Лабораторная работа Тема. Изучение конструкции и поверка градуировки измерительных преобразователей эп и пэ цель работы
|
Скачать 174.04 Kb.
|
|
Лабораторная работа Тема. Изучение конструкции и поверка градуировки измерительных преобразователей ЭП и ПЭ Цель работы:
Теоретическое обоснование 1 Изучение конструкции электропневмопреобразователя ЭП Для согласования электрической и пневматической ветвей ГСП выпускаются электропневматические и пневмоэлектрические преобразователи. Рассмотрим некоторые из них. Преобразователь электропневматический (типа ЭПП) предназначен для преобразования непрерывного унифицированного электрического сигнала постоянного тока в непрерывный унифицированный пневматический сигнал. Работа преобразователя основана на принципе силовой компенсации. Прибор состоит из двух функционально различных блоков: электромеханического преобразователя (совокупность магнитоэлектрического механизма и рычажной системы) и пневматического усилителя. Входной электрический сигнал подводится к катушкам электромагнита 7 (рисунок 1). При этом в магнитопроводе возникает магнитный поток, вызывающий перемещение якоря 6. Усилие на якоре прямо пропорционально силе тока. Перемещение рычага 4 под действием этой силы вызывает изменение давления в линии сопла 3, установленного на основании 2. Это давление усиливается пневматическим усилителем (реле) 8 и по пневмолиниям передается на выход преобразователя и в сильфон обратной связи 5. Усилие, возникающее в сильфоне под воздействием выходного давления, уравновешивает через рычаг усилие на якоре от входного сигнала. Для сглаживания колебаний в линии сопла имеется пневмоемкость 1.  Рисунок 1 - Принципиальная схема электропневматического преобразователя Принцип действия электропневматического преобразователя ЭПП-63 НазначениеЭлектропневматический преобразователь ЭПП-63 предназначен для преобразования электрического сигнала в унифицированный пневматический сигнал Технические характеристикиВходной сигнал, ма 0—5 Давление сжатого воздуха выходного сигнала, кгс/см2 0,2— 1 Давление питания сжатым воздухом, кгс/см2 1,4 Условия эксплуатации в среде не содержащей вредных примесей и не вызывающей коррозию: температура окружающего воздуха, °С от 5 до 50 относительная влажность воздуха, % от 30 до 80 Основная погрешность выходного сигнала при температуре окружающей среды 20±5 °C, % от диапазона выходного сигнала ±1 Принцип действия ЭПП-63Действие прибора ЭПП-63 основано на преобразовании величины постоянного тока в пропорциональный току момент силы посредством магнитоэлектрического механизма и рычажной системы и измерении на рычажной системе (с помощью сильфона отрицательной обратной связи, работающего от пневматического усилителя, с открытым соплом) алгебраической суммы трех моментов сил:
 1—катушка; 2 — магнит; 3 — основной рычаг; 4 — малый рычаг; 5 — тяга; 6 — сильфон обратной связи; 7—сопло; 8—заслонка; 9—дифференциальная мембрана; 10—тарельчатый клапан; 11—питающий дроссель: 12—дроссель обратной связи; 13 — главная (установочная) пружина усилителя; 14 -- пружина подпирающая; 15, 16 — пружины установки нуля; 17 — магнитный корректор (шунт) диапазона; 18 — геометрический корректор диапазона; ,19 — ленточный шарнир; Пк — камера питания; Мк — междроссельная камера; Вк — камера выхода; / — входной сигнал; // — выходное давление; /// — питание (воздух) Рисунок 2- Принципиальная схема прибораПрибор состоит из двух функционально различных блоков: электромеханического преобразователя (совокупность магнитоэлектрического механизма и рычажной системы) и пневматического усилителя. Назначение первого блока — линейное преобразование величины постоянного тока в момент силы, назначение второго — усиление мощности и давления сжатого воздуха. Связывающими звеньями блоков являются переменный дроссель «сопло-заслонка», задающий определенное давление на входе усилителя в зависимости от положения (перемещения) рычажной системы, и сильфон отрицательной обратной связи, компенсирующий (уравновешивающий) усилия, приложенные к рычажной системе, препятствуя ее перемещению. Таким образом, работа привода построена по принципу компенсации сил при практически постоянном усилии упругих элементов, возможном лишь при весьма малых перемещениях рычажной системы. Несомненные преимущества, связанные с применением принципа силовой компенсации, заключаются в следующем:
При установившемся режиме постоянный ток определенной величины, проходя по катушке 1, укрепленной на основном рычаге 3, создает усилие втягивания катушки в зазор постоянного магнита 2, которое, как указано выше, уравновешивается на рычажной системе при вполне определенной реакции сильфона обратной связи 6. При увеличении тока соответственно увеличивается усилие втягивания катушки, нарушается равновесие рычажной системы и рычаги, соединенные гибкой тягой 5, поворачиваются вокруг шарниров, уменьшая при этом зазор между соплом 7 и укрепленной на основном рычаге заслонкой 8, увеличивая тем самым сопротивление дросселя «сопло-заслонка». Это, в свою очередь, вызывает повышение давления в междроссельной камере Мк. Вследствие чего нарушается равновесие дифференциальной мембраны 9, и шток, жестко связанный с мембраной, увеличивает степень открытия клапана 10. что приводит к более интенсивному расходу воздуха через клапан и, следовательно, к повышению давления в камере выхода ВК и в сильфоне обратной связи. Повышение давления в сильфоне пропорционально увеличению его усилия, приложенного к малому рычагу 4 и направленного против движения рычажной системы, вызванного усилением тока в катушке. Равновесие рычажной системы восстановится при вполне определенном заданном основной характеристикой прибора соотношении между выходным давлением и входным током при новом соотношении давлений в выходной и междроссельной камерах. Это соответствует новым значениям перепадов давлений на постоянных дросселях 11 и 12, питающих междроссельную камеру и значит, новым значениям расхода воздуха через каждый из этих дросселей. Но так как при установившемся режиме расход воздуха через сопло равен сумме расходов через дроссели 11 и 12, а расход через дроссель 12 равен расходу через клапан (при отсутствии расхода в трассе выхода), то каждому значению выходного давления соответствует, во-первых, определенное положение заслонки 8 и во-вторых, определенная степень открытия клапана и, следовательно, определенное положение мембраны. Приведенная схема работы усилителя несколько утрирована. В действительности сброс в атмосферу (хотя и значительно меньший, чем при уменьшении тока в катушке) сопровождает работу усилителя в каждой точке диапазона как при установившемся режиме, так и при увеличении тока. Этот сброс вызывается быстрыми автоколебаниями мембраны (частотой порядка десятков герц ), работающей в режиме динамического равновесия, при котором шток то открывает клапан, увеличивая давление на выходе до некоторого значения, выше фиксируемого, то . отходит, включая сброс и уменьшая давление до значения, ниже фиксируемого. Использование в пневматическом усилителе дифференциальной мембраны (вместо обычной двухслойной) и дросселя положительной обратной связи 12 (применение которого возможно только в сочетании с дифференциальной мембраной) дает возможность значительно увеличить минимальный зазор между соплом и заслонкой (до 18—22 мк) и сократить ход заслонки (до 5—8 мк). Это способствует уменьшению нелинейности общей характеристики, повышению быстродействия, чувствительности, виброустойчивости и, вообще, надежности работы прибора. В  приборах применена система термокомпенсации, состоящая из медного шунта Rm сопротивлением 5170 ом и дополнительного манганинового сопротивления Rд=960 ом [2].  1 – питание; 2 – вход; 3 – выход; 4 – корректор нуля Рисунок 3 – Общий вид и габариты прибора2 Изучение конструкции пневмоэлектрического преобразователя ПЭ-55М  1 – упругий чувствительный элемент давления, 2 – магнитомодуляционный преобразователь, 3 – триггер Шмидта, 4 – балластный резистор, 5 – усилитель постоянного тока в виде активного фильтра и усилителя мощности, 6 – источник питания. Рисунок 4 – Пневматический преобразователь ППЭ – 1 Давление входного пневматического сигнала с помощью упругого чувствительного элемента преобразуется в пропорциональное перемещение постоянного магнита, являющего плунжером магнитомодуляционного преобразователя (ММП). ММП представляет собой управляемый дроссель, специальный ленточный сердечник которого, имеющий распределённый немагнитный зазор, воспринимает ток рассеивания постоянного магнита сигнал, пропорционально перемещению плунжера ММП, выделяется на балластный резистор в цепи его обмотки возбуждения. назначениеПреобразователь пневмоэлектрический типа ПЭ-55М (в дальнейшем — прибор), предназначен для связи пневматических аналоговых приборов и устройств с электронными машинами и электрическими машинами и электрическими приборами и устройствами ГСЦ. Технические характеристикиКласс точности приборов 1,0. Входные сигналы приборов приведены в таблица 1. Таблица 1 - Входной сигнал прибора ПЭ-55М
Выходной сигнал—постоянный ток, мА 0-5 Сопротивление нагрузки с учетом линии связи, не более, кОм. - 2,5 Мощность, потребляемая прибором, В. А, не более - 5 Масса прибора, кг, не более - 5 Средний срок службы приборов составляет 6 лет. Принцип действия ПЭ-55М Преобразователь пневмоэлектрический (типа ПЭ-55М) предназначен для преобразования пневматического сигнала, поступающего от пневматического датчика или пневматического регулятора, в унифицированный электрический сигнал постоянного тока (рисунок 4). Прибор состоит из магнитоэлектрического гальванометра, блока питания и манометрической трубки, установленных в общем корпусе. Входной сигнал в виде давления, подлежащего измерению и преобразованию, попадая во внутреннюю полость манометрической трубки, деформирует ее. Конец трубки через спиральную пружину передает перемещение подвижной системы гальванометра (флажка), находящегося в высокочастотном поле катушки, входящей в базовый контур генератора. При перемещении флажка изменяются параметры базового контура, что приводит к изменению режима генератора. При этом изменяется постоянная составляющая коллекторного тока, что приводит к изменению силы тока базы транзистора ПН, и, следовательно, к изменению силы выходного тока. В цепь коллектора /7/7 включена катушка обратной связи, укрепленная на коромысле в поле постоянного магнита. Выходной ток, обтекая катушку, создает момент обратной связи, противоположный моменту, создаваемому при растяжении пружины. Флажок перемещается, и сила выходного тока изменяется до тех пор, пока эти моменты станут равными. Класс точности преобразователя 1,0. Приборы типа ПЭ-55М обычного исполнения рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха от 5 до 50 °С и относительной влажности от 30 до 80 %. Приборы типа ПЭ-55М-ТВ-3 в тропическом исполнении «ТВ» категории размещения 3 рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха от 11°С до 502°С и относительной влажности до 98%. Приборы типа ПЭ-55М-ТС-3 в тропическом исполнении «ТС» категории размещения 3 рассчитаны для работы при температуре от минус 102°С до плюс 552°С и относительной влажности воздуха до 80 %. Источник питания приборов – сеть переменного тока напряжением 220В и частотой 501 Гц или для экспортного исполнения – напряжение и частота в соответствии с заказ-нарядом. В местах установки приборов допускается наличие внешних магнитных полей переменного (для MIM 18-34) и постоянного или переменного (для ПЭ-55М) тока промышленной частоты напряженностью до 400 А/м. Допускается вибрация мест крепления приборов с частотой до 25 Гц и амплитудой не более 0,1 мм. Приборы выполнены в пылебрызгозащищенном исполнении. Конструктивно приборы состоят из следующих основных узлов: блока гальванометра, электронного блока и манометрической пружины. Все элементы приборов размещены в силуминовом корпусе. Подвод давления к приборам осуществляется через штуцер с резьбой М20х1,5. Питание прибора и съем выходного токового сигнала осуществляется через штепсельный разъем. Съем выходного сигнала по напряжению осуществляется с гнезд П3, П4. Приборы снабжены корректором нуля. Гальванометр состоит из кольцевого постоянного магнита и магнитной системы, в воздушном зазоре которого находится катушка обратной связи. Катушка укреплена на коромысле и сбалансирована. Основой преобразования входного давления в электрический выходной сигнал является высокочастотный генератор, включающий транзистор ПП1 (рисунок 5). Генератор имеет два взаимосвязанных контура (L2, С4) и базовый (LI, CI), связь между которыми осуществляется при помощи конденсатора С2. Усилие, развиваемое подвижным концом манометрической пружины, через специальную пружину воздействует на коромысло, находящееся вблизи катушки базового контура, выполненного в виде плоской спирали. Перемещение коромысла изменяет параметры базового контура, вследствие чего изменяется величина постоянной составляющей сигнала на резисторе R2. Постоянное напряжение усиливается при помощи мостового усилительного каскада, состоящего из транзистора ПП2 и резисторов, R 6, RIO, RII. В диагональ моста последовательно включаются нагрузка и катушке отрицательной обратной связи Д4, укрепленная на коромысле и находящаяся в поле постоянного магнита. Ток, проходящий через катушку, взаимодействуя с полем постоянного магнита создает усилие, направленное встречно механическому входному сигналу. Резисторы R7 и R8 позволяют регулировать глубину обратной связи, изменяя тем самым диапазон действия прибора. Питание усилительного каскада осуществляется от источника, состоящего из трансформатора Тр1, диодов Д1, Д2, ДЗ и Д4 и конденсатора С6. Питание генератора осуществляется от этого же источника стабилизированного при помощи стабилитронов Д5 и Д6, причем стабилитрон Д6 включен одновременно в цепь эммитера транзистора Т2, что необходимо для компенсации начального уровня постоянного напряжения на резисторе R2. Трансформатор выполнен на сердечнике Ш10х15, материал — сталь электротехническая Э-330 толщиной 0,5мм [3].  Рисунок 5 - Принципиальная схема пневмоэлектрического преобразователя 3 Определение работоспособности преобразователей ЭП и ПЭ Л  абораторная установка по изучению преобразователя ЭПП (рисунок 6) включает в себя следующие элементы и приборы: электропневматический преобразователь ЭПП-63 (1), образцовый манометр (3), пневмотумблер (11), электротумблер (9), клеммник (15), амперметр (6), блок управления БУ–12 (8). Рисунок 6 – Общий вид стенда 1 1 - Электропневматический преобразователь ЭПП-63; 2 - Пневмоэлектрический преобразователь ПЭ – 55М; 3,4,5 – Манометры; 6,7 – Миллиамперметры; 8 - Блок управления БУ–12; 9,10 – Электротумблеры; 11,12 - Пневмотумблеры ; 13,14 – Лампа; 15 – Клеммник; 16 - Пневматический задатчик Рисунок 7 – Принципиальная схема лабораторного стендаТок, поступающий на электропневматический преобразователь, задаётся через БУ 12. Блок управления получает питание 220В от сети переменного тока через клеммник. Величину тока задания наблюдают по миллиамперметру. ЭПП преобразует электрический сигнал в пневматический, который можно наблюдать при включении пневмотумблера по МО(3). Лабораторная установка по изучению преобразователя ПЭ-55М включает в себя следующие приборы и элементы: преобразователь типа ПЭ-55М (2); манометр типа МО(4); миллиамперметр мА(7); пневмотумблер(12); электротумблер(10); пневматический задатчик(16). С помощью задатчика, который получает питание от компрессора Рпит=1.4 кгс/см2 устанавливаем сигнал задания, наблюдая его по манометру. Этот сигнал поступает на преобразователь, где он преобразуется в электрический сигнал. Величину этого сигнала наблюдают по амперметру. Полученный электрический сигнал пропорционален первообразному пневматическому. Порядок выполнения работы. 1. Проверить готовность стенда к работе. Все тумблеры должны быть выключены. 2. Подать на стенд напряжение 220 В. Подвести к стенду давление питания Рпит = 1.4 кгс/см2. 3. Преобразователь ЭПП. 3.1 Включаем тумблер (11) и электротумблер(9). 3.2 С помощью блока управления (8) задаём ток, который смотрим по миллиамперметру (6). 3.3 Преобразованный токовый сигнал в пневматический смотрим по образцовому манометру (3). 3.4 Показания приборов заносим в таблицу Таблица 1 - Показания прибора ЭПП-63
4. Преобразователь ПЭ-55М 4.1 Включаем пневмотумблер(12) и электротумблер(10) 4.2 С помощью пневматического задатчика (16) задаём сигнал в виде давления сжатого воздуха, который смотрим по манометру(4). 4.3 Преобразованный пневматический сигнал в токовый смотрим по миллиамперметру при включении тумблера. 4.4 Показания приборов занести в таблицу. Таблица 2 - Показания прибора ПЭ-55М
Контрольные вопросы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭПП и ПЭ» |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Лабораторная работа Тема: Изучение конструкции и поверка преобразователя ш-79 Цель работы Преобразователь измерительный Ш79 (в дальнейшем — преобразователь) предназначен для преобразования сигналов термопреобразователей... |
 |
Лабораторная работа Тема. Изучение конструкции и проверка работоспособности... Цель: 1 Изучить принцип действия и конструкцию одновиткового трубчатого манометра |
|
Лабораторная работа Тема. Изучение конструкции и поверка измерительного преобразователя Сапфир 22мр предназначены для непрерывного преобразования значения измеряемого параметра давления абсолютного (ДА), избыточного (ДИ),... |
|
Лабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной... Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции |
|
Лабораторная работа 1 4 лабораторная работа 2 13 лабораторная работа... Интернете разнообразную информацию – описательную, графическую, картографическую и пр. При разработке сайтов необходимо уметь работать... |
|
Лабораторная работа №9 59 Лабораторная работа №10 72 Лабораторная... Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по мдк. 03. 01. «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов»... |
|
Практическая работа №1 «Изучение конструкции материнской платы» Практическая работа №5 «Изучение принципа работы и характеристик жидкокристаллических дисплеев» |
|
Лабораторная работа №1 Тема. Основы работы с электронной таблицей Excel Цель. Приобрести практические навыки по созданию и оформлению эт, вводу данных, использованию функции Автосумма |
|
Лабораторная работа №1 «Создание общих ресурсов и управление ими» Лабораторная работа №6-7 «Изучение типов серверов, их настройка и конфигурирование» |
|
Лабораторная работа по курсу «Информационные системы анализа и оптимизации бизнес-процессов» ... |
|
Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка... |
|
Лабораторная работа №1 Целью работы является изучение технологии построения модели процесса в нотации bpmn 0 с использованием |
|
Лабораторная работа Изучение принципов функционирования простейшей микроэвм и процессора Лабораторная работа Изучение принципов функционирования простейшей микроэвм и процессора I8085A при реализации программы |
|
Лабораторная работа №1. Источники энергии при сварке. Лазерная сварка.... Из лекций по Теории Сварочных процессов Вы знаете об источниках энергии при сварке. В основном, это сварочная дуга |
|
Лабораторная работа Поверка измеритльных преобразоватлей «Сапфир» Государственное образовательное бюджетное учреждение начального профессионального образования Воронежской области |
|
И цель лабораторной работы Цель работы – изучение физических процессов, происходящих в волоконно-оптической линии связи, изучение процессов модуляции и демодуляции... |