Типовые звенья: интегрирующее и дифференцирующее

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 14Следующая ⇒

Интегральными звеньями называются такие звенья, в которых выходная величина пропорциональна интегралу во времени от входной величины. Дифференциальное уравнение интегрирующего звена имеет вид:

dy/dt=kx, Из уравнения следует, что в интегрирующем звене скорость изменения выходной величины пропорциональна входной величине.

Передаточная функция интегрирующего звена: Py=kx; y/x=k/P; W(p)=k/P; Переходная характеристика интегрирующего звена показана на рис.

В отличие от других звеньев, интегрирующее звено не приходит в равновесное состояние при скачкообразном изменении входной величины. Если усилительное, апериодическое, колебательное звенья имеют статическую характеристику, и, следовательно, в равновесных состояниях — однозначную зависимость выходной величины от входной, то интегрирующее звено этого не имеет. Поэтому усилительное, апериодическое и колебательные звенья называются статическими, а интегрирующее — астатическим. Уравнениями интегрирующего звена описывается поведение ненагруженных электродвигателей, которые быстро набирают обороты, нагревательных элементов, операционных усилителей. Дифференциальное звено

Называется такое типовое звено, в котором выходная величина пропорциональна производной во времени от входной величины. Различают идеальные и реальные дифференциальные звенья. Идеальные дифференциальные звенья характеризуются следующим уравнением: y=k*dx/dt; y=kPx; y/x=kP; W(p)=kP. Практически нет идеальных звеньев, так как возмущение на вход звена нельзя подать мгновенно. Рис. Уравнение реального дифференциального звена: T*(dy/dt)+y=kT*(dx/dt); Переходный процесс в реальном звене при подаче на вход скачкообразного возмущения описывается интегральным уравнением: y=kxe^-t/T; Передаточная функция: TPy+y=kTPx; y(TP+1)=kTPX; W(p)=y/x=kTP/TP+1; Чем больше значение коэффициента k, тем ближе такое звено к идеальному дифференцирующему звену. Чем больше T, тем ближе реальное звено к идеальному усилительному звену. Таким образом, реальное дифференциальное звено занимает промежуточное положение между усилительным и идеальным дифференциальным звеном, в зависимости от величин T и k.

Выше рассматривались звенья только с одной входной и одной выходной величинами. Однако большое число реальных химико-технологических объектов, а также систем регулирования представляют собой соединения звеньев, имеющих несколько входных и выходных величин. Анализ таких звеньев более сложен

БИЛЕТ

Термоэлектрические термометры (термопары).

Первичным преобразователем (датчиком) термоэлектрического термометра служит термопара, состоящая из двух разнородных проводников

Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте, заключающемся в том, что в замкнутой цепи, состоящей из двух или нескольких разнородных проводников, возникает электрический ток, если хотя бы два места соединения (спая) проводников имеют разную температуру.

Спай с температурой t называется рабочим (горячим) и помещается в зону измерения температуры, а второй спай с постоянной температурой t₀ — свободным (холодным), эта чаще всего температура того места, где находится измерительный прибор. Проводники A и B называются термоэлектродами.

Термоэлектрический эффект объясняется присутствием в металле свободных электронов, число которых в единице объема различно для разных металлов.

Электрическое поле, возникающее в месте соприкосновения проводников, препятствует этой диффузии, и когда скорость диффузии электронов станет равна скорости их перехода из металла В в металл А, наступит состояние подвижного равновесия. В таком состоянии между электродами А и В возникает некоторая разность потенциалов.

Промышленные типы термопар.

Платинородий(10% родия)-платиновая термопара (тип ТПП) (от 0 до 1300 ⁰С) надежно работает в нейтральной и окислительной средах, но быстро разрушается в восстановительной атмосфере, особенно в присутствии окислов металла и кремнезема вблизи термопары. Вредно действуют на платину пары металла и углерод (особенно окись углерода). Поэтому при промышленных измерениях необходима тщательная изоляция термопары от непосредственного воздействия измеряемой среды. Термопара ТПП при правильной эксплуатации сохраняет постоянство своей градуировки в течение весьма длительного времени. Однако т.э.д.с., этой термопары мала по сравнению с другими термопарами. Термопары ТПП применяются при температурах до 1600 ⁰С.

Платинородий (30% родия) - платинородиевая (6% родия) термопара (тип ТПР) (от 300 до 1600 ⁰С). Особенность термопары в том, что она применяется для измерения самых высоких температур — до 1800 ⁰С и развивает очень малую т.э.д.с. (0, 04 мВ при 120 ⁰С и 0, 002 мВ при 20 ⁰С).

Термопары платиновой группы ТПП и ТПР изготовляются обычно в виде проволоки диаметром 0, 5 или 1 мм и изолируются фарфоровыми бусами или фарфоровыми трубками.

Хромель-алюмелевая термопара (типа ТХА) (от –50 до 1000 ⁰С) наиболее устойчива из всех неблагородных термопар. Она применяется для измерения температуры до 1300 ⁰С. Зависимость т.э.д.с. этой термопары от температуры близка к линейной. Большое содержание никеля в сплаве обеспечивает стойкость термопары против окисления и коррозии. Восстановительная среда вредно действует на хромель-алюмелевую термопару.

Термопара из сплавов НК-СА (типа ТНС) обладает характерной особенностью, заключающейся в том, что она не требует введения поправки на температуру холодных спаев, так как т. э.д.с., развиваемая термопарой до 200 ⁰С, практически равна нулю. Верхний температурный предел 1000 ⁰С.

Хромель(89% Ni)-копелевая(45% Ni) термопара (типа ТХК) (от-50 до 600 ⁰С) развивает наибольшую т.э.д.с. из всех стандартных термопар, что позволяет изготовлять термоэлектрические термометры с узкой температурной шкалой. Применяется для измерения температуры до 800 ⁰С. Стандартные термопары ТХА, ТНС, ТХК изготовляются из проволоки диаметром 0, 7–3, 2 мм и изолируются керамическими бусами.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒