Порядок выполнения лабораторной работы

На рис.18 представлена схема соединения блоков управления лабораторной установки.

Рис.18 Схема соединения блоков управления лабораторной установки

1 – блок аналого-цифрового преобразователя «EasyPort USB», 2 – устройство связи с

контроллером «I/O terminal Syslink», 3 – кабель связи, 4 – блок передачи аналоговых

сигналов, 5 - кабель передачи аналоговых сигналов, 6 – блок питания «Power supply 24 V DC, 4,5 A», 7 – провода напряжения питания (красный и синий), 8 – кабель «USB» для связи с персональным компьютером.

Шаг 1. Включите тумблер пилота «НАПРЯЖЕНИЕ 220 В».

Шаг 2. Включите тумблер на системном блоке компьютера «ВКЛ».

Шаг 3. На экране компьютера нажмите кнопку «ОК» USER1.

Шаг 3. После загрузки ОС WINDOWS включите на стенде тумблер «POWER 24 V»

Шаг 4. На экране компьютера двойным нажатием левой клавиши мыши загрузите программу «FluidLab – PAV3.0 Compact Workstation».

Рис. 19 Меню программы «FluidLab - PA V3.0 Compact Workstation»

Шаг 5. Если в открывшемся меню программы «FluidLab - PA V3.0 Compact Workstation» имеется надпись « no communication EasyPort ». Необходимо присоеди-нить кабель «EasyPort USB» (белого цвета) к компьютеру и щелкнуть левой кнопкой мыши на кнопке «Initialize», мерцающие сигналы указывают, что устанавливается программное обеспечение блока «EasyPort» и появляется изображение блока.

Шаг 6. Если не появляется изображение блока «EasyPort» и имеется надпись

« no communication EasyPort », необходимо отсоединить кабель «EasyPort USB» от компьютера и снова повторить шаг 5.

Шаг 7. Если появилось изображение блока «EasyPort» и имеется надпись

«EasyPort USB», подведите курсор к кнопке «SETUP» и щелкните левую кнопку мыши.

Появится меню программы калибровки каналов измерения рис.20.

Рис.20 Меню «SETUP»

1-каналы измерения, 2- выходной сигнал (В), 3- коэффициент усиления, 4- смещение, 5- фильтр, 6 – расчетное значение, 7 – размерность, 8 –максимальное значение, 9 – световая сигнализация, 10 – тумблеры, 11 – движок потенциометра, 12 – регулирование

напряжения.

Рис.21 Тумблеры и световая сигнализация

Шаг 8. Для калибровки ультразвукового уровнемера по каналу измерения высоты уровня жидкости в баке 102 необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю. Когда вода в верней емкости достигнет отметки 10 мм., вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши.

Шаг 9. Необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 и установить уровень воды в верхнем баке102 на отметке 0 мм.. Записать выходной сигнал уровнемера Umin в вольтах, который соответствует минимальному уровню воды Lmin=0 мм.

Шаг 10. Вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю. Когда вода в верхней емкости достигнет отметки 300 мм., вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши.

Шаг 11. Необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 и установить уровень воды в верхнем баке102 на отметке Lmax.= 293 мм. Записать выходной сигнал уровнемера Umax=10(±0,01) в вольтах, который соответствует зоне уверенного приема сигнала, и записать Lmаx в миллиметрах в окно рис.20 (п.8).

Шаг 12. Необходимо решить уравнения:

Lmin = К_L Umin + b_L (1)

Lmax = К_L Umax + b_L (2)

Определить (Factor) коэффициент усиления К_L и (Offset) смещение b_L и подставить их значения в соответствующие окна меню рис.20 (п.3, п.4).

. Шаг 13. Выполнить поверку канала измерения уровня воды в баке 102 ультразвуковым уровнемером. С помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 на фиксированных отметках. Записать в таблицу выходной сигнал уровнемера Uк в вольтах, расчетное значение уровня Lк в миллиметрах.

№	Уровень воды в баке Lб (мм)	Выходной сигнал UК (В)	Уровень расчетный LК (мм)	Абсолютная ошибка Δ Lб = Lб -LК (мм)	Приведенная погрешность φ=(Lб -LК )/(LМАХ –LMIN) (%)
1	293
2	280
3	265
4	250
5	235
6	220
7	205
8	190
9	175
10	160
11	143
12	128
13	112
14	95
15	78
16	62
17	45
18	28
18	10
20	0

Шаг 14. По полученным экспериментальным данным оценить результаты измерения.

Вычислить среднее арифметическое значение приведенных погрешностей измерения, вычислить оценку среднего квадратического отклонения приведенных погрешностей измерения, вычислить доверительные границы приведенных погрешностей измерения при заданной вероятности Р=0,95 и проверить гипотезу о том, что результаты измерений принадлежат закону распределения Стьюдента.

Шаг 15. Для калибровки ультразвукового уровнемера по каналу измерения расстояния от датчика уровня до поверхности жидкости в баке 102 необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю. Когда вода в верней емкости достигнет отметки 10 мм., вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши.

Шаг 16. Необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 и установить уровень воды в верхнем баке102 на отметке 0 мм.. Записать выходной сигнал уровнемера U в вольтах, который соответствует максимальному расстоянию до поверхности воды

Dmах=340 мм.

Шаг 17. Вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю. Когда вода в верхней емкости достигнет отметки 300 мм., вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши.

Шаг 18. Необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 и установить уровень воды в верхнем баке102 на отметке Dmin.= 47 мм. Записать выходной сигнал уровнемера Umax=10(±0,01) в вольтах, который соответствует зоне уверенного приема сигнала, и записать Dmах=340 мм. в миллиметрах в окно рис.20 (п.8).

Шаг 19. Необходимо решить уравнения:

Dmах = К_D Umin + b_D (1)

Dmin = К_D Umax + b_D (2)

Определить (Factor) коэффициент усиления К_D и (Offset) смещение b_D и подставить их значения в соответствующие окна меню рис.20 (п.3, п.4).

. Шаг 20. Выполнить поверку канала измерения расстояния до поверхности воды в баке 102 ультразвуковым уровнемером. С помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 на фиксированных отметках.. Записать в таблицу выходной сигнал уровнемера Uк в вольтах, расчетное значение расстояния до поверхности воды Dк в миллиметрах.

№	Расстояние до воды в баке Dб (мм)	Выходной сигнал UК (В)	Расстояние до воды расчетное DК (мм)	Абсолютная ошибка Δ Dб = Dб -DК (мм)	Приведенная погрешность φ=(Dб -DК)/ (DМАХ –DMIN) (%)
1	47
2	60
3	75
4	90
5	105
6	120
7	135
8	150
9	165
10	180
11	197
12	212
13	228
14	245
15	262
16	278
17	295
18	312
19	330
20	340

Шаг 21. По полученным экспериментальным данным оценить результаты измерения.

Вычислить среднее арифметическое значение приведенных погрешностей измерения, вычислить оценку среднего квадратического отклонения приведенных погрешностей измерения, вычислить доверительные границы приведенных погрешностей измерения при заданной вероятности Р=0,95 и проверить гипотезу о том, что результаты измерений принадлежат закону распределения Стьюдента.

Шаг 22. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора S112 уровня воды в баке 102, необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю. Когда вода в верней емкости достигнет поплавка сигнализатора уровня, он начнет подниматься и выключится зеленый свет индикатора 4 (рис.21) т.е. контакты сигнализатора разомкнутся. Необходимо вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора.

Шаг 23. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора S112 уровня воды в баке 102, необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 и установить уровень воды в верхнем баке102 на отметке, когда поплавок опустится и индикатор 4 (рис.21) загорится зеленым светом. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора. Для определения среднего значения диапазона срабатывания сигнализатора S112 уровня воды в баке 102 необходимо повторить испытания шаг 22 и шаг 23.

Шаг 24. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора S111 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V110 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ», вода будет перекачиваться из верхней емкости в нижнюю. Когда вода в емкости 101 достигнет поплавка сигнализатора S111 уровня, он начнет подниматься и выключится зеленый свет индикатора 1 (рис.21) т.е. контакты сигнализатора разомкнутся. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора.

Шаг 25. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора S111 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю поплавок сигнализатора уровня начнет опускаться и включится зеленый свет индикатора 1 (рис.21) т.е. контакты сигнализатора замкнутся. Необходимо вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора. Для определения среднего значения диапазона срабатывания сигнализатора S111 уровня воды в баке 101 необходимо повторить испытания шаг 24 и шаг 25.

Шаг 26. Для определения диапазона срабатывания емкостного сигнализатора В113 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V110 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ», вода будет перекачиваться из верхней емкости в нижнюю. Когда вода в емкости 101 достигнет сигнализатора уровня В113 включится зеленый свет индикатора 3 (рис.21) и загорится желтый свет индикатора на корпусе сигнализатора В113, т.е. контакты сигнализатора замкнутся. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора.

Шаг 27. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора В113 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю уровень воды в нижней емкости 101 начнет опускаться и выключится зеленый свет индикатора 3 (рис.21) и погаснет желтый свет индикатора на корпусе сигнализатора В113, т.е. контакты сигнализатора разомкнутся. Необходимо вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора. Для определения среднего значения диапазона срабатывания сигнализатора В113 уровня воды в баке 101 необходимо повторить испытания шаг 26 и шаг 27.

Шаг 28. Для определения диапазона срабатывания емкостного сигнализатора В114 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V110 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ», вода будет перекачиваться из верхней емкости в нижнюю. Когда вода в емкости 101 достигнет сигнализатора В114 уровня включится зеленый свет индикатора 4 (рис.21) и загорится желтый свет индикатора на корпусе сигнализатора В114, т.е. контакты сигнализатора замкнутся. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора.

Шаг 29. Для определения диапазона срабатывания сигнализатора В114 уровня воды в нижнем баке 101, необходимо вентиль V101 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Включится насос и вода будет перекачиваться из нижней емкости в верхнюю уровень воды в нижней емкости 101 начнет опускаться и выключится зеленый свет индикатора 4 (рис.21) и погаснет желтый свет индикатора на корпусе сигнализатора В114, т.е. контакты сигнализатора разомкнутся. Необходимо вентиль V101 «ЗАКРЫТЬ», тумблер 3 выключить, для этого подведите курсор к тумблеру 3 (рис.21) и щелкните левой клавишей мыши. Зафиксируйте уровень воды в миллиметрах, при котором произошло срабатывание сигнализатора. Для определения среднего значения диапазона срабатывания сигнализатора В114 уровня воды в баке 101 необходимо повторить испытания шаг 28 и шаг 29.