Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Автоматика и автоматизированные системы управления технологическими процессами Лабораторный практикум

для студентов технологических специальностей пищевой промышленности

Могилев 2011

УДК 65.011.66

На заседании кафедры автоматизации технологических процессов и производств

Протокол №10 от 04.03.2011

УМК по химико-технологическому профилю специальностей

Протокол № 4от14.03.2011

Составители:

В.И. Никулин, М.М. Кожевников, Е.А. Колюкович

Рецензент

доктор технических наук, доцент УО МГУП Н.Н. Дорогов

Лабораторный практикум предназначен для использования студентами технологических специальностей пищевой промышленности дневной и заочной форм обучения при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Автоматика и автоматизированные системы управления технологическими процессами».

Приведены теоретические сведения, методические указания к самостоятельной подготовке и проведению работ, а также вопросы для самопроверки.

©УО«Могилевский государственный университет продовольствия», 2011

Содержание

1 Общие положения

Лабораторный практикум по курсу «Автоматика и автоматизированные системы управления технологическими процессами» проводится в соответствии с предусмотренным планом количеством часов и графиком, составленным для каждой учебной группы. Перечень лабораторных работ для каждой специальности утвержден в рабочих программах.

На первом занятии студенты проходят инструктаж по технике безопасности при выполнении лабораторных работ, о чем делается запись в соответствующем журнале.

К началу лабораторного занятия студент обязан ознакомиться с содержанием и методикой выполнения предстоящей работы, как по настоящим методическим указаниям, так и по рекомендуемым литературным источникам. Особое внимание следует обратить на устройство и принцип действия приборов, уяснить смысл физических явлений, описываемых фундаментальными законами сохранения вещества и энергии, которые положены в основу работы приборов и устройств автоматики. Необходимо также подготовить протоколы и таблицы для записи экспериментальных данных. Студент, не подготовленный к занятию, к работе не допускается.

2 Методические указания по проверке работоспособности и градуировке контрольно-измерительных приборов

При измерении любой физической величины с помощью различных средств измерений, как бы тщательно не осуществлялось измерение, невозможно получить результат, свободный от искажений. Эти искажения могут возникать вследствие несовершенства применяемых методов и средств измерений, влияния на показания прибора условий измерения и ряда других причин. Искажения, сопровождающие всякое измерение, обусловливают погрешности измерений – отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины.

Абсолютная погрешностьизмерениявыражается в единицах измеряемой величины и определяется по формуле

, (2.1)

где А– значение, полученное при измерении;

А₀– истинное значение измеряемой величины.

Поскольку истинное значение измеряемой величины остается неизвестным, в качестве А₀условно принимают значение, называемое действительным, которое получено с помощью метода или прибора более высокой точности.

Относительная погрешность, %, определяется по формуле

. (2.2)

Приведенной погрешностьюназывается отношение абсолютной погрешности измерения к полному размаху шкалы прибора. Приведенная погрешность ,%, вычисляется по формуле

, (2.3)

где А_ниА_к– показания прибора в начале и конце шкалы.

Вариациейназывается наибольшая экспериментально полученная разность между показаниями измерительного прибора, соответствующая одному и тому же действительному значению измеряемой величины при прямом и обратном ходах (в неизменных условиях измерения). ВариацияВ выражается в единицах измеряемой величины и вычисляется по формуле

, (2.4)

где А_пр иА_обр– показания измерительного прибора при прямом и обратном ходе.

Вариация вызываются трением в механизме прибора, зазорами (люфтами) в кинематических парах, гистерезисом, остаточными деформациями в упругих элементах прибора и т.п.

Вариация, выраженная в процентах от размаха шкалы прибора, называется приведенной вариациейи должна быть меньше допустимой основной погрешности прибора. Приведенная вариация В_пр,%, вычисляется по формуле

(2.5)

Метрологической характеристикой точности большинства технических средств измерений являются пределы основной и дополнительной погрешностей. Основнойпогрешностью называется погрешность средства измерения, используемого в нормальных условиях его эксплуатации, определяемых ГОСТами или другими техническими условиями на средства измерений. Под нормальными понимают такие условия эксплуатации прибора, при которых влияющие на измерение величины (температура, давление, влажность окружающего воздуха, напряжение питания, уровень вибраций и т.п.) находятся в пределах допустимых значений.Дополнительнойназывается погрешность, возникающая при выходе параметров, характеризующих условия эксплуатации прибора, за область допустимых значений. Под пределами основной и дополнительной погрешности понимают наибольшую (без учета знака) соответствующую погрешность средства измерений, при которой оно может быть признано годным и допущено к применению. Пределы допустимых основной и дополнительной погрешностей средств измерений устанавливаются в виде абсолютных и приведенных погрешностей.

Класс точности– это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допустимых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющих на их точность, значения которых регламентируются стандартами. Под классом точности понимают число, соответствующее абсолютной величине допустимой основной приведенной погрешности. Это число приводится на шкале прибора или в его технической характеристике. Классы точности приборов выбираются из ряда:

К=(1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0) 10^-n,

где n= 0;1;2;...

Приборы для автоматического контроля выпускаются классом точности от 0,2 до 4,0.

Для определения фактической погрешности измерительных приборов их периодически подвергают поверке. Поверкойназывается комплекс мероприятий, проводимых с целью установления работоспособности прибора и достоверности его показаний. Поверка измерительных приборов заключается в определении его наибольшей приведённой погрешности и сравнении ее с классом точности данного прибора. Прибор считается годным для эксплуатации, если его наибольшая приведенная погрешность и вариация, определяемая по формуле (2.5), не превышают присвоенный ему класс точности.

Для выполнения поверочных операций необходимо располагать измерительными устройствами более высокого класса точности: класс точности поверяющего прибора должен быть на 3-5 классов выше класса точности поверяемого прибора. Приведенная погрешность и вариация определяются для всех оцифрованных отметок шкалы поверяемого прибора при прямом и обратном ходах измерений. Данные поверки заносятся в протокол.

Градуировкойизмерительного прибора называется операция, посредством которой делениям шкалы прибора присваиваются значения, выраженные в единицах измеряемой величины.