Контрольная работа ПМ.02 Ремонт и техническое обслуживание приборов и оборудования. Контрольная работа технология. Контрольная работа пм. 02 Ремонт и техническое обслуживание приборов и оборудования
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
Контрольная работа ПМ.02 Ремонт и техническое обслуживание приборов и оборудования Первичные преобразователи. Механические преобразователи, термометры сопротивления. Первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются как правило унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи. Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи: - Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрикинетические, гальванические и др. датчики). - К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термометры сопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии. - Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины. Первичные преобразователи для измерения температуры: По термодинамическим свойствам, используемым для измерения температуры, можно выделить следующие типы термометров: - термометры расширения, основанные на свойстве температурного расширения жидких и твердых тел; - термометры газовые и жидкостные манометрические; - термометры конденсационные; - электрические термометры (термопары); - термометры сопротивления; - оптические монохроматические пирометры; - оптические цветовые пирометры; - радиационные пирометры. Первичные преобразователи для измерения давления: По принципу действия: - жидкостные (основанные на уравновешивании давления столбом жидкости); - поршневые (измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень); - пружинные (давление измеряется по величине деформации упругого элемента); - электрические (основанные на преобразовании давления в какую-либо электрическую величину). По роду измеряемой величины: - манометры (измерение избыточного давления); - вакуумметры (измерение давления разряжения); - мановакуумметры (измерение как избыточного давления, так и давления разряжения); - напорометры (для измерения малых избыточных давлений); - тягомеры (для измерения малых давлений, разряжений, перепадов давлений); - тягонапорометры; - дифманометры (для измерения разности или перепада давлений); - барометры (для измерения барометрического давления). Первичные преобразователи для измерения расхода пара, газа и жидкости: Эти приборы могут быть снабжены счетчиками (интеграторами), тогда они называются расходомерами-счетчиками. Такие приборы позволяют измерять расход и количество вещества. Классификация преобразователей для измерения расхода пара, газа и жидкости: Механические: Объемные: ковшовые, барабанного типа, мерники. Скоростные: по методу переменного или постоянного перепада давления, напорные трубки, ротационные. Электрические: электромагнитные, ультразвуковые, радиоактивные. Первичные преобразователи для измерения уровня: Под измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной поверхности, принятой за начало отсчета. Приборы, выполняющие эту задачу, называются уровнемерами. Методы измерения уровня: - поплавковый, - буйковый, - гидростатический, - электрический и др. Общие сведения. В общем виде датчик Д (рис. 1) можно представить в виде чувствительного элемента ЧЭ и преобразователя Пр. Чувствительный элемент в системах автоматики и телемеханики выполняет функции «органов чувств». Он предназначен для преобразования контролируемой величины х в такой вид сигнала х1 который удобен для измерения. В преобразователе, как правило, происходит преобразование неэлектрического сигнала х1 в электрический сигнал у. Например, давление х в электроконтактном манометре сначала преобразуется с помощью чувствительного элемента в механическое перемещение стрелки х1, а затем уже в преобразователе – в изменение сопротивления у. На вход датчика могут поступать как электрические, так и неэлектрические сигналы. С выхода датчика обычно получают электрические сигналы. Это вызвано тем, что электрический сигнал проще усиливать и передавать на различные расстояния.  Рис.1. Общими характеристиками датчиков являются статическая характеристика; инерционность; динамическая (дифференциальная) чувствительность; порог чувствительности; погрешность; мощность; момент или усилие, требуемые от источника входного сигнала; выходная мощность и выходное сопротивление датчика. Статическая характеристика показывает зависимость выходной величины у от входной величины х1, т.е. у =f(x) (x – контролируемый, или регулируемый параметр, действующий на датчик; у – параметр, полученный после преобразования). Инерционность характеризуется отставанием изменений выходной величины у от изменений входной величины х. Она приводит к погрешностям при измерении входной величины х и поэтому является нежелательной. Динамическая (дифференциальная) чувствительность датчика S или динамический коэффициент преобразования датчика Кдин показывает, во сколько раз приращение выходной величины (Ay/dy) больше приращения входной величины (Ax/dx):  К числу основных признаков, позволяющих классифицировать первичные преобразователи, относятся принцип действия и вид входного и выходного сигналов(рис.2)  Рис.2 В зависимости от принципа действия первичные преобразователи можно разделить на две группы: параметрические и генераторные. Параметрические датчики служат для преобразования неэлектрического контролируемого или регулируемого параметра в параметры электрической цепи (R, L, С). Эти датчики получают электрическую энергию от вспомогательного источника энергии. Параметрические датчики делятся на датчики активного сопротивления (контактные, реостатные, потенциометрические, тензодатчики, терморезисторы) и реактивного сопротивления (индуктивные, емкостные). Генераторные датчики предназначены для преобразования неэлектрического контролируемого или регулируемого параметра в ЭДС. Эти датчики не требуют постороннего источника энергии, так как сами являются источниками ЭДС. Генераторные датчики бывают термоэлектрическими, пьезоэлектрическими и тахиметрическими. К параметрическим и генераторным датчикам предъявляются следующие общие требования: непрерывная и линейная зависимость выходной величины у от входной х; высокая динамическая (дифференциальная) чувствительность; малая инерционность; наименьшее влияние датчика на измеряемый или регулируемый параметр; надежность в работе; применимость к используемой измерительной аппаратуре и источникам питания; наименьшая себестоимость; минимальные масса и габариты. По виду входного сигнала первичные преобразователи делятся на следующие группы: температуры, давления, разрежения, расхода, уровня, влажности, плотности, перемещения, скорости, ускорения и т. д. По виду выходного сигнала первичные преобразователи подразделяют на несколько групп. Одна группа преобразует контролируемую величину в изменение активного сопротивления, другая – в изменение, емкости, третья – в изменение индуктивности и т. д. В соответствии с требованиями «Государственной системы приборов (ГСП)» первичные преобразователи, применяемые для автоматизации технологических процессов на промышленных предприятиях, должны выдавать стандартные сигналы. Так, первичные преобразователи, выходным сигналом которых является напряжение или сила электрического тока, должны отвечать рядам напряжения: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 5; 10; 20 В и силе тока: 1; 2; 5; 10; 20 мА. Такая унификация необходима при использовании преобразователей в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) с управляющими цифровыми ЭВМ. Измерительным преобразователем называется устройство, предназначенное для преобразования информации, поступающей на его вход в виде некоторой физической величины, в другую функциональную физическую величину, удобную для использования в последующих элементах автоматики. В самом общем виде измерительный преобразователь состоит из одного или нескольких элементарных преобразователей, в которых происходит превращение одной физической величины в другую или количественное изменение одной и той же физической величины. Важнейшим из элементарных преобразователей является так называемый воспринимающий орган ВО (рис. 3, а). Воспринимающий орган, как правило, реагирует на отклонение управляемой величины от установленного значения и передает это отклонение в форме определенного сигнала на другие преобразователи. В некоторых измерительных преобразователях (рис. 3, б), кроме воспринимающего органа ВО, входят промежуточный преобразователь П и вспомогательный источник питания ИП. У этих измерительных преобразователях контролируемая величина х преобразуется воспринимающим органом ВО за счет энергии источника питания ИП в промежуточную величину хп, а затем при помощи преобразователя П доводится до удобной формы и определенного значения выходной сигнал у. Наиболее сложны и совершенны измерительные преобразователи с обратной связью (рис. 3, в), которые применяются в измерении свойств веществ, обнаружении дефектов, а также в оптических и радиоизотопных измерительных преобразователях. Основным преимуществом такого типа измерительных преобразователях является компенсация внешних возмущающих воздействий: изменение температуры, напряжения питания.  Рис.3а) Рис.3б) Рис.3в) Рисунок 3 – Функциональные схемы измерительных преобразователей: а) с непосредственным преобразованием; б) с промежуточным преобразованием; в) с промежуточным преобразованием и обратной связью. Основные требования к первичным преобразователям: — однозначность зависимости между входной и выходной величинами, когда конкретному значению входной величины соответствует строго определенное значение выходной; — линейная (там, где это возможно) – самая простая и наглядная зависимость между выходной и входной величинами; — высокая чувствительность к измеряемой величине; — достаточная мощность выходной сигнала, обеспечивающая при возможности дальнейшее управление элементами системы без усилителей; — стабильность характеристик во времени (в период эксплуатации); — отсутствие влияния нагрузки выходной цепи на измеряемую электрическую величину и на технологический процесс; — устойчивость к воздействию окружающей среды; — надежность и долговечность. По функциональному назначению первичные преобразователи разделяют таким образом: — для получения информации о состоянии процесса с целью контроля технологических режимов и хода отдельных операций; — для получения, преобразования и хранения информации с целью количественного и качественного учета перерабатываемой продукции; — для получения информации в целях ручного или автоматического воздействия на технологический процесс. Термометр сопротивления(терморезистор) это параметрический датчик. Обычно терморезистор представляет собой тонкую медную или платиновую проволоку помещенную в корпус с керамическим порошкообразным заполнением, меняющую свое электрическое сопротивление при изменении температуры. На рисунке 2.15 показан вид серийно выпускаемого термометра сопротивления ТСМТ. Обычно используемые значения сопротивлений – это 10, 50 или 100 ОМ. Медные терморезисторы используются в диапазоне температур от ‑500С до + 1800С, а платиновые – в диапазоне -200 … +6500С. Напряжение на резисторе пропорционально току. Величина стабилизированного тока составляет 1милиампер, так как большее значение может привести к перегреву, и, как следствие, к увеличению погрешности измерения. Это же напряжение может быть подано на вход аналого-цифрового преобразователя, для последующей цифровой регистрации и обработки. Пример в гидрометеоролгии. Анеморумбометр М-63М-1 состоит из блока датчиков скорости и направления ветра, измерительного пульта и блока питания. Измерительные преобразователи скорости и направления ветра (рис. 4) сконструированы в виде одного блока датчиков, состоящего из горизонтального обтекаемого корпуса /, задняя часть которого кончается хвостовым оперением — флюгаркой 2. Корпус преобразователя вместе с наружной трубой 4 свободно вращается вокруг вертикальной стойки 5. В передней части горизонтального корпуса находится воздушный винт 3. Винт устанавливается по направлению воздушного потока при помощи флюгарки так, чтобы плоскость вращения винта была всегда перпендикулярна направлению потока. Измерительный пульт представляет собой настольный прибор, на лицевой панели которого размещены: шкала максимальной и мгновенной скоростей; указатель средней скорости ветра; указатель направления ветра; кнопки «Скорость» для включения прибора и измерения мгновенной скорости; шкала для переключения указателя мгновенной скорости ветра; ручки «Средняя скорость» для включения и установки времени работы часового механизма и интервала осреднения для средней скорости ветра, «Сброс Умакс» для освобождения стрелки максимальной скорости ветра (сброса зафиксированного максимума); два индикатора, указывающие шкалу отсчета в указателе направления ветра; кнопка «Направление» для измерения направления ветра. На задней панели пульта имеется устройство для контроля точности измерительных каналов. На верхнюю часть выведены оси потенциометров для регулировки измерительного канала мгновенной скорости и направления ветра. Мгновенная скорость определяется непосредственным измерением частоты следования импульсов. Частота указывается стрелочным электроизмерительным прибором, шкала которого проградуирована в метрах в секунду мгновенной скорости ветра. В приборе имеется вторая стрелка, которая фиксирует максимальное отклонение стрелки мгновенной скорости. Сброс максимального значения осуществляется поворотом рукоятки влево. Кнопка служит для переключения предела измерения мгновенной скорости с 0—60 на 0—30 м/с. Для определения средней скорости ветра за 10 мин в панель измерительного пульта прибора вмонтирован цифровой счетчик импульсов. Счетчик имеет кнопку для сброса показаний. Направление отсчитывается по шкалам измерительного прибора. Первая шкала соответствует значениям направления 0 — 90—180 — 270 — 360°, а вторая — 180 — 270 —360 —90—180° (сдвинута относительно первой на 180°). Переключение шкал осуществляется автоматически одновременно с переключением шкал загорается индикаторная лампа соответствующего цвета. Блок питания представляет собой две батареи последовательно включенных аккумуляторов со схемой подзарядки от сети переменного тока. Батареи аккумуляторов через понижающий трансформатор и выпрямитель постоянно включены в сеть переменного тока для подзарядки. Режим подзарядки аккумуляторов регулируется автоматически. При эксплуатации следует пробки аккумуляторов немного открутить (при транспортировке из УГМС на метеостанцию эти пробки должны быть плотно завинчены во избежание проливания электролита для выхода газов при подзарядке (при подзарядке выделяется незначительное количество газов). Блок питания обеспечивает работу анеморумбометра от сети переменного тока и от аккумуляторов без подзарядки в течение 3—5 сут. (аварийный режим). Для обеспечения длительной работы анеморумбометра необходим тщательный уход за ним, в особенности за измерительным преобразователем. Следует ежеквартально проводить профилактические осмотры, проверяя внешнее состояние частей анеморумбометра, надежность закрепления стопорных винтов и ориентировку измерительного преобразователя. При эксплуатации приборов в особо тяжелых метеорологических условиях (сильная запыленность воздуха, гололед, метель и др.) измерительный преобразователь ветра необходимо осматривать чаще, один раз в два-три дня. При появлении на нем гололеда необходимо его снять, наклонив подвижную часть мачты М-82, и отнести в помещение для оттаивания гололеда. От изморози прибор следует очищать жесткой кистью. Два раза в год — весной и осенью — во время очередного осмотра следует производить чистку наружных поверхностей измерительного преобразователя ветра и в случае необходимости обновлять его окраску. Если трение в осях воздушного винта и флюгарки стало больше, что обнаруживается по заметному ухудшению порога реагирования прибора как по скорости ветра, так и по направлению, то необходимо сообщить об этом в УГМС для принятия соответствующих мер.  Рис. 4. 2.Дистанционная метеорологическая станция (ДМС) М-49. (Назначение, состав, технические данные. Конструкция датчиков и измерительного пульта. Выбор места установки. Монтаж мачты. Прокладка кабеля. Монтаж датчиков и пульта, межблочные соединения, производство измерений.). Характерные неисправности, методы их обнаружения и устранения.  |