разд.матерТТ / Раз.м.ТТ-14 / Разное / EMA_EMEA

Рабочая программа учебной дисциплины

Ф ТПУ 7.1-21/01

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Томский политехнический университет"

Электротехнический институт

Утверждаю:

Директор ЭЛТИ

_______________ А.П. Суржиков «____»_______ 2007

Электромеханические элементы автоматики

Рабочая программа для направления 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» Электротехнический институт

Обеспечивающая кафедра – Электрические машины и аппараты (ЭМА)

Курс –4 Семестры – 7

Учебный план набора 2002 года с изменениями 2004 года

Распределение учебного времени

Лекций	– 32 часов
Лабораторные занятия	– 16часов
Практические (семинарские) занятия	---
Курсовой проект в __ семестре
Курсовая работа в __ семестре
Всего аудиторных занятий	48–часов
Самостоятельная (внеучебная) работа	48–часов
Общая трудоемкость	–96часов
Экзамен в шестом семестре
Зачет в __ семестре
Дифзачет в __ семестре

2007

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

Аннотация

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

140600(б)

Каф. ЭМА ЭЛТИ Доцент, к.т.н. Цукублин Анатолий Борисович

Тел. [phone], e-mail: [e-mail].

Цель: изучение студентами обширной группы специальных устройств, работающих в системах управления и автоматического регулирования электроприводами, в системах автоматики, вычислительной техники, робототехники и телеметрии. Большое внимание в курсе уделяется обеспечению точности рабочих процессов элементов систем автоматики, а также их схемному и конструктивному решению.

Содержание: устройства и принципы работы различных элементов автоматических устройств переменного и постоянного тока, определение их параметров, режимов работы, основных характеристик.

Курс 4 (7 сем.- экзамен).

Всего 96 ч, в т.ч. лк-38 ч, лб-24 ч.

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

Предисловие

1.Рабочая программа составлена на основе ГОС по направлению 140600 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», утвержденного 27.03. 2000 г. регистрационный номер № 207 тех/дс.

РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры электрических машин и аппаратов 03.09.06 протокол №.7

2.Разработчик: доцент кафедры ЭМА _______________ А.Б.Цукублин

3.Зав. обеспечивающей кафедры ЭМА ______________ О.Л.Рапопорт

4.Рабочая программа СОГЛАСОВАНА И СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.

Зав. выпускающей кафедры ЭМА __________ О. Л. Рапопорт

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1 . Цели преподавания дисциплины

Целью преподавания дисциплины является знакомство студентов с обширной группой типовых элементов: датчиков электрических и не электрических величин, согласующих элементов, исполнительных устройств и усилителей, работающих в системах автоматики, вычислительной техники, робототехники и телеметрии и являющихся основными в схемах управления и системах обратной связи. Большое внимание в курсе уделяется обеспечению точности рабочих процессов этих элементов, а также точности схем управления, построенных на их базе. Знание подобных проблем необходимо студентам, специализирующимся в области электромеханики.

В результате изучения курса студенты должны:

иметь представление:

-о связи дисциплины с другими дисциплинами учебного плана по данной специальности;

-о месте и роли элементов систем автоматики в автоматизации промышленного производства;

-о классификации элементов систем автоматики;

-об основных направлениях в развитии элементов систем

-о некоторых устройствах специального назначения

знать:

- параметры, статические и динамические характеристики различных элементов автоматики, принципы построения различных аналоговых и цифровых элементов, состав и принципы функционирования основных элементов автоматических систем;

- функциональные и точностные свойства элементов и схем, составленных из них, методы расчета и анализа схем;

основные стандарты, условные буквенные и графические обозначения - элементов и устройств.

иметь опыт (владеть):

-составлением структурных и функциональных схем несложных устройств автоматики, оценивать их достоинства и недостатки;

-рассчитывать и осуществлять стыковку различных элементов, датчиков и преобразующих элементов;

-пользоваться стандартами при выполнении технической документации, использовать стандартную терминологию

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

Дисциплина «Элементы систем автоматики» (ЭСА) объединяет ранее полученные знания из дисциплин «Электрические машины», «Электрические аппараты », «Метрология» в единое целое, необходимое для понимания построения и анализа схем управления и регулирования электротехническими устройствами.

В результате изучения дисциплины «ЭСА» будущие специалисты приобретают знания, умения и определенный опыт, необходимые для дальнейшей инженерной деятельности.

Изучение дисциплины базируется на знаниях физики, высшей математики, теоретических основ электротехники, общей теории электрических машин и метрологии.

1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины

Для достижения целей при аудиторной и самостоятельной работе студентов используется полный набор методического материала: лекции, методические разработки и контрольные задания для проверки знаний студентов, методические разработки по лабораторным работам, методические разработки и контрольные задания для самостоятельной работы студентов.

Особую значимость в достижении цели обучения приобретает лабораторный практикум, где студентами приобретаются навыки самостоятельной работы со сложными электромеханическими системами, практически изучаются возможные способы управления и контроля.

Для закрепления теоретических знаний , полученных на лекциях, в курсе предусмотрено выполнение домашних заданий.

2.СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

2.1Содержание лекционных занятий (38 часа )

2.1.1.Введение.(1 час.)

Понятие и классификация элементов автоматики. Влияние элементной базы на развитие автоматизации. Характеристики и параметры элементов автоматики.

2.1.2. Электромагнитные и электромеханические датчики линейных и угловых перемещений (5 часов)

Принципы формирования, основные функциональные и точностные характеристики электромагнитных и электромеханических датчиков. Потенциометрические датчики и их сравнение с электромагнитными.

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

Индуктивные измерительные преобразователи. Однотактный индуктивный датчик перемещения. Принцип действия и характеристики Двухтактные индуктивные датчики перемещений, Дифференциальная и мостовая схема ИИП. Принципы действия, характеристики, точностные показатели. Параметры промышленных ИИП.

Трансформаторные индуктивные измерительные преобразователи. Основные типы и их принципы действия. Датчики ферродинамического типа. Микросин. Принципы функционирования, параметры, точностные показатели.

Промышленные трансформаторные датчики и их параметры.

2.1.3.Системы отсчета и передачи угла (4 часа)

Системы отсчета угла с амплитудными преобразователями: синускосинусные поворотные трансформаторы (СКПТ ) в режимах в режимах функциональных преобразователей. Редуктосины, индуктосины. Принципы работы многополюсных контактных и бесконтактных поворотных трансформаторов. Сельсины. Однофазные сельсины в индикаторном и трансформаторном режимах. Одноканальные схемы передачи угла на СКПТ и сельсинах. Точность одноканальной системы. Двухканальная система передачи угла. Принцип функционирования, синхронизирующие устройства ( селектор ). Электрическая редукция.

2.1.4. Датчики частоты вращения (4 часа)

Тахогенераторы постоянного и переменного токов. Выходные характеристики и погрешности тахогенераторов. Передаточные функции тахогенераторов. Фотоимпульсные измерители частоты вращения. Основные схемные решения, разрешающая способность, точность. Дифференцирующие датчики частоты вращения.

2.1.5. Датчики тока и потокосцепления (4 часа)

Основные методы измерения тока и потокосцепления в силовых цепях и устройствах. Схемы с преобразованием сигнала. Датчики тока на базе магнитодиодов . Трансформаторы тока и датчики на их базе. Преобразователи Холла. Измерительные резисторы.

2.1.6. Согласующие элементы (4 часа)

Назначение и функциональные требования к согласующим элементам. Фазовый детектор. Режимы работы, основные характеристики в амплитудном и фазовом режимах, передаточные функции. Цифроаналоговые преобразователи. Назначение, основные требования, основные схемные решения. Передаточные коэффициенты. Аналого-цифровые преобразователи.

2.1.7. Преобразователи сигналов (4 часа)

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

Операционные усилители. Основные свойства. Положительная и отрицательная обратные связи. Дифференциальный усилитель, генераторы. Основные схемные решения, свойства.

2.1.8. Задающие и сравнивающие элементы (5 часов)

Назначение и классификация. Основные требования, основные требования. Задающие устройства: потенциометрические, бесконтактные. Сравнивающие элементы. Аналоговые элементы сравнения. Цифровые элементы сравнения. Комбинированные элементы сравнения

2.1.9. Магнитные усилители.(6 часов)

Принципиальные и схемные решения. Коэффициент усиления. Обратные связи в магнитных усилителях. Применение МУ в системах автоматики.

		2.1.10. Государственная система промышленных приборов и средств
ав		томатизации.(1 час)
		Элементы и состав Государственного стандарта приборов и устройств
автоматики и унифицированной блочной системы регулирования
		3 СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
		3.2 ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
		Количество часов	ауд.	ср
1.Исследование потенциометрических датчиков-			2 час.	1 час.
2.Исследование магнитных усилителей -			2 час.	1 час.
3.	Исследование датчиков неэлектрических величин		4 час.	2 час.
4.	Испытание датчиков линейных перемещений		4 час.	2 час.
5.	Испытание датчиков угловых перемещений		4 час.	2 час.
6 Исследование поворотных трансформаторов			4 час.	2 час.
7.	Исследование датчиков угловых перемещений на сельсинах 4 час.			2 час.

4 ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Индивидуальная (внеаудиторная) работа студентов состоит в проработке лекционного материала, в подготовке к лабораторным занятиям, а также в изучении тем, выносимых на самостоятельную проработку, в выполнении домашних индивидуальных заданий и курсового проекта. Программа самостоятельной работы включает следующие пункты:

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

1.	Текущая проработка лекционного материала по учебникам
	и конспектам	-	16 часов
2.	Самостоятельное изучение теоретических вопросов	-	6 часов
3.Подготовка к лабораторным занятиям		-16 часов
4.	Выполнение домашних заданий	- 10 часов
	Итого:		48 часа

Проработка и усвоение лекционного материала контролируется проведением контрольных работ и защитой домашних заданий предусмотренных рейтинг планом изучения дисциплины.

Лабораторные работы проводятся после распределения студентов учебных групп по бригадам (не более 3-4 человек). Выполнение лабораторной работы оценивается баллами ( не более 40% полной оценки лабораторной работы). При этом принимается во внимание уровень знаний, способность к проведению исследований, а также практические умения, качество исследований и организованность при работе.

Подготовка к лабораторным занятиям предусматривает проработку теоретического материала по теме предстоящей лабораторной работы, изучение конструкции, принципа действия и основных характеристик исследуемого элемента, программы испытаний, осмысление практических действий при выполнении лабораторной работы на основании методических указаний к ней. Контроль качества подготовки к лабораторной работе осуществляется путём опроса студента и проверки рабочей тетради или заготовки отчета перед допуском его к испытательному стенду. После предоставления отчёта студент обязан защитить результаты и выводы по выполненной работе, при этом он имеет возможность повысить оценку проведенной работы до 100% отведенных для нее баллов.

4.1 РАЗДЕЛЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ПРОРАБОТКУ

1. Многоканальные системы передачи углового положения на поворотных трансформаторах

5.ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗУЧЕНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Текущий контроль знаний студентов при изучении дисциплины проводится с целью проверки прочности усвоения материала и правильности понимания ими сущности рассматриваемых вопросов, а также с целью

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

получения информации о возможно необходимой корректировке в изложении тех или иных тем и разделов.

Контроль результатов изучения дисциплины осуществляется с помощью рейтинговой системы оценки знаний студентов. В течение семестра студент должен набрать не менее 551 балла при изучении дисциплины. Суммарный бал в соответствие с рейтинг планом складывается из баллов за выполнение лабораторных работ, контрольных работ, индивидуальных домашних заданий, за защиту отчётов, за экзамен. Рубежный контроль знаний проводится после изучения того или иного модуля (раздела) дисциплины, предусмотренного рейтинг планом. Студент допускается к экзамену, если он выполнил все виды работ по плану и набрал по текущему контролю не менее 450 баллов.

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Учебно-методическое обеспечение теоретического раздела дисциплины (лекций) базируется на учебниках, препарированных образцах машин и учебных пособиях издательств «Энергоатомиздат», «Высшая школа», «Энергия», имеющихся в научно-технической библиотеке ТПУ в достаточном количестве, а также подкреплено учебным пособием и методическими указаниями по изучению дисциплины, разработанными сотрудниками кафедры «Электропривод и электрооборудование» ЭЛТИ и изданными в ТПУ. При чтении лекции используются современные технические средства обучения

6.1. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

6.1.1.Основная

1.Сапожников А.И. Элементы систем автоматики . Учебное пособие. -

Томск; Изд.ТПУ,2000.-118 с.

2.Подлесный Н.И., Рубанов В.Г. Элементы систем автоматического управления и контроля. Киев: Высш.шк.,1991.-461с.

3.Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода.- М.:Энергоатомиздат, 1987.- 224с.

6.1.2Дополнительная.

1.Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Техническая кибернетика. Кн.1. Измерительные устройства, преобразующие элементы и устройства. Колл. авторов. Под ред. В.В.Солодовникова. М.: Машиностроение,1973.-671 с.

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.

Рабочая программа учебной	Ф ТПУ 7.1-21/01
дисциплины

2.Хорьков К.А., Хорьков А.К. Электромеханические системы. Элементы канала управления. Учебное пособие. Томск: Томский государственный университет,2001.-396 с.;ил.

3.Королев Г.В. Электронные устройства автоматики. -М.: Высш.шк.,1991. - 256 с.

Дата разработки 15.05.06. Кафедра ЭМА ЭЛТИ Цукублин А.Б.