реферат автоматика. Реферат Автоматика.. Контрольная работа по дисциплине автоматика Задача 6 Тема Какие преимущества и недостатки имеют контактные термометры, термопары, проводниковые и полупроводниковые терморезисторы

• Название: Контрольная работа по дисциплине автоматика Задача 6 Тема Какие преимущества и недостатки имеют контактные термометры, термопары, проводниковые и полупроводниковые терморезисторы
• Анкор: реферат автоматика
• Дата: 15.11.2021
• Размер: 125.18 Kb.
• Имя файла: Реферат Автоматика..docx
• Тип: Контрольная работа; #272902

Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.А. ЕЖЕВСКОГО

Факультет энергетический

Кафедра электроснабжения и электротехники
Контрольная работа

по дисциплине

«АВТОМАТИКА»

Задача №:6

Тема «Какие преимущества и недостатки имеют контактные термометры, термопары, проводниковые и полупроводниковые терморезисторы»

Выполнил: студент 3 курса

Энергетического факультета

Заочной формы обучения

Специальность №35.03.06

«Агроинженерия» 187616

Тогтохоев Б. Б.

Проверил: к.т.н., доцент

Третьяков А. Н.


Молодежный 2021

Содержание

Введение 2

Преимущества термопар 4

Преимущества термометров сопротивления 5

Полупроводниковый терморезистор 7

Проводниковые терморезисторы 7

Список литературы 8

Задачи 8

Введение

Широкое применение в системах автоматики находят контактные термометры, биметаллические датчики, термометры сопротивления, полупроводников термосопротивления, термопары, позисторы. Контактные термометры относятся к датчикам, основанным на принципе теплового расширения жидкостей и газов.

Термоизмерительные элементы– это устройство, которое позволяет измерить температуру объекта или вещества, используя при этом различные свойства и характеристики измеряемых тел или среды. Основой действия температурных датчиков в автоматизированном управлении является изменение температуры в электрический сигнал. Это обуславливает преимущества электрических измерений: результаты легко передавать по сети, скорость передачи может быть достаточно высокой. В аналоговых измерительных приборах отсчитывание производится по шкале, в цифровых – по цифровому отсчётному устройству. Показывающие измерительные приборы предназначены только для визуального отсчитывания показаний, регистрирующие измерительные приборы снабжены устройством для их фиксации, чаще всего на бумаге. Регистрирующие измерительные приборы подразделяются на самопишущие, позволяющие получать запись показаний в виде диаграммы, и печатающие, обеспечивающие печатание показаний в цифровой форме. В измерительных приборах прямого действия (например, манометре, амперметре) осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины, и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной. В измерительных приборах сравнения непосредственно сравнивается измеряемая величина с одноимённой величиной, воспроизводимой мерой (примеры — равноплечные весы, электроизмерительный потенциометр, компаратор для линейных мер). К разновидностям измерительных приборов относятся интегрирующие измерительные приборы, в которых подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной (электрические счётчики, газовые счётчики), и суммирующие измерительные приборы, дающие значение двух или нескольких величин, подводимых по различным каналам (ваттметр, суммирующий мощности нескольких электрических генераторов).

 В целях автоматизации управления технологическими процессами измерительные приборы часто снабжаются дополнительными регулирующими, счётно-решающими и управляющими устройствами, действующими по задаваемым программам.

Термопары

Термопары широко применяют для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля.

Преимущества термопар

Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С).

Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до +2500 °C.

Простота.

Дешевизна.

Надёжность.

Недостатки

Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.

На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового датчика и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.

Эффект Пельтье (в момент снятия показаний необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).

Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.

Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.

На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.

Термометры

В металлическом термометре сопротивления измерение температуры основано на явлении роста сопротивления металла с ростом температуры.

Преимущества термометров сопротивления

Высокая точность измерений (обычно лучше ±1 °C), может доходить до 0,13 тысячных °C (0,00013).

Возможность исключения влияния изменения сопротивления линий связи на результат измерения при использовании 3- или 4-проводной схемы измерений.

Практически линейная характеристика.

Недостатки термометров сопротивления

Относительно малый диапазон измерений (по сравнению с термопарами)

Дороговизна (в сравнении с термопарами из неблагородных металлов, для платиновых термометров сопротивления типа ТСП).

Требуется дополнительный источник питания для задания тока через датчик [3]

Механические контактные термометры

Механические контактные термометры являются наиболее распространенными. Почти все они основаны на тепловом расширении веществ, точнее, на различном расширении двух разных веществ.

Преимущества механических контактных термометров:

1) высокая прочность;

2) высокая точность;

3) низкие затраты на обслуживание;

4) низкая стоимость. Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла.

Механические контактные термометры имеют один существенный недостаток: их сигналы не могут быть переданы на значительные расстояния и объединены с другими сигналами в информацию, пригодную для дальнейшей переработки. Поэтому в промышленной практике температуру измеряют в основном термометрами, действие которых основано на изменении электрических свойств различных веществ с изменением температуры.

Полупроводниковый терморезистор

Терморезистор - это полупроводниковый прибор (его изготавливают из полупроводниковых материалов с большим отрицательным температурным коэффициентом), в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводников от температуры

Достоинства:

1) малые габариты и вес (МКМТ-16 – малогабаритный кадмиево-марганцевый термистор:



(6)

2) высокая чувствительность:

  (7)

3) подключать термистор можно по 2х проводной схеме, т.к. его сопротивление значительно больше сопротивления линейных проводов:

(8)

Недостатки:

1) небольшой диапазон измерения температур: 

(9)

2) статическая характеристика не линейна и не проходит через «0»

3)Большой разброс парам. термисторов одного типа:

  (10) [1]

Проводниковые терморезисторы

Терморезистивные проводниковые датчики выполняются тонкопленочными и проволочными.

Достоинства термометров сопротивления:

высокая точность измерений (обычно лучше ±1°C), в некоторых случаях до 0,00013°C;

практически линейная характеристика;

высокая стабильность характеристик во времени;

воспроизводимость характеристик.

Недостатки термометров сопротивления:

большая (до 10 мин) инерционность;

относительно малый диапазон измерений (по сравнению с термопарами); 

высокая стоимость (в сравнении с термопарами из неблагородных металлов);

необходимость в дополнительном источнике питания для создания тока через датчик.[3]

Список литературы

1. https://infopedia.su/18xbcac.html

2. ttp://poltraf.ru/publications/klassifikatsiya_priborov

_dlya_izmereniya_temperatury/

3. http://www.printsip.ru/cgi/index/Biblioteka/Stati_o_priborah/izm

_okr_sredy/obshaya_klasifikacia

Задачи

Задача №1

1 Разомкнутые системы регулирования имеют АФЧХ, изображенные на рис.1. Какая из систем в замкнутом состоянии будет устойчивой.



рис.1

Задача №2

1. Динамику какого звена описывает передаточная функция W(р) = ?

1. 
   колебательного
   
2. 
   дифференцирующего
   
3. 
   апериодического (инерционного)
   
4. 
   интегрирующего
   

Ответ: Апериодическим звеном (инерционное звено первого порядка)

Задача №3

1.Принцип действия электропсихрометров основан на:

1. 
   1)изменении активного сопротивления полупроводниковой пластины при изменении влажности воздуха
   
2. 
   использовании двух термометров: сухого и влажного
   
3. 
   зависимости линейных размеров первичного преобразователя от влажности среды
   
4. 
   использовании двух влажных термометров
   

Ответ: изменении активного сопротивления полупроводниковой пластины при изменении влажности воздуха

Задача №4

1 Что называется переходной характеристикой?

1. 
   зависимость выходного сигнала от входного
   
2. 
   графическое изображение выходного сигнала как функции времени при ступенчатом входном сигнале
   
3. 
   годограф АФЧХ
   
4. 
   график АЧХ
   

ответ: графическое изображение выходного сигнала как функции времени при ступенчатом входном сигнале

Задача №5

1. Какова допустимая разрывная мощность контактов ртутного
контактного термометра

1)<1Вт;

2)<10Вт

3)<15Вт

4) <25Вт

Ответ: 1)<1Вт;

Задача №6

1. Для чего устанавливают короткозамкнутый виток на магнитопроводе электромагнитного исполнительного механизма переменного тока?

1. 
   для повышения КПД
   
2. 
   для устранения вибрации якоря
   
3. 
   для увеличения тягового усилия
   
4. 
   для охлаждения магнитопровода.
   

Ответ: для устранения вибрации якоря

Задача №7

1.Как изменится сопротивление металлического терморезистора с увеличением температуры?

1. 
   увеличивается
   
2. 
   уменьшается
   
3. 
   не меняется
   
4. 
   изменение зависит от материала
   

Ответ: 1) увеличивается

Задача №8

1. Для чего применяется обмотка смещения в магнитных усилителях?

1. 
   для увеличения мощности
   
2. 
   для увеличения КПД
   
3. 
   для расширения диапазона входного сигнала
   
4. 
   для создания реверсивного режима работы
   

Ответ: 1) Для усиления мощности

Задача №9

1. АФЧХ выражает:

1. 
   зависимость амплитуды выходного сигнала от фазы
   
2. 
   зависимость амплитуды от частоты.
   
3. 
   зависимость фазы от частоты.
   
4. 
   зависимость амплитуды и фазы от частоты в комплексной форме.
   

Ответ 4) зависимость амплитуды и фазы от частоты в комплексной форме.

Задача №10

1. Передаточная функция звена чистого запаздывания имеет вид:

1) W(р) = е^-рτ

2) W(р) = τр

3) W(p) =

4) W(p) =

Ответ: 1) W(р) = е^-рτ

Задача №11

1. Большей чувствительностью обладает схема с:

1. 
   одной термопарой
   
2. 
   с двумя и более термопарами, включенными последовательно встречно
   
3. 
   с двумя и более термопарами, включенными последовательно согласно
   
4. 
   с термопарами, включенными параллельно
   

ответ: с двумя и более термопарами, включенными последовательно согласно

Задача №12

1.Передаточная функция звена в общем виде запишется:

1) W(p) =

2) W(p) =

3) W(p) =

4) W(p) =

Ответ: 1) W(p) =

Задача №13

1. Статической характеристикой элемента САУ называют зависимость:

1. 
   входной величины от выходной
   
2. 
   выходной величины от времени
   
3. 
   выходной величины от входной
   
4. 
   входной величины от времени
   

Ответ: 2) выходной величины от времени

Задача №14

1. К алгебраическим критериям устойчивости относится критерий:

1. 
   Михайлова
   
2. 
   Гурвица
   
3. 
   Найквиста
   
4. 
   Логарифмический
   

Ответ : 2) Гурвица

Задача №15

1. Характеристическое уравнение САУ имеет вид

4р⁴ + 7р³ + 5р² +3р + 1 = 0

при определении устойчивости по критерию Михайлова годограф должен последовательно проходить против часовой стрелки:

1. 
   3 квадранта комплексной плоскости
   
2. 
   1 квадрант
   
3. 
   2 квадранта
   
4. 
   4 квадранта
   

Ответ : 1)

Задача №16

1. Основная сложность измерения уровня сыпучих материалов заключается в том, что:

1. 
   большинство с.-х. сыпучих материалов обладает значительным электрическим сопротивлением
   
2. 
   при загрузке возможны повреждения чувствительных элементов датчиков, а при опорожнении- налипание материала на стенках
   
3. 
   ряд материалов обладает плохой сыпучестью
   
4. 
   с.-х. материалы обладают высокой влажностью
   

Ответ :3)ряд обладает плохой сыпучестью

Задача №17

1. Какое звено описывается уравнением Ty'(t)+y(t)=Kx(t)?

1. 
   инерционное
   
2. 
   колебательное
   
3. 
   интегрирующее
   
4. 
   консервативное
   

Ответ: 1) Инерционное звено

Задача №18

1. Точкой статической характеристики металлического терморезистора, где его чувствительность максимальна, является:

R ответ:1) точка А

А 2) точка Б

3) в точках А и Б чувствительность одинакова

Б 4) нет вариантов

Задача №19

1. Величина ЭДС термопары определяется:

1. 
   температурой спая
   
2. 
   разностью температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору
   
3. 
   суммой температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору
   
4. 
   отношением температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору
   

Ответ:2) разностью температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору

Задача №20

1. Принцип действия электропсихрометров основан на:

1. 
   изменении активного сопротивления полупроводниковой пластины при изменении влажности воздуха
   
2. 
   использовании двух термометров: сухого и влажного
   
3. 
   зависимости линейных размеров первичного преобразователя от влажности среды
   
4. 
   использовании двух влажных термометров
   

Ответ: 1) использовании двух термометров: сухого и влажного

Задача №21

1. При последовательном соединении 3-х звеньев передаточная функция схемы определится:

1)W(p) = W₁(p)W₂(p)W₃(p)

2) W(p) = W₁(p) + W₂(p) + W₃(p)

3) W(p) = W₁(p) - W₂(p) - W₃(p)

4) W(p) =

Ответ: 1) W(p) = W₁(p)W₂(p)W₃(p)

Задача №22

1. При использовании поплавкового датчика для измерения уровня сыпучих материалов необходимо предусмотреть дополнительные меры:

1. 
   использовать измерительный прибор повышенной чувствительности
   
2. 
   вызывать вибрацию поплавка или перемещение его вверх и вниз
   
3. 
   искусственно увлажнять сыпучий материал
   
4. 
   предварительно подсушивать сыпучий материал
   

Ответ: 2) вызывать вибрацию поплавка или перемещение его вверх и вниз

Задача №23

1. В ремонтной мастерской возникла необходимость в автоматическом контроле уровня воды в баке. Ранее этот бак использовался для накопления электролита и в нем сохранился электродный датчик уровня. Для обеспечения работоспособности старого датчика вы принимаете решение:

1. 
   увеличить напряжение, прикладываемое к электродам
   
2. 
   сблизить электроды на максимально возможное расстояние
   
3. 
   изменить электрическую схему включения датчика, питая его переменным током и измеряя емкостную составляющую сопротивления среды между электродами
   
4. 
   нет вариантов
   

Ответ: 4) нет вариантов

Задача №24

1.По каналу связи системы телемеханики информация передается в виде:

1. 
   тока
   
2. 
   напряжения;
   
3. 
   мощности
   
4. 
   мощности и напряжения
   

ответ 1) тока

Задача №25

1. В качестве линий, используемых в телемеханике для создания каналов связи, применяются:

1. 
   линии электропередач низкого напряжения
   
2. 
   линии электропередач высокого напряжения
   
3. 
   радиолинии
   
4. 
   линии связи
   

Ответ: 4) линии связи

Задача №26

1. В телемеханике выделяют:

1. 
   телезащиту
   
2. 
   телесигнализацию
   
3. 
   телеизмерение
   
4. 
   телерегулирование
   

Ответ: 2) телесигнализацию

Задача №27

1. Основными автоматически регулируемыми параметрами микроклимата являются:

1. 
   температура воздуха
   
2. 
   относительная влажность
   
3. 
   содержание вредных компонентов
   
4. 
   освещенность
   

Ответ: 2) относительная влажность

Задача №28

1. При автоматизации хранилищ регулируют:

1. 
   температуру
   
2. 
   влажность
   
3. 
   газовый состав среды
   
4. 
   уровень
   

Ответ 1) температуру

Задача №29

1. Наиболее надежным способом повышения надежности устройств автоматики является:

1. 
   упрощение схемы
   
2. 
   совершенствование технологии
   
3. 
   ответы 1) и 2)
   
4. 
   соблюдение условий эксплуатации
   

Ответ 3) ответы 1) и 2)

Задача №30

1. Под безотказностью понимают:

1. 
   свойство системы сохранять работоспособность в течение заданного времени
   
2. 
   время эксплуатации
   
3. 
   приспособленность к предупреждению, обнаружению и устранению отказов
   
4. 
   ответы 2) и 3)
   

Ответ: 1 ) свойство системы сохранять работоспособность в течение заданного времени