Тема 9. Системы телемеханики

Общие сведения о системах телемеханики. Назначение и область применения отдельных видов систем телемеханики.

Телеизмерительные системы (ТИ). Блок-схема системы телеизмерения. Виды систем телеизмерения. Каналы связи. Системы телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС). Многопроводные и малопроводные ТУ-ТС. Неэлектрические (гидравлические, пневматические) усилители, описание и схемы пневматических и электропневматических преобра­зователей физических величин в стандартный пневматический выходной сигнал.

Методические указания

Перед изучением материала данной темы необходимо повторить мате­риал темы 1, где рассматривались структурные функциональные схемы телемеханики. Следует обратить внимание на то, что системы телемеха­ники по выполняемым функциям идентичны системам автоматики, но имеют дополнительно включенные линии связи, приемники и передатчики.

Изучая вопросы телеизмерения, нужно уяснить принципиальную раз­ницу между системами интенсивности и системами с модулированными сигналами.

Системы телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС).

Вопросы для самопроверки

1. Какова область применения телемеханики?

2. Как классифицируются телемеханические устройства по выполняе­мым функциям?

3. Объясните принцип действия небалансной токовой системы телеизмерения,

4. На какие предельные расстояния возможна передача сигналов в телеизмерительных системах интенсивности?

5. На каком принципе основано действие балансных телеизмеритель­ных систем?

 

Литература:

 

1. Александровская.Н. «Автоматика»,М.: «Издательский центр «Академия», 2011г.

2. Гинзбург С.А., Лехтман И.Я., Малов B.C. Основы автоматики и телемеханики. "Энергия", 1968.

3. Кацман М.М., Юферов Ф.М. «Электрические машины автоматических систем», М.: «Высшая школа» 1990г.

4. Квартин М.И. «Электромеханические и магнитные устройства автоматики и их расчет», М.: «Высшая школа». 1973г.

5. Лавренцов В.Д. Основы автоматики, вычислительной техники и радиотелеметрии. "Машиностроение", 1977.

6. Стрыгин В.В. Автоматика и вычислительная техника. "Высшая школа", 1977.

7. Шандров Б.В., шапарин А.А., Чудаков А.Д. «Автоматизация производства», М.: ИРПО «Издательский центр «Академия», 2002г.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Контрольная работа должна быть выполнена в соответствии с вариантом; самостоятельная замена одного варианта другим недопустима.

2. Работу выполнять в тетради с полями для замечаний преподава­теля, в конце работы оставлять 1-2 страницы для рецензии.

3. Ответы на вопросы должны сопровождаться схемами или эскизами, выполненными согласно ГОСТ.

4. Решение задач выполнять в общем виде с последующей подстанов­кой числовых данных в расчетные формулы

5. В ответах на вопросы указать использованную литературу.

 

ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Каждый обучающийся выполняет вариант контрольной работы согласно последней цифре зачетной книжки.

 

Последняя цифра шифра
Варианты

 

Порядок выполнения контрольной работы определяется учебным планом.

 

Вариант I

1. Тензометрические датчики; устройство, принцип действия область применения.

2. Конструктивное выполнение цифровых индикаторов (указателей).

3. Каналы связи в системах телемеханики.

Задача.

Определить коэффициент усиления по мощности магнитного усилителя с внешней обратной связью при следующих данных:

а) число витков рабочей обмотки Wp = 1000;

б) число витков обмотки управления Wy= 1600;

в) число витков обмотки обратной связи Wo.c= 600

г) коэффициент усиления по напряжению без обратной связи К_и =1,5.

 

Вариант 2

1. Феррорезонансный стабилизатор напряжения; схема, принцип действия, преимущества, недостатки.

2. Виды и особенности систем автоматической сигнализации. Приведите схему одного из видов сигнализации.

3. Телеизмерительные системы интенсивности; принцип действия, область применения.

Задача.

Определить время срабатывания и время отпускания

электромагнитного реле при следующих данных:

а) напряжение питания реле U = 24 В;

б) сопротивление обмотки R=1000 Ом;

в) индуктивность катушки L = 22 Гн, при притянутом якоре L1= 4,5 Гн;

г) ток срабатывания реле Icp = 6 мА; ток возвратa Iвр = 5,2 мА.

 

Вариант 3

1. Емкостные датчики; принцип действия, конструктивные особен­ности, область применения.

2. Нарисуйте схему и поясните работу фотоэлектронного реле, реагирующего на темноту.

3. Приведите типовую функциональную блок-схему автоматической системы регулирования и объясните назначение отдельных блоков

 

Задача.

Определить общую длину потенциометрического датчика со средней точкой, общее сопротивление, число витков при следующих данных:

а) напряжение источника постоянного тока U = 24 В;

б) при минимальном перемещении Δ L= 0,8 мм

требуемое изменение напряжения Δ U = 0,5 В;

в) в качестве обмоточного провода выбран константан диаметром d = 0,15 мм о допустимой плотностью тока j= 3^А/мм2.

Построить характеристику датчика (зависимость выходного напряжения от положения движка).

 

 

Вариант 4

1. Электромашинный усилитель с поперечным полем; принцип действия, конструктивные особенности, назначение компенсационной обмотки.

2. Небалансная дистанционная передача угла на постоянном токе; схема, принцип действия.

3. Объясните принципы регулирования по отклонению и по возмущению, приведите примеры.

Задача.

Определить статический, динамический и относительный коэффициент преобразования элемента, если известно, что при измене­нии входного сигнала с 12 мА до 14 мА выходной сигнал соответственно изменился о 600 мА до 700 мА.

 

Вариант 5

1. Индуктивные датчики; принцип действия, область применения. Приведите пример выполнения индуктивного датчика с переменным зазо­ром.

2. Обратные связи в магнитных усилителях; назначение и осуществ­ление обратной связи, характеристика МУ с обратной связью.

3. Частотные телеизмерительные системы переменного тока; прин­цип действия, конструктивное выполнение передающих и приемных устройств при частотном телеизмерении.

Задача.

Определить термо-ЭДС на концах термопары хромель- копель при температуре 500°С, если термо-ЭДС хромеля в паре с плати­ной (при t1 = 100°С - рабочие концы и t2 = 0°С - свободные концы) равно + 2,95 мВ, а копеля - 4,0 мВ. Поправкой на температу­ру свободного конца пренебречь.

 

 

Вариант 6

1. Пневматические исполнительные устройства; область примене­ния. Приведите схему и объясните действие мембранного исполнитель­ного механизма.

2. Нереверсивный дроссельный магнитный усилитель; схема, прин­цип действия, основные соотношения, характеристика управления.

3. Приведите пример статического (пропорционального) регулятора. Перечислите характерные особенности статического регулирования.

Задача.

Определить, каково должно быть напряжение питания электромагнитного реле, если известно, что:

а) время срабатывания реле не должно превышать 10 мс;

б) ток срабатывания реле 8 мА;

в) активное сопротивление обмотки - R = 900 Ом;

г) индуктивность обмотки реле L = 20 Гн.

 

 

Вариант 7

1. Приведите пример бесконтактного электронного реле, объясните принцип действия, дайте сравнительную характеристику по отношению к электромагнитным реле.

2. Автоматические измерительные системы с цифровым отсчетом; способы построения кодов, область применения этих систем.

3. Интегрирующее и дифференцирующее звенья в автоматических системах регулирования; уравнения звеньев, статические и переходные характеристики, примеры звеньев.

 

Задача.

Построить характеристику управления магнитного усилителя при следующих данных:

а) питающее напряжение U = 220 В с частотой f=50 Гц;

б) сопротивление нагрузки Rн=200 Ом;

в) ток холостого хода Ixx=31мА;

г) при подмагничивании напряжением Uупр= 10; 20;30; 40В

индуктивность обмотки соответственно равна

L= 12; 4,9; 2,1; 1,6 Гн

 

 

Вариант 8

1. Поляризованное реле; устройство, принцип действия.

2. Небалансные системы автоматического измерения; принцип действия, область применения. Приведите пример небалансной измери­тельной системы.

3. Сравните между собой электродвигатели постоянного и переменного тока. В чем их конструктивная особенность и разница в механичес­ких характеристиках?

Задача.

Определить динамический и относительный коэффициенты чувствительности проволочного тензодатчика, если при изменении дли­ны проволоки с 300 мм до 300,3 мм сопротивление соответственно изменялось с 450 Ом до 450,85 Ом.

 

Вариант 9

1. Приведите блок-схему системы автоматического регулирования, укажите назначение отдельных блоков и их взаимосвязь.

2. Синхронизирующий момент в сельсинной системе передачи угла. Квк он возникает, от чего зависит?

3. Следящие системы, общая характеристика и принцип построения. Основные параметры следящих систем. Основные элементы следящих систем.

 

Задача.

Определить коэффициент усиления магнитного усилителя по мощности при напряжении управления (подмагничивания) Uy=30В,

если известно, что:

в) напряжение питания U= 220 В, f = 50 Гц;

б) сопротивление нагрузки Rн = 400 Ом;

в) индуктивность обмотки при Uу= 0 В L0 = 62 Гн.; при Uy = 30В

L =2,3Гн (активным сопротивлением обмотки пренебречь);

г) сопротивление цепи управления Ry = 600 Ом.

 

Вариант 10

1. Термоэлектрические датчики; конструкция термопар, принцип действия, область применения.

2. Реверсивный (двухтактный) магнитный усилитель; схема, принцип действия, характеристика управления.

3. Дать понятие о качестве регулирования. Пути увеличения устойчивости и улучшения качества процесса регулирования.

Задача.

Какова будет выходная мощность электромашинного усилителя с поперечным магнитным полем, если входная мощность 2,3 Вт, коэффициент усиления первого каскада К1= 180, второго каскада К2=120?