Дослідження блоку диференціювання Д01

Мета роботи – вивчення принципу дії, побудови, основних характеристик, методики лабораторних перевірок блоку Д01 та його налагодження на задані параметри.

1 Завдання по роботі

1.1 Перевірити градуювання потенціометру «К_д».

1.2 Перевірити градуювання потенціометру «Демпфер».

1.3 Перевірити градуювання перемикача «Т_д».

1.4 Виконати налагодження блоку на задані параметри.

2 Загальні відомості

2.1 Призначення блоку.

Блок Д01 призначений для використання в системах автоматичного регулювання виробничих процесів, що використовують інформацію у вигляді уніфікованих сигналів постійного струму. Блок формує вихідний сигнал, що характеризує швидкість зміни вхідного сигналу за передатною функцією

. (3.1)

Крім того, блок може формувати пропорційну залежність між вхідним та вихідним сигналами

.

Вхідні сигнали вводяться до блоку диференціювання безпосередньо або через вимірювальний блок И04.

2.2 Принципова схема блоку (рисунок 3.1)

Блок містить вузол вхідних ланцюгів, модуль динаміки, підсилювач постійного струму (ППС) типу УВ-22, джерело живлення ИП-11.

Вузол вхідних ланцюгів (R 1– R 4) сприймає вхідні сигнали постійної напруги або постійного струму, перетворюючи останні у сигнал напруги (невикористані струмові входи перемикаються).

Модуль динаміки містить інерційну ланку (C 1, R 5), що згладжує пульсації вхідного сигналу, i диференціюючу ланку (C 2, C 3, R 6– R 15, перемикач S 3), що формує сигнал, пропорційний швидкості зміни вхідного сигналу. За допомогою перемикача S 2 «Диапазон Т_д» встановлюють діапазон зміни постійної часу диференціювання. Постійна часу диференціювання у межах кожного діапазону встановлюється дискретно перемикачем S 3 «Т_д». У положенні перемикача S 3 на відмітці «2» блок формує пропорційну залежність між вхідними та вихідними сигналами. У положенні «1» перемикача S 3 закорочується вхід, ППС i за допомогою змінного резистору R 16 «Корректор» встановлюється «нуль» блоку.

Продиференційований сигнал надходить до входу ППС УВ-22 (клеми 1, 6 блоку). Вихідний сигнал знімається з клем 18, 14. Сигнал жорсткого негативного зворотного зв’язку формується резисторами R 21, R 22, R 23. Транзистор VT 1 призначений для створення струму зміщення, що забезпечує двополярність вихідного сигналу. Напруга, що знімається з резистора зворотного зв’язку R 21, через резистор R 17 подається до входу 2 ППС (клеми 2, 6).

Рисунок 3.1 – Принципова схема блоку Д01

Коефіцієнт передачі блоку плавно регулюється потенціометром R 21 «К_д». Діапазон зміни коефіцієнта передачі блоку встановлюється перемикачем S 1. У вихідному ланцюгу блока встановлені стабілітрони VD 1 та VD 2, за допомогою яких забезпечується можливість безобривного підключення до гнізд В та Г міліамперметра для контролю вихідного сигналу блоку.

2.3 Органи контролю i налагодження

На бічній панелі блоку розташовані органи контролю i налагодження:

– потенціометр «К_д» – для плавної зміни коефіцієнта передачі;

– перемикач «Множитель К_д» – визначає діапазон зміни коефіцієнта передачі;

– перемикач «Т_д» – змінює значення постійної часу диференціювання;

– перемикач «Диапазон Т_д» – визначає діапазон зміни постійної часу диференціювання;

– змінний резистор «Демпфер» – змінює значення постійної часу демпфування Т_ДФ;

– змінний резистор «Корректор» – призначений для балансування «нуля» блоку;

– гнізда А-Б та В-Г – призначені для контролю вхідного та вихідного сигналів.

3 Порядок виконання роботи

Дослід 1. Визначення градуювання потенціометру «К_д».

1.1 Приєднати джерело струму (ДС) ЗУ05 до «Входу 1» блоку Д01, а міліамперметр – до його виходу.

1.2 Встановити перемикачі «Т_д» – у положення «П», «Диапазон Т_д» – «0,5-15 с», «Множитель К_д» – «×1», потенціометри «К_д» – у положення «10», «Демпфер» – «0».

1.3 Ввімкнути тумблери живлення блоку Д01 та ДС.

1.4 Встановити вхідний струм від ДС I_e1 = 0,4 мА та зафіксувати значення вихідного струму блоку І_a1. Подати до входу блока сигнал І_e2 = 0 мА та зафіксувати значення вихідного струму І_а2. Розрахувати дійсне значення коефіцієнта передачі за рівнянням:

. (3.3)

1.5 Визначити відносну похибку встановлення коефіцієнту передачі у процентах:

. (3.4)

Результати вимірювань та розрахунків занести до таблиці 3.1.

1.6 Повторити п. 1.4 для вcix оцифрованих положень ручки «К_д^Г», при цьому вхідні сигнали встановлювати такими, при яких вихідний сигнал не перевищував би 5 мА.

1.7 Перевести перемикач «Множитель К_д» у положення «×0,1» та повторити досліди 1.4–1.6. Результати вимірювань та розрахунків занести до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Положення ручки «Кд», КдГ	Положення перемикача «Множитель Кд»	Ie1	Іe2	Іa1	Іа2	Кд д	δКд
мА/мА	–	мА	мА	мА	мА	мА/мА–	%

1.8 Побудувати графік залежності для двох положень перемикача «Множитель К_д».

Дослід 2. Визначення градуювання перемикача «Т_д»

2.1 Встановити перемикачі «Т_д» – у положення «П», «Диапазон Т_д» – «16-530 с», «Множитель К_д» – «×1», потенціометри «К_д» – у положення «2», «Демпфер» – «0».

2.2 Приєднати вихід блоку до самописного потенціометра КСП4.

2.3 Змінюючи сигнал від ДС, встановити вихідний сигнал блоку I_e = 5 мА, відключити сигнал ДС.

2.4 Подати тумблером стрибком сигнал від ДС i записати на КСП4 криві розгону блоку для 5-6 положень ручки «Т_д». Графічно визначити по отриманим графікам дійсні значення постійної часу диференціювання Т_д ^д.

2.5 Визначити похибку встановлення часу диференціювання

. (3.5)

Результати вимірювань та розрахунків занести до таблиці 3.2.

2.6. Повторити пп. 2.4 та 2.5 для положення перемикача «Диапазон Т_д» – «0,5-15с».

2.7. Побудувати графіки залежності .

Таблиця 3.2

Положення ручки «Тд», ТдГ	Положення перемикача «Диапазон Тд»	Тдд	δТд
с	–	с	%

Дослід 3. Визначення градуювання потенціометру «Демпфер».

3.1. Встановити перемикачі «Т_д» – у положення «П», «Диапазон Т_д» – «0,5-15 с», «Множитель К_д» – «×1», потенціометри «К_д» – у положення «2», «Демпфер» – «0».

3.2. Змінюючи сигнал ДС, встановити вихідний сигнал блоку І_а = 5 мА, потім вимкнути сигнал від ДС.

3.3. Для 5-6 положень ручки «Демпфер» записати на КСП4 криві розгону блоку. Графічно визначити по одержаним графікам дійсні значення постійних часу демпфування Т_дф^д.

3.4. Визначити похибку встановлення часу демпфування

. (3.6)

Результати вимірювань та розрахунків занести до таблиці 3.3.

3.5. Побудувати графіки залежності .

Таблиця 3.3

Положення ручки «Демпфер», ТдфГ	ТДФд	δТдф
с	с	%

Дослід 4. Налагодити блок на задані параметри

4.1. Відповідно з варіантом завдання (таблиця 3.4) визначити потрібні положення ручок та перемикачів (уставки) «К_д», «Множитель К_д», «Т_д», «Диапазон Т_д», «Демпфер».

4.2. Встановити розраховані по їх градуювальних графіках значення уставок К_д^Г, Т_д^Г, Т_дф^Г.

4.3. Встановити на ИТ вхідний сигнал І_е = 1 мА.

4.4. Подати стрибкоподібний сигнал І_е на вхід Д01, записати на КСП4 криву розгону диференціатора.

4.5. По одержаному графіку визначити дійсні значення параметрів налагодження К_д^д, Т_д^д, Т_дф^д. Розрахувати відносні похибки встановлення цих параметрів δК_д, δТ_д, δТ_дф на блоці у процентах.

Таблиця 3.4

Bapiaнт	КдЗ, с	ТдЗ, с	ТдфЗ, с

Література

1. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Техни­ческие средства автоматизации АСУТП»: Блоки динамического преобразования системы «Каскад» /Сост. В.М.Юсим, В.Ф.Бабич. – Одесса, ОПИ, 1988. – 43 с.

ЗМІСТ

Вступ.. 3

Лабораторна робота №1 ДослІДження регулюючого релейного блоку Р21. 3

Лабораторна робота № 2 Дослідження регулюючого аналогового блоку Р12 10

Лабораторна робота № 3 Дослідження блоку диференціювання Д01. 17

Література.. 21