Исследование однотактного потенциометрического датчика.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Требования по ТБ и содержание отчёта.

2. Лабораторная работа 1. Исследование потенциометрических

датчиков. (2 час.)

3. Лабораторная работа 2. Исследование дифференциального

трансформаторного датчика. (2 час.)

4. Лабораторная работа 3. Исследование термо и фотодатчиков.

(2 час.)

5. Лабораторная работа 4. Исследование сельсинов. (2 час.)

6. Лабораторная работа 5. Исследование электромагнитных реле

постоянного и переменного тока. (2 час.)

7. Лабораторная работа 6. Исследование реле скорости. (2 час.)

8. Лабораторная работа 7. Исследование элементов автоматической

защиты и сигнализации. (2 час.)

9. Лабораторная работа 8. Исследование электронного реле времени.

(2 час.)

10. Лабораторная работа 9 и 10. Исследование логических элементов

и цифрового реле на счетчике. (4 час.)

11.Лабораторная работа 11 и 12. Исследование простейшего магнитного

усилителя и магнитного усилителя с обратной связью. (4 час.)

12. Лабораторная работа 13. Исследование операционных усилителей

. (2 час.)

13. Практическая работа 1. Решение уравнений с помощью

решающих (операционных) усилителей. (2 час.)

14. Лабораторная работа 14. Исследование типовых динамических

звеньев. (2 час.)

15. Практическая работа 2. Построение и расчет структурных схем

САУ на основе динамических звеньев. (2 час.)

16. Лабораторная работа 15. Изучение устройства и работы

электромагнитного тормоза с порошковой муфтой. (2 час.)

17. Лабораторная работа 16. Исследование следящей системы

температуры. (2 час.)

18. Практическая работа 3. Расчет надежности автоматических

систем. (4 час.)

19. Литература и нормативно-технический документ.

Требования по технике безопасности:

1. К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности и расписавшиеся об этом в специальном журнале.

2. При проведении лабораторных работ все соединения и подключения выполнять строго в соответствии с прилагаемой методикой.

3. Собранную схему включать только после проверки и с разрешения преподавателя или заведующего лабораторией.

4. При подключении измерительных приборов и других блоков соблюдать
указанную полярность.

5. Не изменять схему и не разбирать при подключенном напряжении питания.

6.. Не оставлять стенд включенным под перегрузкой на длительное время.

7. Не оставлять включенный стенд без присмотра.

8. Соблюдать указанные пределы измерения приборов.

9. Во время работы не касаться руками открытых контактов.

10. При появлении запаха гари или дыма немедленно обесточить стенд.

 

Отчет должен содержать:

 

1. Наименование и цель работы.

2. Приборы и оборудование.

3. Схемы исследования.

4. Таблицы с данными измерений.

5. Графики по результатам измерений.

6. Результаты расчетов по данным измерений.

7. Выводы по полученным результатам исследования.

 

Лабораторная работа 1: Исследование потенциометрических датчиков.

 

Цель:

-Закрепить теоретические знания по принципу действия потенциометрических датчиков;

- снять статические характеристики для разных схем включения этих датчиков;

- сделать вывод об особенностях каждой схемы.

 

Используемые приборы:

 

1. Комбинированный прибор М92.

2. Переменный резистор ППБ – 50Г.

3. Двойные провода – 2 шт.

4. Одинарные провода – 4 шт.

 

Теоретическая часть:

Потенциометрический датчик представляет собой каркас из изоляционного материала с нанесенной на него намоткой из высокоомной проволоки, по поверхности которой перемещается подвижный контакт. Этот контакт может быть выполнен в виде щетки или движка, который имеет механическую связь с контролируемым объектом. Если объект переместится, то это перемещение будет повторяться щеткой датчика, что приведет к изменению активного сопротивления в цепи, с которого снимается выходное напряжение.

 

Это напряжение может быть зафиксировано с помощью вольтметра, шкала которого проградуирована в единицах перемещения, но чтобы это выполнить, необходимо знать зависимость выходного напряжения датчика от перемещения его щетки, т.е. его статическую характеристику. Вид этой характеристики зависит от способа включения датчика в электрическую схему. Различают два способа включения потенциометрических датчиков:

n однотактная (нереверсивная) схема включения;

n двухтактная (реверсивная) схема включения.

 

Эти схемы отличаются разным расположением начальной точки отсчета перемещения. У реверсивной схемы, как правило, имеется средняя точка, относительно которой задается перемещение. За счет этого в этих схемах достигается чувствительность датчика к направлению перемещения щетки, а значит, и объекта, за перемещением которого ведется контроль с помощью этого датчика. Реакция датчика на сторону перемещения отражается на его статической характеристике.

 

В данной лабораторной работе предлагается исследовать нереверсивную и реверсивную схемы включения потенциометрических датчиков и снять их статические характеристики, по которым и требуется самостоятельно сделать вывод об особенностях каждой из исследуемых схем.

 

Порядок выполнения работы:

 

Исследование однотактного потенциометрического датчика.

1.1.К резистору Rр, размещенному на лабораторном стенде, к гнездам 1-2, подключить постоянное напряжение 20В.

1.2.Комбинированный прибор подключить к гнездам 3-4 на пределе измерения 20 В.

1.3.Включить тумблер «Сеть».

1.4.Поворачивая рукоятку Х потенциометра Rр, через каждые 30 делений фиксировать по прибору выходное напряжение.

1.5.Результаты наблюдений занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Х дел. 0 30 60 90 …… 300

Uвых.В

 

1.6.Выключить тумблер «Сеть».

1.7.По данным таблицы построить статическую характеристику исследуемого датчика.

1.8.По полученной характеристике сделать вывод о работе датчика.

 

 

Исследование фотодатчика.

1.1.Ознакомиться с блоком 1, сектором А2.

1.2.К резистору Rр, размещенному на стенде, подключить постоянное напряжение 20В.

1.3.Регулируемое напряжение, снимаемое с Rр (гнезда 3-4), двойным проводом подключить к гнездам Х1-Х2 осветительной лампы (блок 1, А2).

1.4.К этим же гнездам Х1-Х2 подключить прибор М92А на пределе измерения 20В—для контроля напряжения освещения.

1.5.К гнездам Х3-Х4 фотодиода подключить второй прибор М92А на пределе измерения 2В—для измерения фотоэдс.

1.6.Включить тумблер «Сеть».

1.7.Перемещая ручку Хмм, менять освещенность лампы HL1(что можно визуально наблюдать в окошечке).

1.8.Через каждые 2В напряжения освещения определять величину фотоэдс. Результаты занести в таблицу 1.

 

Таблица 1.

U осв. В 0 2 4 ……….. 18

Еф В

 

1.9.Выключить тумблер «Сеть» и разобрать схему.

1.10.По данным таблицы построить характеристику фотодатчика

Еф= f(Uосв).

 

Исследование термодатчика.

2.1.Ознакомиться с блоком 1, сектором А3.

2.2.К гнездам Х1-Х2 нагревательного элемента подключить переменное напряжение 24В.

2.3.К гнездам Х3-Х4 термопары двойным проводом выполнить параллельное подключение прибора М92А (на пределе измерения 200мВ) и магнитоэлектрического вольтметра (с температурной шкалой 0-600°С).

Следить за полярностью!

2.4.Сделать заготовку для таблицы результатов—нагрев происходит очень быстро.

 

Таблица 2.

Т °С 0 20 40 300

Ет мВ

 

2.5.Включить тумблер «Сеть»

2.6.Наблюдая по магнитоэлектрическому «термометру» за повышением температуры, фиксировать по цифровому прибору значения термоэдс через каждые 20°.

2.7.Результаты измерений занести в таблицу 2.

2.8.Выключить тумблер «Сеть» и разобрать схему.

2.9.По данным таблицы 2 построить градуировочную характеристику термопары: Ет=f(Т).

2.10.Ответить на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы:

1.Каково назначение датчиков?

2.Для чего можно использовать фото и термодатчики?

3.Есть ли что-то общее между этими датчиками?

4.К каким датчикам по принципу действия относятся фото и термодатчики?

5.Чем отличаются исследуемые датчики от потенциометрических датчиков?

6.Что такое чувствительность датчика?

7.Каким образом ее можно определить во время лабораторной работы?

8.В чем отличие применения градусника и термодатчика?

9.Что такое статическая характеристика датчика?

10.Для чего необходимо знать статическую характеристику датчиков?

 

 

Лабораторная работа 4: Исследование сельсинов.

 

Цель работы: -Закрепить теоретические знания по принципу действия сельсинов и снять характеристики основных режимов работы сельсинов;

- Сделать вывод об особенностях каждого режима работы сельсинов.

 

Используемые приборы:

1. Сельсины БД 1404 НА.

2. Линии связи.

3. Комбинированный прибор М92.

4. Провода: одинарные- 10шт; двойные- 2шт.

 

 

Теоретическая часть:

Сельсинные датчики - применяются для измерения угла рассогласования двух осей.

Сельсин по конструкции напоминает трехфазный синхронный генератор. На роторе у него располагается однофазная обмотка с контактными кольцами и щетками, а на статоре -трехфазная, либо наоборот. Есть также бесконтактные сельсины, у которых обе обмотки располагаются на статоре, а магнитопровод ротора имеет специальную конструкцию.

Если роторы обоих сельсинов подключить параллельно к общему источнику питания, а статорные обмотки соединить, то получится индикаторный режим работы сельсинов (рис. 1). Он применяется для дистанционной передачи угловых перемещений. Сельсин, у которого ось ротора механически связана с вращением контролируемого вала, называется сельсином-датчиком (СД). А второй -- сельсин- приемником СП, и если на его ось поместить индикаторную стрелку, то можно контролировать передаваемый угол. Если углы поворота роторов СД и СП одинаковы- то это положение будет согласованным. Тогда ЭДС в одноименных статорных обмотках будут одинаковыми, токи в линиях связи протекать не будут и ротор СП будет неподвижен. А если ротор СД повернуть на какой- либо другой угол, то на концах линий связи образуется разность потенциалов и тогда по линиям связи и статорным обмоткам будут протекать уравнительные токи. Под действием этих токов в статорах СД и СП будут действовать магнитные потоки Ф_рез- результирующие трех потоков_. А при взаимодействии Ф_рез и Ф_в в СП образуется вращающий момент, который повернет его ротор на угол, равный заданному, при этом сельсины снова вернутся в согласованное состояние. Этот вращающий момент называют моментом синхронизации, его появление заставляет сельсины самосинхронизироваться.

Схема включения сельсинов в трансформаторном режиме показана на рис2. Однофазная обмотка СД подключается к сети переменного тока. Другой сельсин называется сельсином- трансформатором (СТ). С его однофазной обмотки снимается выходное напряжение. Под действием напряжения сети однофазной обмотки СД создается ток i, который наводится в витках трехфазной обмотки электродвижущие силы e₁, e_2, e_3.

Эти ЭДС наводят токи i_1, i_2, i₃ в фазах системы, которые создают в СТ магнитный поток Ф. Если ось однофазной обмотки СТ перпендикулярна магнитному потоку Ф, то потокосцепление с этой обмоткой равно нулю, ЭДС в ней не наводится и U_вых.= 0.

Положение роторов сельсинов, при котором U_вых.= 0, называется согласованным.

При повороте ротора СД от согласованного положения на угол 0 изменяется взаимная индуктивность между одно- и трехфазной обмотками СД, изменяются амплитуды электродвижущих сил e₁, e_2, e₃ и амплитуды токов i_1, i_2, i_3, что приводит к повороту потока СТ.

Возникает потокосцепление с витками однофазной обмотки СТ, в ней наводится ЭДС, за счет которой появляется выходное напряжение с частотой питающей сети и с амплитудой U_вых.=U_макс sin θ, где U_макс- максимальная амплитуда выходного напряжения; θ - угол рассогласования.

При повороте ротора СД в другую сторону от согласованного положения угол Θ будет

отрицательным. При этом фаза U_вых изменится на 180⁰. Таким образом, по амплитуде выходного напряжения можно определить величину Θ,а по фазе- знак угла Θ.

 

 

Порядок выполнения работы:

Теоретическая часть

Реле – это электрический аппарат, в котором при изменении входной (управляющей) величины X происходит автоматически скачкообразное изменение выходной (управляемой) величины Y. Из двух величин хотя бы одна должна быть электрической.

Реле – наиболее распространённый электрический аппарат, применяемый практически в большинстве систем автоматического управления. Функции, выполняемые реле, и их конструкции чрезвычайно разнообразны. Характерные признаки реле позволяют классифицировать их по следующим факторам: по принципу действия (электромагнитные, магнитоэлектрические, электронные); по способу коммутации (контактные, бесконтактные); по назначению (управления, защиты, автоматизации); по характеру входной величины (электрические, оптические, тепловые, акустические, механические).

Электромагнитные реле благодаря простому принципу действия и надёжности получили широкое применение в системах автоматики, а также в схемах защиты энергосистем.

Электромагнитным реле называют реле, у которого контакты перемещаются при притягивании якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого протекает ток.

Основными параметрами электромагнитных реле являются:

Ток срабатывания I_ср – это такое значение тока в катушке реле, при котором оно срабатывает, т.е. его контакты переходят из исходного в другое состояние (замыкаются или размыкаются);

Рабочий ток I_р – это такое значение тока в катушке реле, при котором обеспечивается заданное нажатие контактов, т.е. минимальное переходное сопротивление между контактами;

Ток отпускания I_отп – это такое значение тока в катушке реле, при котором магнитный поток недостаточен для удержания якоря и контакты возвращаются в исходное состояние.

Реле постоянного тока являются наиболее распространённым видом электромагнитных реле. Это объясняется сравнительно простой конструкцией реле и значительным коэффициентом усиления K_y. На практике наиболее часто применяются электромагнитные реле с поворотным и втяжным якорем.

При выборе материала для магнитной системы учитывают требования, предъявляемые реле, что определяется его назначением и стоимостью. Различают два основных вида магнитопровода: сплошной и шихтованный. Как правило, реле постоянного тока имеют магнитопровод из сплошного материала, а реле переменного – из шихтованного.

 

Порядок выполнения работы:

 

Исследование реле №1.

1.1.Ручка АТ в положении 0. Тумблер ЛАТР выключен.

1.2.Переключатель «Работа №»—в положении 1.

1.3.Гнезда лабораторного стенда «ЛАТР: выход 0…250В» соединить с клеммами макета «РЕЛЕ» номер1.

1.4.Эти же гнезда соединить с вольтметром переменного тока с пределом измерения 250В.

1.5.Вилку макета включить в сеть «220В».

1.6.Нажать кнопку «Вкл» лабораторного стенда, при этом должны загореться лампочки контроля наличия питания А, В, С.

1.7.Включить тумблер ЛАТР.

1.8.Медленно поворачивая ручку АТ, следить за состоянием реле и показаниями вольтметра.

1.9.По загоранию лампочки на макете «РЕЛЕ» судить о срабатывании реле и зафиксировать величину напряжения срабатывания.

1.10.Уменьшая напряжение, подаваемое на реле, следить за его состоянием и зафиксировать величину напряжения отпускания.

1.11.Измеренные данные занести в таблицу.

1.12.Выключить тумблер ЛАТР, ручку АТ—в положение 0, нажать кнопку «Выкл».

 

 

Исследование реле №2.

 

2.1.Переключатель «Работа №» поставить в положение 2.

2.2.Гнезда лабораторного стенда «ЛАТР: выход 0…250В» соединить с клеммами макета «РЕЛЕ» номер 2.

2.3.Повторить п.п.1.6-1.12.

 

Исследование реле №3.

3.1.Переключатель «Работа№» поставить в положение 3.

3.2.Гнезда «ЛАТР: выход 0…250В» соединить с гнездами «~ Вход» выпрямителя1 (его тумблер—в положении «выкл»).

3.3.Гнезда + выхода «Выпр.1» соединить с вольтметром постоянного тока с пределом измерения 150В и одновременно с клеммами макета «РЕЛЕ» номер 3, соблюдая при этом полярность напряжения питания.

3.4.Включить кнопку «Вкл» на лабораторном стенде.

3.5.Включить тумблер ЛАТР.

3.6.Включить тумблер «Выпр.1».

3.7.Повторить п.п.1.8.-1.12.

 

 

Исследование реле№4.

4.1.Переключатель «Работа№» поставить в положение 4.

4.2.Подключить вольтметр постоянного тока с пределом измерения 30В.

4.3.Повторить п.п.3.4.-3.7.

4.4.По полученным результатам измерений построить статические характеристики исследуемых реле для Iн=10А.

 

 

Таблица результатов измерений:

 

	Реле №1 переменного тока	Реле №2 переменного тока	Реле №3 постоянного тока	Реле №4 постоянного тока
Uсраб., В
Uотп., В

 

Рис. 8. Схема исследования электромагнитного реле

Контрольные вопросы:

1. Для чего используется реле?

2. Почему исследуемые реле называются электромагнитными?

3. По какой части реле протекает ток отпускания?

4. Какой ток у реле больше: ток срабатывания или ток отпускания? И почему?

5. Что такое «вибрация якоря» и когда она возникает?

6. Чем отличается нейтральное реле от поляризованного?

7. Какое из этих реле обладает большей чувствительностью и почему?

8. О чём говорит ширина статической характеристики реле?

9. Когда возникает искрение контактов реле и почему?

10. Может ли реле постоянного тока управлять работой двигателя переменного тока?

 

 

Лабораторная работа 6: Исследование реле скорости.

Цель: Познакомиться с разными схемами включения реле скорости, исследовать и сравнить их работу.

 

Используемые приборы:

1. Электрический двигатель переменного тока с прозрачным диском-нагрузкой
на оси.

2. Два электрических счетчика.

3. Индукционный датчик.

4. Герконовое реле.

Теоретическая часть:

Реле скорости предназначены для коммутации (замыкания и размыкания) электрической цепи с частотой, пропорциональной измеряемой скорости.

Реле скорости могут быть построены на различных элементах. В данной лабораторной работе будут исследованы схемы измерения скорости на индукционном датчике и герконе.

Индукционный датчик предназначен для преобразования линейных или угловых перемещений в электрический сигнал.

Принцип действия индукционного датчика основан на изменении взаимоиндукции между двумя системами обмоток при перемещении подвижного якоря.

Этот датчик имеет первичную обмотку, на которую подается переменное напряжение питания и вторичную обмотку, в которой наводится переменная э.д.с. при пересечении этой обмотки магнитным потоком, образованным первичной обмоткой. Величина наведенной э.д.с. зависит от величины потока, а он, в свою очередь, зависит от положения сердечника. В исследуемом датчике сердечник закреплен на подвижном диске и может вращаться двигателем с определенной скоростью или его можно перемещать вручную. Образованные при этом во вторичной обмотке э.д.с. могут быть подсчитаны с помощью счетчика. Количество этих э.д.с. в единицу времени - это и есть скорость.

Геркон - это безъякорное электромагнитное реле, оно представляет собой стеклянную колбочку, в которую впаяны пружины из магнитомягкого материала (пермаллоя). Эти же пружины выполняют роль контактов, которые будут замыкаться, если на них будет действовать магнитное поле. Если геркон включить в электрическую цепь, то при замыкании его контактов по цепи будет протекать ток. В исследуемой схеме магнитное поле образуется постоянным магнитом, который закреплен на подвижном диске и при его вращении контакты геркона то -замыкаются, то - размыкаются. Число замыканий также может быть подсчитано счетчиком.

Порядок выполнения работы:

1. Исходное состояние схемы: тумблер «Напряжение питания» выключен,
тумблер «Выбор схемы» - в среднем положении.

2.Черными кнопками на счетчиках установить их показания на 0.

3. Перевести тумблер «Выбор схемы» в положение «Индукционный датчик».

4. Засечь время и включить тумблер «Напряжение питания».

5. Следить за изменениями показаний счетчика в течение 5 минут, после чего
выключить напряжение.

6. Показания счетчика записать в отчет.

7. Перевести тумблер «Выбор схемы» в положение «Геркон».

8. Повторить пункты 3, 4, 5 для этого положения схемы.

9. Пользуясь полученными данными, рассчитать скорость вращения диска в
оборотах в минуту.

10. Сравнить полученные результаты расчетов и сделать вывод о точности измерения скорости вращения, полученной разными способами.

11. Выключить тумблер «Напряжение питания».

Тип датчика	Число оборотов, N	Время,t	Скорость, W
“Геркон”
“Индукционный”

 

Рис. 9. Принципиальная схема исследования реле скорости

Контрольные вопросы:

1. Почему исследуемый датчик называется индукционным?

2. От чего зависит частота выходной э.д.с. у этого датчика?

3. Почему этот датчик стало возможным использовать как «реле скорости»?

4. От чего зависит положение контактов у геркона?

5. Почему геркон стало возможным использовать как «реле скорости»?

6. Чем объяснить разницу в показаниях счетчиков в цепях индукционного
датчика и геркона?

7. Показать цепи протекания токов при исследовании реле скорости при разных положениях SА2.

 

Лабораторная работа 7: Исследование элементов автоматической защиты и сигнализации.

Цель: Закрепить знания о работе различных типов реле, научиться читать сложные коммутационные схемы и объяснять взаимодействие элементов этих схем.

 

Используемые приборы:

1.Диодный мост.

2.Амперметр Э421 с пределом измерений от 0 до 3 ампер.

3.Реле электромагнитное ПЭ-20УЗ.

4.Реле тока РТ40/0,2У4.

5.Реле указательное РУ-24.

6.Реле времени ЭВ 132У4.

 

Теоретическая часть:

Технологические процессы современных химических производств характеризуются оптимальными значениями параметров, во многих случаях приближающимися к критическим значениям. В ряде случаев даже небольшие отклонения параметров от их оптимальных значений могут соответственно снизить эффективность функционирования установки и даже привести к аварийной ситуации. В связи с этим при проектировании и эксплуатации промышленных установок большое значение придают вопросам обеспечения контроля за ходом технологического процесса.

Надежность и достоверность технологического контроля в значительной степени определяется применяемыми системами и устройствами технологической сигнализации, защиты и блокировки.

Устройства аварийно - предупредительной сигнализации позволяют фиксировать критическое отклонение контролируемого технологического параметра и тем самым предупреждать развитие предаварийной ситуации в аварийную.

Устройства противоаварийной защиты позволяют своевременно обнаруживать аварийные ситуации и автоматически принимать оперативные меры по предотвращению аварий.

В качестве элементов автоматической защиты на практике широко применяются различные типы реле. Электрические реле предназначены для автоматической коммутации электрических цепей под действием управляющего сигнала, который подается на обмотку этого реле.

Реле своими контактами могут замыкать или размыкать различные электрические цепи, причем это происходит только тогда, когда управляющий ток достигнет определенного значения, который называется током срабатывания. Одно и то же реле может управлять сразу несколькими цепями, это зависит от числа пар контактов, которое оно имеет.

Наряду с обычными реле существуют реле времени, которые также выполняют автоматическую коммутацию электрических цепей, но с некоторой задержкой во времени, которая определяется параметрами этого реле.

В исследуемой схеме применены четыре разных типа реле, каждое из них выполняет свою функцию. Токовое реле К4 включено в цепь нагрузки, роль которой выполняет лампочка НL2, и если ток, протекающий по нагрузке не превышает допустимого значения, то К4 не срабатывает и его контакты остаются в исходном разомкнутом состоянии. Если же ток в нагрузке превысит определенное значение – на установке этого можно достичь путем подключения дополнительной нагрузки R c помощью тумблера SА2—то реле К4 сработает и своими контактами подключит к источнику питания реле времени К1. У реле К1 предусмотрены два разных времени задержки срабатывания и, соответственно, две пары контактов. Через время задержки t₁ замыкаются контакты К1.1, которые подключают указывающее реле К2. Это реле сигнализирует о наличии в контролируемой цепи перегрузки. А через время задержки t₂ замкнутся контакты К1.2, которые подключат к напряжению питания электромагнитное реле К3. У этого реле задействованы 3 пары контактов, две из которых работают на замыкание и одна – на размыкание. Назначение каждой пары этих контактов необходимо будет установить в результате исследования схемы.

 

Порядок выполнения работы:

 

1. В исходном состоянии тумблеры S А1 и SА2—выключены. Лампочки Н L 1 и Н L 2—не горят.

2. Включить тумблер SА1, при этом должна загореться лампочка Н L2 – элемент, который выполняет роль объекта защиты.

3. Снять показания амперметра, занести их в отчет и определить почему реле К4 сейчас не работает – записать в отчет.

4. Определить цепи протекания тока в данный момент и записать их в отчет.

5. Включить тумблер SА2.

6. Снять показания амперметра и занести их в отчет.

7. Проследить порядок замыкания и размыкания контактов реле в соответствии с порядком их срабатывания до момента загорания лампочки Н L1 – сигнальная лампочка аварийного срабатывания защиты.

8. Записать в отчет очередность срабатывания контактов реле с момента замыкания тумблера SА2 до момента загорания лампочки Н L1.

9. Повторить исследование работы схемы после включения тумблера SА2, но после срабатывания реле К2, тумблер SА2 вернуть в исходное положение.

10. Наблюдать за изменениями в работе схемы и свои наблюдения записать в отчет.

11. Выключить тумблер SА1.

12. По полученным данным сделать вывод о работе исследуемой схемы.

13. Ответить на контрольные вопросы.

 

Таблица наблюдений

 

Наличие перегрузки	Величина тока через К4	Состояние контактов реле схемы
К4.1	К1.1	К1.2	К3.1	К3.2	К3.3
Без Rперегрузки
С включенным Rперегрузки

 

 

 

Рис. 10. Принципиальная схема исследования

 

 

Контрольные вопросы:

 

1. Показать цепи протекания тока при нормальной нагрузке и при перегрузке цепи.

2. Объяснить порядок срабатывания реле и изменения положения их контактов.

3. Для чего в этой схеме служит токовое реле К4?

4. Объяснить необходимость включения в схему защиты указывающего реле и реле времени.

5. Возможно ли одновременное загорание лампочек Н L 1 и НL 2?

6. Объяснить назначение всех контактов реле К3.

7. Можно ли изменить порядок срабатывания реле в этой схеме?

8. Дать пояснения по всем записям таблицы наблюдений.

9. Что означают термины: «контакт нормально замкнут» и «контакт нормально разомкнут»? Пояснить по схеме.

10. Объяснить понятия «порог срабатывания» и «порог отпускания» у реле.

11. Какие элементы схемы относятся к элементам сигнализации? (защиты?)

 

Лабораторная работа 8: Исследование электронного реле времени.

Цель: Исследовать работу электронного реле времени при различных величинах входных элементов и установить влияние этих элементов на время выдержки реле.

 

Используемые приборы:

1. Секундомер.

2. Комбинированный прибор ЭК2340-2.

3. Электронное реле времени.

4. Светодиод АЛ307БМ.

 

Теоретическая часть:

Реле - это устройство, в котором выходная величина изменяется резко скачком при достижении входной величиной определенного значения.

Если принцип действия реле основан на притяжении подвижного якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого течет управляющий ток - то это электромагнитное реле. При определенном значении управляющего тока будет происходить замыкание или размыкание контактов этого реле. Такое значение тока (или напряжения) в обмотке реле, при котором контакты реле замыкаются (у реле, работающего на замыкание) называется порогом срабатывания.

Значение тока (или напряжения) в обмотке реле, при котором контакты реле возвращаются в исходное состояние, называется порогом отпускания.

При замыкании контактов реле по нагрузке, включенной в их цепь, будет протекать ток. Если в качестве нагрузки использовать лампочку или светодиод, то по их загоранию можно четко определить момент замыкания контактов, и соответственно, по погасанию - момент размыкания контактов.

Отрезок времени от момента подачи тока срабатывания на обмотку реле до момента замыкания его контактов называется временем срабатывания реле.

Отрезок времени от момента отключения тока от обмотки реле до момента размыкания его контактов называется временем отпускания реле.

Существуют различные способы изменения этих отрезков времени. Они будут рассмотрены при исследовании электронного реле времени, которое отличается от обычного реле тем, что замыкание и размыкание контактов у него происходит с задержкой во времени.

Основой электронного реле времени является транзистор, у которого в качестве нагрузки включена обмотка электромагнитного реле. Контакты этого реле включены в цепь светодиода, по загоранию и погасанию которого можно судить о замыкании и размыкании этих контактов соответственно. Замыкание контактов будет происходить при срабатывании реле, если по его обмотке будет протекать ток срабатывания. А это произойдет тогда, когда транзистор в цепи обмотки реле будет открыт. Если транзистор п-р-п типа, то он открывается поданным на его базу положительным потенциалом, и пока этот потенциал будет действовать – транзистор будет открыт. В исследуемой схеме «+» на базу транзистора подается при нажатии кнопки SВ, при этом по замкнутой цепи мгновенно протекает ток от источника +20В, и происходит мгновенный заряд конденсатора, включенного в цепи тока. При этом транзистор открывается, срабатывает электромагнитное реле, его контакты замыкаются и загорается светодиод. При отпускании кнопки SВ конденсатор начинает разряжаться и какое-то время транзистор остается открытым, о чем говорит свечение светодиода. Этот отрезок времени от момента отпускания кнопки до погасания светодиода является временем выдержки исследуемого реле времени. Его величина зависит от величин входных элементов схемы: R и C. Вывод о влиянии этих элементов на время выдержки реле необходимо будет сделать по результатам измерений.

 

Порядок выполнения работы:

1. Определение времени выдержки электронного реле времени.

1.1. Ознакомиться со схемой исследования: блок 3, сектор 1.

1.2. Исходное состояние ручки R - крайнее левое, тумблеры SA1 и SA2 –

выключены.

Это соответствует набору N1 из таблицы наборов R и С.

1.3. К гнездам XI и Х2 подключить постоянное напряжение 20В.

1.4. Нажать кнопку SB - должен загореться светодиод VD2 - начать отсчет времени.

1.5. Засечь время погасания светодиода и занести его в таблицу. 1

1.6. Включить тумблер SA1 (SA2 и ручка R - в исходном состоянии) - набор N2.

1.7. Повторить п.п. 1.4 и 1.5.

1.8. Ручку R переместить в крайнее правое положение.

1.9. Тумблер SA1 - выключить.

1.10. Повторить пункты 1.4 и 1.5.

1.11. Повторить для других положений ручки и тумблеров по таблице.

 

Таблица 1

 

№ Набора	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7
Набор R	R2+R3	R2+R3	R1+R2+R3	R3	R1+R3	R3	R1+R2+R3
Набор C	C2	C1+C2	C2	C2	C2	C1+C2	C1+C2
Т, с

 

 

 

Рис. 11. Схема исследования электронного реле времени.

 

Контрольные вопросы:

1. Чем исследуемое реле времени отличается от электромагнитного реле?

2. От чего зависит время выдержки реле времени? Можно ли его изменить?

3. Почему исследуемое реле времени называется электронным?

4. Для чего используются реле времени?

5. Какие еще знаете реле времени?

6. По схеме объяснить работу исследуемое реле времени при нажатии и отпускании кнопки SB.

7. По полученным результатам сделать вывод о влиянии R и С на время выдержки реле.

Лабораторная работа 9 и 10: Исследование логических элементов и цифрового реле времени на счетчике.

 

Цель работы: 1.Научиться читать простейшие логические и цифровые схемы.

2. Изучить работу четырехразрядного двоичного счетчика.

Используемые приборы и оборудование:

1.Микросхемы: К155ЛА3, К155ЛЛ1, К155ЛИ1, К155ЛЕ1.

2. Микросхема К155 ИЕ2.

3. Микросхема К514 ИД1.

4. Светодиоды АЛ 307БМ.

5. Комбинированный прибор М 92А.

6. Светодиодный цифровой индикатор АЛ 307КМ.

 

Теоретическая часть:

Огромное количество операций управления сводится к командам типа «да – нет» или «включен – выключен». Эти команды, в свою очередь, формируются на основе анализа присутствия или отсутствия определенных условий. Таким образом, состояние некоторого так называемого конечного автомата можно описать комбинацией нулей и единиц, т.е. выразить числами, записанными в двоичном коде. На этом, в частности, основана работа всех вычислительных машин, начиная от калькуляторов и кончая самыми