Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра автоматики и автоматизации производственных процессов

Приборы и техника измерений

Методические указания и контрольная работа

для студентов специальности 140504 факультета заочного обучения и экстерната

Санкт-Петербург 2008

УДК 621.078

Данин В.Б., Назарова В.В. Приборы и техника измерений: Метод. указания и контрольная работа для студентов спец.140504 факультета заочного обучения и экстерната. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. – 14 с.

Приведены основные разделы дисциплины «Приборы и техника изме-рений», отвечающие требованиям ГОСа, включены задания и вопросы для само-проверки.

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Ю.В. Осипов

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных

и пищевых технологий, 2008

Введение

Курс «Приборы и техника измерений» ставит целью формирование у студентов знаний современного парка приборов, использующихся для контроля за ходом технологических процессов, состоянием оборудования, качеством сырья и готовой продукции, а также навыков обработки экспериментальных данных.

Материалы по разделам курса разработаны в учебных пособиях и читаются на лекциях применительно к специальности и по источникам, список которых приводится ниже.

Дополнительный материал курса излагается студентам на лекциях в период зачетно-экзаменационной сессии.

В лекциях уделяется внимание наиболее трудным разделам и последним достижениям автоматизации технологических процессов холодильной техники, криогенных установок и систем кондиционирования воздуха.

Темы контрольных и лабораторных работ охватывают основные разделы дисциплины, что обязывает студентов систематически прорабатывать весь материал.

Для получения зачета необходимо выполнить одну контрольную и шесть лабораторных работ в период зачетно-экзаменационной сессии.

Изучение курса необходимо вести последовательно по его разделам:

1. Внимательно ознакомиться с содержанием методических указаний.

2. Прочитать литературный материал по указанной теме.

3. Изучить сущность вопроса, а затем приступить к выполнению конкретных заданий.

4. При работе над изучаемым предметом рекомендуется сос-тавлять конспект по каждой теме.

5. Усвоение каждого изученного раздела следует проверять по вопросам самопроверки.

Указания к выполнению контрольной работы № 1

Прежде чем приступить к выполнению контрольного задания, необходимо усвоить соответствующий материал.

К контрольной работе, присланной на проверку, предъявляются следующие требования:

– работа оформляется в тетради, оставляя поля не менее 3 см для замечаний рецензента, текстовая часть должна быть написана чернилами;

– схемы выполняются с помощью чертежных инструментов;

– все исправления должны быть сделаны студентом в той же тетради, но после подписи рецензента;

– не разрешается вновь переписывать работу. Исправлять ошибки необходимо в первоначальном тексте, который уже был проверен рецензентом.

Исправленный вариант работы студент должен выслать вместе с ранее составленной на нее рецензией.

Указания к проведению лабораторных работ

Лабораторные занятия способствуют приобретению практических навыков в работе со средствами автоматизации, а также исследованию систем автоматического регулирования.

На лабораторных занятиях студент знакомится с различными системами автоматического регулирования (стабилизации, программ-ными, микропроцессорными, позиционными, функциональными).

Студент допускается к выполнению лабораторных работ при наличии зачтенной контрольной работы, которая должна быть представлена не позднее чем за 15 дней до начала лабораторно-экзамена-ционной сессии.

При выполнении лабораторных работ на данной кафедре следует пользоваться методическими указаниями к ним. Это:

– программа курса;

– предмет и задача курса.

Раздел 1. Основные понятия и определения в автоматике:

– основные понятия и определения:

– классификация автоматических систем;

– элементы автоматических систем и их общие характеристики.

Раздел 2. Средства автоматизации

Датчики температуры, давления и разрежения, перепада давления, уровня, расхода вещества и т. д. Принцип их действия, принципиальное устройство и практическое применение в холодильной, криогенной технике и СКВ.

Вторичные преобразователи: микроконтроллеры, измерители-регуляторы, измерители-регуляторы с интерфейсом, многоканальные измерители и регуляторы; обработка информации на ЭВМ.

Раздел 3. Элементы теории автоматического регулирования

Объекты регулирования, их свойства: описание простого технологического процесса обобщенным дифференциальным уравнением, решение этого уравнения; классификация простых технологических процессов по динамическим свойствам; экспериментальная проверка на модели динамических свойств объекта; динамические свойства звеньев автоматических систем; основные понятия о динамическом звене; передаточная функция звена; классификация динамических звеньев и их виды; соединения звеньев.

Раздел 4. Основные сведения о проектировании автоматизированных систем

Последовательность выполнения работ по автоматизации; разработка функциональных схем автоматизации; разработка принципиальных электрических схем.

Методические указания к разделам курса

Обратить особое внимание на развитие автоматизации в современных условиях и перспективы ее применения в холодильной технике, криогенной технике и СКВ.

Вопросы для самопроверки

1. Какова задача курса?

2. Современное состояние автоматизации в холодильной технике. Его характеристика.

3. Современное состояние криогенной техники и ее перспек-тивы.

Литература: журнал «Холодильная техника», каталожные материалы фирм «Donfoss» (Данфос), «Grosso» (Гроссо), «Овен».

При изучении материала раздела 1 необходимо обратить внимание на основные понятия и определения.

Изучить элементы автоматических систем и их характеристики.

Вопросы для самопроверки

1. Понятие объекта регулирования.

2. Что означает понятие автоматический регулятор?

3. Система автоматического регулирования. Ее характеристика.

4. Что называется параметрами объекта и что обозначают входные и выходные величины объекта с точки зрения автоматизации?

5. Понятие функциональной схемы системы автоматизации.

6. Классификация автоматической системы.

7. Назовите элементы автоматической системы

При знакомстве с разделом 2 обратите внимание на принцип действия, устройство и область применения средств автоматизации: датчики, вторичные преобразователи, вычислительные устройства, исполнительные и регулирующие органы.

Вопросы для самопроверки

1. Устройство, принцип действия и промышленное применение первичных преобразователей измерения температуры (термометров сопротивления, термопар, манометрических, дилатометрических, биметаллических).

2. Способы подключения первичных преобразователей к вторичным преобразователям.

3. Устройство, принцип действия и промышленное применение первичных преобразователей давления (мембранные, тензометрические).

4. Преобразователи давления в унифицированный сигнал.

5. Устройство, принцип действия и промышленное применение первичных преобразователей расхода (индукционные, ультразвуковые).

6. Устройство, принцип действия и промышленное применение первичных преобразователей уровня (кондуктометрические, емкостные, поплавковые).

7. Устройство, принцип действия и промышленное применение анализаторов газовой смеси.

8. В чем принцип действия и принципиальное устройство унифицированных элементов промышленной автоматики?

9. Каково назначение измерительных схем вторичных преобразователей?

10. Назначение и область применения пневматических исполнительных механизмов.

11. Назначение и область применения гидравлических исполнительных механизмов.

12. Каково назначение и область применения электромагнитных исполнительных механизмов?

13. Каково назначение и область применения электродвигательных исполнительных механизмов?

14. В чем заключается роль регулирующих органов в системе автоматического регулирования?

При изучении раздела 3 необходимо обратить внимание на динамику объектов регулирования, а также на динамику элементов автоматических систем.

Усвоить задачи теории автоматического регулирования и уяснить значение устойчивости систем автоматического регулирования.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется динамическим звеном ?

2. Передаточная функция объекта. Ее характеристика.

3. Структурная схема, ее назначение и отличие от функциональной схемы.

4. Математическое описание звена запаздывания.

5. Как исследуется динамика технологического процесса на ПК?

6. Какими параметрами характеризуется объект регулирования?

7. Понятие инерционного объекта.

8. Способы соединения звеньев.

9. Что называется законом регулирования?

10. Что означает понятие постоянной времени объекта?

11. Способы составления дифференциального уравнения системы.

12. Для чего необходимо знать передаточную функцию системы?

13. Понятие устойчивости системы. Какие критерии устойчивости применяются?

14. Классификация автоматических регуляторов. Их основные свойства.

15. В чем различие статических, астатических и изодромных регуляторов?

16. Каковы особенности позиционного регулятора?

При изучении раздела 4 следует проработать ряд существующих функциональных, электрических, пневматических схем для того, чтобы свободно читать и составлять подобные схемы.

Вопросы для самопроверки

1. Как разрабатывается функциональная схема автоматизации?

2. На основании каких данных составляется выбор средств автоматизации?

3. Как составляется принципиальная электрическая схема автоматизации?