практи. практические работы по тоат-1. Практикум по дисциплине Теоретические основы автоматики и телемеханики для студентов специальности 23. 05. 05 Системы обеспечения движения поездов
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» ПРАКТИКУМ по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики» для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» очной и заочной форм обучения Составитель: И. Г. Куликова Начальник методического отдела Председатель Совета образовательной программы________________________ наименование _____________________________ _____________________________ (подпись) расшифровка подписи (подпись) расшифровка подписи «___» ____________ 201 г. «___» ____________ 201 г. Подписи и контактные телефоны авторов Зав. кафедрой _______________________ (наименование) __________________________________ (подпись) расшифровка подписи __________________________________ ____________________________________ (подпись) расшифровка подписи (подпись) расшифровка подписи «___» ____________ 201 г. «___» ____________ 201 г. Тел. _______________________ Протокол № ________ от______________ Самара 2016 УДК 621.38 Практикум по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики» для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» очной и заочной форм обучения/ составитель: И.Г. Куликова.– Самара: СамГУПС, 2015. – 24 с. Методические указания предназначены для проведения практических занятий по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики». Они объединяют комплекс взаимосвязанных вопросов по основным темам данной дисциплины. С целью закрепления теоретических знаний и практических умений в методических указаниях содержатся основные сведения по теории работы устройств автоматики и телемеханики, представлены варианты решения задач по основным темам рассматриваемой дисциплины. Утверждены на заседании кафедры 10 февраля 2015 г., протокол № 6. Печатаются по решению редакционно – издательского совета университета Составители: В.Б.Гуменников, И.Г.Куликова Рецензенты: д.т.н., профессор СамГУПС О.А.Кацюба к.т.н., доцент СамГУПС В.М.Шумаков Редактор Подписано в печать 20.10. 2015 г. Формат 60х90 1/16. Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 64. Самарский государственный университет путей сообщения, 2015 ВВЕДЕНИЕ Практические занятия проводятся с целью закрепления теоретического материала. Для выполнения практических заданий студент должен предварительно изучить теоретический материал по теме практического занятия, используя литературные источники, список которых приведен в конце настоящих методических указаний. На практических занятиях студенты закрепляют теоретические знания теории и практики автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, приобретают навыки в работе со справочной литературой и чертежами. В методических указаниях приведены следующие сведения для выполнения задания: - цель работы; - пояснения к работе; - краткие теоретические сведения; - содержание отчета; - контрольные вопросы. Правила выполнения практических работ 1. Студент должен придти на практическое занятие подготовленным к выполнению практической работы. 2. После проведения практической работы студент должен представить отчет о проделанной работе с таблицей результатов расчета. 3. Отчет о проделанной работе следует выполнять в тетради для практических работ. Содержание отчета указано в описании практической работы. 4. Расчет следует производить с точностью до двух значащих цифр. 5. Оценку по практической работе студент получает, если: - расчеты выполнены правильно и в полном объеме; - результаты сведены в таблицы; - студент может пояснить выполнение любого этапа работы; - отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению работы, - студент отвечает на контрольные вопросы на удовлетворительную оценку и выше. По окончании занятия студенты должны подготовить и представить преподавателю отчет, оформленный в соответствии с настоящими методическими указаниями и с требованиями стандарта по оформлению текстовых и графических студенческих работ. Зачет по практическим работам студент получает при условии выполнения всех предусмотренных программой практических работ. В результате выполнения практических работ студент должен: Знать - методы теоретических и экспериментальных исследований элементов и устройств автоматики и телемеханики; - типы электромеханических и магнитных устройств автоматики; - разновидности систем автоматики; - конструктивные разновидности устройств автоматики; - схемные решения устройств и систем автоматики; - основные характеристики и параметры устройств автоматики; - классификацию систем автоматики; Уметь - пользоваться специальной и справочной литературой; - строить характеристики устройств автоматики; - рассчитывать основные параметры устройств и систем автоматики; - производить сравнительный анализ основных параметров устройств автоматики. - применять математические методы, физические законы и вычислительную технику для решения практических задач; Владеть - методами и средствами технических измерений; - навыками прикладного программного обеспечения для компьютерного проектирования и моделирования элементов и устройств. Формирование компетенций: ПК-1 способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования; ПК-12 владеет основами расчета и проектирования элементов и устройств различных физических принципов действия; ПК-25 умеет использовать информационные технологии при разработке новых устройств СОДП, ремонтного оборудования, средств механизации и автоматизации производства. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ Практическая работа № 1. Определение основных параметров потенциометрического датчика 1. Цель работы. Научиться рассчитывать параметры потенциометрического датчика. Задание. Рассчитать параметры потенциометрического датчика 2 . Пояснения к работе 2.1 Краткие теоретические сведения Потенциометрический датчик представляет собой реостат, включенный по схеме потенциометра. Потенциометрический датчик преобразует механические перемещения в изменения сопротивления реостата. Расчет потенциометра сводится к расчету сопротивлений: определяются размеры каркаса для намотки, диаметр провода обмотки, количество витков, шаг намотки.   2.2 Пример расчета: Исходные данные: Rн = 4400 Ом, δ max = 2,0 %, U = 26 B, D = 50 мм, α = 330, b = 1.8 мм, δр = 0,2 %, ρ = 0,49 * 10-6 Ом ⋅ м. Решение: 1) L = 330 * 45 * 3,14 / 360 = 129,5 (мм); 2) n = 100 / 0,2 = 500 (витков); 3) τ = 129,5 / 400 = 0, 324 (мм); 4) dи = 0,324 – 0,015 = 0,309 (мм) (с учетом изоляции); 5) Выбираем d ≈ 0,28 (мм) = 0,28 * 10-3 (м); 6) β = (1 – 0,02) / (4 * 0,02) = 12,25; 7) R = 4400 / 12,25 = 359,1 (Ом); 8) H = {[3,14 * 359,1 * (0,28 * 10-3)2] / (8 * 0,49 * 10-6 * 500)} – 0,0018 = 0,0142(м) = 14,2 (мм). 3 . Задание: 3.1 Рассчитать параметры потенциометрического датчика. Исходные данные для расчета взять из таблицы 1, согласно варианту. Таблица 1
3.2 Произвести расчет L= _____________________________________________ __________________________________________________ n= _____________________________________________ __________________________________________________ τ= _____________________________________________ __________________________________________________ dи= _____________________________________________ __________________________________________________ β= ______________________________________________ __________________________________________________ R= _____________________________________________ __________________________________________________ H= _____________________________________________ __________________________________________________ 3.3 Результаты расчета свести в таблицу 2. Таблица 2
4. Контрольные вопросы по практической работе №1 1. Изменением какого параметра можно уменьшить погрешность от ступенчатости выходного напряжения в потенциометрическом датчике? 2. Что показывает разрешающая способность потенциометра? 3. Укажите области применения потенциометрического датчика. Список литературы 1. Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматического управления. -М,: «Форум - Инфра - М», 2002 г., -383с. Практическая работа №2. Определение основных параметров индуктивного датчика 1 Цель работы 1.1 Научиться рассчитывать индуктивность индуктивного датчика. 1.2 Научиться рассчитывать параметры обмотки индуктивного датчика. Задание. Рассчитать индуктивность индуктивного датчика 2 Пояснения к работе 2.1 Краткие теоретические сведения. Индуктивные датчики преобразуют механическое перемещение в изменение параметров магнитной и электрической цепей. Принцип действия индуктивных датчиков основан на изменении индуктивности L или взаимоиндуктивности M обмотки с сердечником вследствие изменения магнитного сопротивления Rм магнитной цепи, в которую входит сердечник. 1) последовательность преобразований: F → δв → Rм → L → XL → Z → I, где F - усилие; δв - длина воздушного зазора; Rм - магнитное сопротивление; L - индуктивность; XL - индуктивное сопротивление; Z - полное сопротивление; I - ток. 2) индуктивность датчика вычисляется по формуле:  где L - индуктивность датчика, δв - длина воздушного зазора; n - число витков; Sм - площадь поперечного сечения магнитопровода. 2.2 Пример расчета Исходные данные: δв1 = 0,4 мм = 0,0004 м = 4 * 10-4 м; δв2 = 0,6 мм = 0,0006 м = 6 * 10-4 м; δв3 = 0,8 мм = 0,0008 м = 8 * 10-4 м; Sм = 40 мм2 = 0,00004 м2 = = 4 * 10-5 м2; n = 16000 витков. Решение: L = (2 0,0004 )* 3,14 * 16000 2 * 0,00004 * 10 7 = 16 ,11 (Гн) L = (2 0,0006 )* 3,14 * 16000 2 * 0,00004 * 10 7 = 10 ,72 (Гн) L = (2 0,0008 )* 3,14 * 16000 2 * 0,00004 * 10 7 = 83 (Гн) Построить график L = f(δв)  3. Задание. Определить индуктивность датчика в зависимости от длины воздушного зазора. Исходные данные для расчета взять из таблицы 1, согласно варианту. Таблица 1
3.2 Произвести расчет L1=_________________________________________________________ __________________________________________________________ L2=_________________________________________________________ __________________________________________________________ L3=________________________________________________________ ____________________________________________________________ 3.3 Результаты расчета свести в таблицу 2. |