ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

По дисциплине технические средства автоматизации систем ТГВ

«Исследование тепловых измерительных преобразователей и пид-регуляторов»

_тема

Руководитель __________ Шмидт М.Н

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ИЭ 11-11 411100444 __________ Маколова А. В

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

Красноярск 2013

Основные положения:

Тепловыми называют преобразователи, принцип действия которых основаны на использовании тепловых процессов (нагрева, охлаждения, теплообмена) и входной величиной, которой является температура. Тепловые преобразователи широко применяют как преобразователи не только температуры, но и таких величин как тепловой поток, скорость потока газа или жидкости, расхода, давления газов, уровень жидкости и т. Д. При построении тепловых преобразователей наиболее часто используют такие явления, как возникновение термо-ЭДС, зависимость сопротивления вещества от температуры.

Термические преобразователи:

Термические преобразователи (термопара) представляют собой чувствительный элемент, состоящий из двух разных проводников или полупроводников, соединенных электрически , и преобразующий контролируемую температуру в ЭДС. Принцип действия термоэлектрического преобразователя основа на использовании термоэлектродвижущей силы, возникающей в контуре из двух разнородных проводников, места соединения (спаи) которых нагреты до различной температуры. Знак в значении термо-ЭДС в цепи зависит от типа материала и разности температур в местах спаев. При небольшом перепаде температур между спаями термо-ЭДС можно считать пропорциональной разностью температур.

Если к термопаре подключить милливольтметр, то по значению термо-ЭДС можно определить температуру.

Для получения достоверных результатов необходимо рабочий спай поместить в среду с температурой , подлежащий измерению, а температуру поддерживать постоянно.

Термо-ЭДС не рассчитывается аналогично, а экспериментально, для различных материалов при температуре холодных спаев = 0.

Для термопар используют платину, золото, иридий, родий и их сплавы, а также сталь, никель, хром, сплавы нихром, копель, алюмель и др. Из полупроводниковых материалы: кремний, селен.

Чтобы повысить выходную ЭДС, используют последовательное соединение термопар, образующее термобатарею.

Термопары делятся на:

1) Погружные (жидкие и газообразные среды)

2) Поверхностные (измеряют температуру поверхности тела)

В зависимости от инерционности различают термопары:

- Малоинерционные

- Средней инерционности

- Большой инерционности

Достоинства термопар:

Возможность измерить большой диапазон температур, простота устройства, надежность в эксплуатации.

Недостатки:

Невысок уровня чувствительности, большая инерциональность, необходимость поддерживать постоянную температуру свободных спаев.

ПИД – регуляторы:

Простейшая система автоматизации регулирования с обратной связью:

Блок R – регулятор, P – объект регулирования, r – управляющее воздействие (установка), е – сигнал рассогласования (ошибка), u – выходная величина регулятора, y – регулируемая величина.

Если выходная переменная u описывается выражением:

= + +

где t – время, а K, T_i, T_d – пропорциональный коэффициент, постоянная интегрирования и постоянная дифференцирования соответственно, то такой регулятор называю ПИД-регулятором.

Используя преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях, передаточную функцию ПИД-регулятора можно представить в операторной форме:

R(s) = K + + T_dp = K(1 + + p)

где р – комплексная частота.

Расчет:

время, мин	t печи 1,
	23,2
	27,8
	55,8
	72,8
	69,5
	63,2
	57,6
	53,1
	54,7
	73,9
	86,0
	83,5
	75,8
	71,4
	72,0
	77,9
	96,3
	105,9
	102,4
	95,3
	91,7
	92,5

Средняя температура печи № 2 = 23,4