Управление техническими системами. Туголуков Е.Н - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 1.1. Теплоотдача с
поверхности полимерной
ленты
ВВЕДЕНИЕ
Данная рабочая тетрадь для лабораторных работ предназначена для облегчения студентам инженерных специальностей
процесса подготовки к проведению, расчёту, оформлению и защите лабораторных работ по дисциплине «Управление техни-
ческими системами» (УТС).
Изучение основ УТС предполагает усвоение принципов и методов построения автоматизированных систем управления
и регулирования, их технической реализации с использованием современных технических средств, которыми оснащена ка-
федра «Техника и технологии машиностроительных производств».
В результате знакомства с теоретической базой студенты должны освоить принципы построения и функционирования
автоматизированных систем управления и регулирования; основы теории управления техническими системами; функцио-
нальное назначение технических средств, входящих в состав систем автоматического регулирования и управления; основные
методы и технические средства автоматизации типовых производственных процессов.
Полученные теоретические знания закрепляются при выполнении лабораторных работ, на которых студенты учатся ис-
пользовать современные технические структуры и средства автоматизации и управления, анализировать схемы автоматиче-
ского контроля и управления производственными процессами.
В рабочей тетради представлены четыре лабораторные работы. В лабораторных работах рассмотрены принципы и за-
коны управления техническими объектами, а также основные технические средства автоматизации (первичные преобразова-
тели, промежуточные преобразователи, микропроцессорные измерители-регуляторы, исполнительные механизмы (устройст-
ва) и др.).
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 1
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ПОВЕРХНОСТЕЙ
БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ
Цель работы
: ознакомление с методами измерения температуры поверхностей бесконтактным методом. Овладение на-
выками определения степени черноты объекта для настройки инфракрасного (ИК) пирометра.
Приборы и материалы
: ИК пирометр Optris CT, мультиметр с термопарой, персональный IBM совместимый компью-
тер, чёрная полимерная электроизоляционная лента, лабораторный штатив, угловая линейка 20 см, набор твердых тел с раз-
личной степенью черноты.
Методические указания
Преимущественно большинство систем автоматического регулирования в своем составе содержат первичные преобра-
зователи, от правильного выбора которых, как правило, зависит качество регулирования в целом.
Принцип действия ИК пирометра основан на зависимости энергетической яркости теплового излучения объекта от его
температуры. Эталонным тепловым излучателем является абсолютно чёрное тело (АЧТ). Плотность излучения любого ре-
ального тела не может быть больше плотности излучения АЧТ при той же температуре.
Для оценки излучательной способности реальных тел введено понятие степени черноты
ε
, которая определяется отно-
шением энергетических яркостей данного тела и АЧТ при одной и той же температуре. Степень черноты
ε
зависит от со-
стояния поверхности измеряемого объекта (шероховатость, загрязнённость, наличие окислов), а также от его температуры и
длины волны излучения, поэтому в большинстве случаев она может быть определена только эмпирическим путем. В связи с
этим в большинстве приборов данного класса предусмотрен ввод априорно известного значения степени черноты для после-
дующего учёта её при расчёте температуры.
Степень черноты объекта можно определить одним из следующих способов (в порядке предпочтения):
1. Определите действительную температуру объекта с помощью контактного датчика – термопары, термометра сопро-
тивления и т.д. Затем измерьте температуру с помощью пирометра и подберите такую степень черноты, чтобы показания
пирометра совпали с показаниями контактного датчика.
2. При сравнительно низких температурах объекта (до 250 °С) можно наклеить на участок поверхности объекта ленту
чёрного цвета (например, электроизоляционную). Затем измерьте температуру ленты с помощью пирометра при установ-
ленной степени черноты 0,95. После этого измерьте с помощью пирометра незакрытую лентой часть объекта и подберите
такую степень черноты, чтобы показания пирометра совпали с результатом измерения температуры ленты.
3. Если часть объекта может быть окрашена, окрасьте ее матовой чёрной краской, которая имеет степень черноты около
0,98. Затем измерьте температуру окрашенного участка с помощью пирометра при установленной степени черноты 0,98.
После этого измерьте с помощью пирометра неокрашенную часть объекта и подберите такую степень черноты, чтобы пока-
зания пирометра совпали с результатом измерения на окрашенном участке.
Использование последних двух способов справедливо только для случая определения степени черноты при температуре
образца, равной температуре окружающей среды. Это вызвано теплоотдачей с поверхности полимерной ленты (краски) в
окружающую среду, что ведёт к появлению температурного градиента в полимерной ленте (слое краски). В итоге темпера-
тура на поверхности полимерной ленты (краски) будет отличаться от температуры поверхности образца рис. 1.1.
Температуру поверхности образца в данном
случае можно определить из теплового баланса:
)()(
окрп.лп.лп.о
tttt −α=−
δ
λ
, (1.1)
t
окр

Страницы