжением восемь канальных усилителей. Каждый из каналов защищен фильтром от помех.

Аналого-цифровой преобразователь преобразует входной аналоговый сигнал в цифровой код, поступающий на модуль индикации и в микропроцессорный модуль.

Модуль индикации и клавиатуры обеспечивает выдачу информации через цифровые индикаторы. На лицевой панели прибора расположен четырехразрядный цифровой индикатор (основное табло), предназначенный для отображения измеряемой величины или вводимой уставки.

Ниже основного табло расположен одноразрядный индикатор для отображения номера активного канала. Для выбора этого канала используются клавиши «V», « V « ,расположенные за этим индикатором. На следующем уровне лицевой панели прибора расположена клавиша «>«, позволяющая выбрать один из четырех возможных режимов работы прибора.

Каждый из этих режимов высвечивается после его выбора.

На первом режиме производится циклический, последовательный просмотр измерений по всем каналам. Время просмотра на отдельном канале предустанавливается. На втором режиме постоянно производятся измерения только на выбранном канале. На третьем и четвертом режимах просматриваются уставки соответственно типа 1 или 2.

Микропроцессорный блок управления предназначен для выполнения следующих функций: расчет по данным АЦП измеряемой величины и пересылка ее на индикатор; управление модулем индикации и клавиатурой;

управление модулем интерфейса; управление работой коммутируемых реле.

На самом нижнем уровне лицевой панели прибора расположены индикаторы

коммутируемых реле, которые загораются только тогда, когда конкретное реле включается микропроцессором в работу.

При возникновении каких-либо сбоев в работе многоканального термометра на основном табло появляются сообщения об ошибке,которые могут быть следующими:

«Егг0», «Егг 1», «Егг 4»- ошибка во внутренней памяти прибора;

«Егг 2»- неправильно установлен сетевой номер;

«Егг 5»- нет включенных каналов;

«-OU-» - переполнение. На вход измеряемого канала подан сигнал

больше допустимого;

«-AL-» - обрыв датчика;

«—» - число, которое невозможно вывести на индикатор. Нужно уменьшить число знаков после запятой.

В случае возникновения этих ошибок микропроцессор автоматически присваивает номер прибора «О». После устранения причины ошибки номер прибора восстанавливается.

Многоканальный термометр на стенде установлен на величину токового сигнала, который должен колебаться в пределах от 4 до 20 мА. Если сигнал выходит за пределы этого диапазона, то прибор указывает на перегрузку соответствующей «ошибкой».

Выполнение работы