Методичні рекомендації до виконання контрольної роботи №1 (в рамках самостійної роботи студентів)

Скачати 478.48 Kb.

Назва	Методичні рекомендації до виконання контрольної роботи №1 (в рамках самостійної роботи студентів)
Сторінка	1/2
Дата конвертації	11.08.2013
Розмір	478.48 Kb.
Тип	Методичні рекомендації

skaz.com.ua > Інформатика > Методичні рекомендації

1 2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ

Рег. № _______________

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до виконання контрольної роботи №1

(в рамках самостійної роботи студентів)

з дисципліни «Основи збору, передачі і обробки інформації»

для студентів денної форми навчання спеціальностей

091401 – «Системи управління і автоматики»,

050201 – «Системна інженерія»

Херсон, 2009

Методичні рекомендації до виконання контрольної роботи №1 (в рамках самостійної роботи студентів) для судентів денної форми навчання з дисципліни «Основи, збору, обробки і передачі інформації» / В.С. Димов. – Херсон, ХНТУ, 2009. – 23 с.
Друкується за рішенням науково-методичної комісії факультету кібернетики Херсонського національного технічного університету.

Затверджено

на засіданні кафедри Технічної кібернетики

протокол № 9 від «16» 02 2009 р.
зав. кафедрою __________ О.М. Бражник

Відповідальний за випуск – О.М. Бражник, к.т.н, доц., зав. кафедрою ТК

ЗМІСТ

Вступ ......................................................................................................	4
Завдання №1 ...........................................................................................	5
Завдання №2 ...........................................................................................	7
Завдання №3 ...........................................................................................	8
Завдання №4 ...........................................................................................	10
Завдання №5 ...........................................................................................	11
Додаток А ................................................................................................	13
Додаток Б .................................................................................................	18
Література ................................................................................................	23

ВСТУП
Темою роботи являється розрахунок параметрів датчиків різних фізичних величин.

Датчиком називають пристрій, що виконує перетворення вимірюваної або контрольованої фізичної величини у фізичну величину іншого роду, зручного для подальшого використання.

Основне призначення датчиків – перетворення різних фізичних величин в електричні величини (напруга, струм, частота).

Через те, що датчики зазвичай встановлюються безпосередньо на об'єкті контролю і виявляються під впливом несприятливих зовнішніх чинників, до датчиків пред'являються достатньо жорсткі вимоги до точності і стабільність перетворень.
Варіанти завдань на контрольну роботу наведені в додатку А. Номера вариантів задаються викладачем. Контрольна робота оформлюється на аркушах формату А4. При оформленні слід керуватися ДСТУ 3008-95 “ДОКУМЕНТАЦІЯ. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення”. Допускається для виконання звіту використовувати форми, навелені в додатку Б.

Контрольна робота здається на перевірку до кінця 7-го навчального тижня семестру. В разі негативної оцінки робота повертається на допрацювання.

^ ЗАВДАННЯ №1
Тема: "Потенціометричні датчики"
Мета: Розрахувати потенціометричний датчик.
Короткі теоретичні відомості
Потенціометричний датчик є реостатом, включеним по схемі потенціометра. Потенціометричний датчик перетворює механічні переміщення в зміну опору реостата. Розрахунок потенціометра зводиться до розрахунку опорів: визначаються розміри каркаса для намотування, діаметр дроту обмотки, кількість витків, крок намотування.
1) Робоча довжина каркаса:

(1.1)

де L – робоча довжина каскаду (мм);

 – кут повороту;

D – середній діаметр каркаса (мм).
2) Мінімальне число витків:

(1.2)

де n – мінімальне число витків, % (витків);

_р – роздільна здатність.
3) Крок намотування:

(1.3)

де  – крок намотування (мм).
4) Діаметр дроту з ізоляцією:

(1.4)

де d_І – діаметр дроту з ізоляцією (мм).
5) Коефіцієнт навантаження:

(1.5)

де  – коефіцієнт навантаження;

_max – максимальна похибка.
6) Опір потенціометра:

(1.6)

де R – опір потенціометра (Ом).
7) Висота каркаса:

(1.7)

де Н – висота каркаса (мм);

 – питомий опір (Омм);

b – товщина каркаса (мм).

Приклад розрахунку
Початкові дані:
Rн = 4400 Ом;

_max = 2,5 %;

D = 45 мм;

 = 330;

b = 2 мм;

_р=0,25 %;

 = 0,49 * 10^-6 Омм.
Вирішення:

L = 330 * 45 * 3,14 / 360 = 129,5 (мм);
n = 100 / 0,25 = 400 (витків);
 = 129,5 / 400 = 0,324 (мм);
d_І = 0,324 – 0,015 = 0,309 (мм) (з урахуванням ізоляції);
Вибираємо d  0,3 (мм) = 0,3 * 10^-3 (м);
 = (1 – 0,025) / (4 * 0,025) = 9,75;
R = 4400 / 9,75 = 451,3 (Ом);
H = {[3,14 * 451,3 * (0,3 * 10^-3)²] / (8 * 0,49 * 10^-6 * 400)} – 0,002 =

= 0,0793 (м) = 79,3 (мм).
^ ЗАВДАННЯ №2
Тема "Індуктивні датчики"
Мета: Визначити індуктивність датчика.
Короткі теоретичні відомості
Індуктивні датчики перетворюють механічне переміщення в зміну параметрів магнітного і електричного ланцюгів. Принцип дії індуктивних датчиків заснований на зміні індуктивності L або взаємоіндуктивності M обмотки з сердечником внаслідок зміни магнітного опору R_М магнітного ланцюга, до якого входить сердечник.
1) Послідовність перетворень:
F  _В  R_М  L  X_L  Z  I,
де F – зусилля;

_В – довжина повітряного зазора;

R_М – магнітний опір;

L – індуктивність;

^ X_L – індуктивний опір;

Z – повний опір;

I – струм.
2) Індуктивність датчика обчислюється по формулі:

(2.1)

де ^ L – індуктивність датчика (Гн);

_В – довжина повітряного зазора (м);

n – число витків;

S_М – площа поперечного перетину магнітопровода (м²).

^ Приклад розрахунку
Початкові дані:
_В1 = 0,4 мм = 0,0004 м;

_В2 = 0,6 мм = 0,0006 м;

_В3 = 0,8 мм = 0,0008 м;

S_М = 40 мм² = 0,00004 м²;

n = 16000 витків.
Вирішення:

(Гн);

(Гн);
Побудуємо графік L = f(_В) з кроком 0,1 мм.

L (Гн)

_В (мм)

^ ЗАВДАННЯ №3
Тема: "Термоелектричні датчики"
Мета: Визначити параметри термоелектричного датчика.
Короткі теоретичні відомості
Термоелектричний датчик – датчик генераторного типу. Термоелектричний датчик є ланцюгом, що складається з двох різнорідних металів. Провідники називаються термоелектродами, стики провідників – спаями, а ЕРС, що виникає при нагріві спаю – термо-ЕРС. Спай, температура якого підтримується постійною, називається холодним, а спай, що знаходиться в контакті з середовищем, температура якого вимірюється, – гарячим. По величині термо-ЕРС можна судити про різницю температур гарячого і холодного спаїв, і якщо відома температура холодного спаю, то можна визначити температуру гарячого спаю.

1) Величина термо–ЕРС:

(3.1)

де Е_ТП – термо-ЕРС (мВ).
2) Різниця температур між гарячим і холодним спаями термопари:

(3.2)

де t – різниця температур.
3) Температура гарячого спаю термопари:

(3.3)

де t₀ – температура холодного спаю термопари.
4) При точному розрахунку термо-ЕРС треба вводити поправку на температуру холодного спаю термопари:

(3.4)

5) Розрахункова термо-ЕРС:

(3.5)

Приклад розрахунку
Початкові дані:
R_М = 130 Ом;

R_ВН = 10 Ом;

t = 15 С;

U_М = 24 мВ;

Е_ТАБ = 6,95 мВ.
Вирішення:
1) Е_ТП = 24(130+10)/130 = 26 мВ;

2) t = 26*100/6,95 = 374 С;

3) t₁ = 374+15 = 389 С;

4) Е_П = 6,95*15/100 = 1,04 мВ;

5) Е_Р = 26+1,04 = 27,04 мВ.

^ ЗАВДАННЯ №4
Тема: "Ємнісні датчики"
Мета: Обчислити основні параметри ємнісних датчиків.
Короткі теоретичні відомості
Датчик кутових переміщень має вигляд:

1 – Рухома пластина

2 – Вал

3 – Нерухома пластина

Рис. 4.1 – Датчик кутових переміщень
1) Максимальна ємність датчика при  = 180 дорівнює:

(4.1)

Формула (4.1) справедлива, якщо кути, створені сторонами пластин (рухомих і нерухомих окремо) дорівнюють 180. З цієї формули можна знайти загальну кількість рухомих і нерухомих пластин (отриману кількість слід округлити до цілого числа):

(4.2)

2) Чутливість датчика визначаємо по формулі:

(4.3)

Приклад розрахунку
Початкові дані:

максимальна площа взаємодії пластин – S_max = 15 см²;
максимальна ємність датчика – С_maх = 400 пФ;
відстань між пластинами d = 0,8 мм;
діелектрична проникність _Д = 1 (діелектрик – повітря).

Визначити загальну кількість пластин і чутливість датчика.
Вирішення:

= 22; = 1,945 пФ/.

^ ЗАВДАННЯ № 5
Тема: "П'єзоелектричні датчики"
Мета: Визначити параметри п’єзоелектричного датчика.
Короткі теоретичні відомості
П’єзоелектричні датчики відносяться до датчиків генераторного типу, в яких вхідною величиною є сила, а вихідною – кількість електрики. Робота п’єзоелектричного датчика заснована на п’єзоефекті, суть якого полягає в тому, що на гранях деяких кристалів при їх стисненні або розтягуванні з’являються електричні заряди.
1) Величина заряду:

(5.1)

де ^ К₀ – п’єзоелектрична постійна (модуль) (Кл/Н);

F_Х – зусилля, направлене уздовж електричної осі (Н).
2) Ємність однієї пластини:

(5.2)

де С – ємність однієї пластини (пФ);

- відносна діелектрична проникність;

^ D – діаметр пластини (диска);

а і b – сторони пластини (прямокутника);

d – товщина пластини.
3) Напруга між обкладинами:

(5.3)

де ^ С_ВХ – ємність ланцюга, що виміряється (пФ);

n – кількість пластин.
4) Чутливість датчика:

(5.4)

де dS – чутливість датчика (В/Н).
Приклад розрахунку
Початкові дані:
матеріал – кварц;

_r = 4,5 * 10^-11,

K₀ = 2,5 * 10^-12 Кл/Н;

D = 1 см = 0,01 м;

d = 1 мм = 0,001 м;

F_Х = 15 Н;

C_ВХ = 17 пФ;

n = 1.
Вирішення:
1) q_Х = 2,5 * 10^-12 * 15 = 37,5 * 10^-12 (Кл);
2)

пФ;
3)

В;
4) dS = 1,9/15 = 0,12 В/Н.

^ ДОДАТОК А
Варіанти завдань на контрольну роботу
Таблиця А.1 – Початкові дані для завдання 1

№ варіанту	R_Н (Ом)	_max (%)	D (мм)		B (мм)	_р (%)	  10^-6 (Омм)
1	4300	2,0	50	330	1,8	0,2	0,49
2	4300	3,0	55	320	2,5	0,22	0,48
3	4300	2,7	47	310	1,5	0,23	0,45
4	4300	2,3	52	300	2,3	0,25	0,44
5	4300	2,1	49	340	2,0	0,21	0,42
6	3600	2,0	55	330	1,8	0,22	0,49
7	3600	1,0	40	320	2,5	0,2	0,48
8	3600	1,5	45	310	1,5	0,23	0,45
9	3600	2,5	35	300	2,3	0,25	0,44
10	3600	0,8	42	340	2,0	0,21	0,42
11	2400	2,0	50	330	1,8	0,22	0,49
12	2400	1,0	55	320	2,5	0,2	0,48
13	2400	1,5	47	310	1,5	0,23	0,45
14	2400	2,5	52	300	2,3	0,25	0,44
15	2400	0,8	49	340	2,0	0,21	0,42
16	5100	2,0	55	330	1,8	0,2	0,49
17	5100	3,0	40	320	2,5	0,22	0,48
18	5100	2,7	45	310	1,5	0,23	0,45
19	5100	2,3	35	300	2,3	0,25	0,44
20	5100	2,1	42	340	2,0	0,21	0,42
21	1800	2,5	40	330	1,8	0,22	0,49
22	1800	1,5	35	320	2,5	0,2	0,48
23	1800	1,0	42	310	1,5	0,23	0,45
24	1800	2,0	38	300	2,3	0,25	0,44
25	1800	2,2	36	340	2,0	0,21	0,42

Таблиця А.2 – Початкові дані для завдання 2

№ варіанту	_В1 (мм)	_В2 (мм)	_В3 (мм)	S_М (мм²)	n
1	0,3	0,5	0,7	40	16000
2	0,4	0,6	0,8	50	14000
3	0,3	0,5	0,7	60	15500
4	0,4	0,6	0,8	30	16500
5	0,5	0,7	0,9	25	12500
6	0,3	0,5	0,7	40	12500
7	0,4	0,6	0,8	50	16500
8	0,3	0,5	0,7	60	10000
9	0,4	0,6	0,8	30	12000
10	0,5	0,7	0,9	25	14000
11	0,3	0,5	0,7	40	10000
12	0,4	0,6	0,8	50	14000
13	0,3	0,5	0,7	60	15000
14	0,4	0,6	0,8	30	16000
15	0,5	0,7	0,9	25	16000
16	0,3	0,5	0,7	40	14000
17	0,4	0,6	0,8	50	10000
18	0,3	0,5	0,7	60	8000
19	0,4	0,6	0,8	30	11000
20	0,5	0,7	0,9	25	12500
21	0,3	0,5	0,7	40	14000
22	0,4	0,6	0,8	50	14400
23	0,3	0,5	0,7	60	6000
24	0,4	0,6	0,8	30	16000
25	0,5	0,7	0,9	25	18000

Побудувати графік L = f(_В) з кроком 0,1 мм.

Таблиця А.3 – Початкові дані для завдання 3

№ варіанту	R_М (Ом)	R_ВН (Ом)	t (С)	U_М (мВ)	Е_ТАБ (мВ)
1	120	10	5	24	6,95
2	130	10	10	24	6,95
3	140	9	15	24	6,95
4	150	8	20	24	6,95
5	160	10	25	24	6,95
6	120	6	25	12	6,95
7	130	8	20	12	6,95
8	140	12	15	12	6,95
9	150	15	10	12	6,95
10	160	20	5	12	6,95
11	120	20	8	10	6,95
12	130	12	16	10	6,95
13	140	8	24	10	6,95
14	150	6	4	10	6,95
15	160	4	8	10	6,95
16	120	32	30	16	6,95
17	130	36	32	16	6,95
18	140	30	25	16	6,95
19	150	24	22	16	6,95
20	160	12	18	16	6,95
21	120	12	20	20	6,95
22	130	16	10	20	6,95
23	140	32	8	20	6,95
24	150	36	14	20	6,95
25	160	24	8	20	6,95

Таблиця А.4 – Початкові дані для завдання 4

№ варіанту	S_max (см²)	C_max (пФ)	d (мм)
1	12	400	0,5
2	10	200	0,6
3	15	600	0,4
4	18	830	0,8
5	15	440	0,6
6	8	400	0,5
7	6	200	0,6
8	4	600	0,4
9	20	830	0,8
10	22	440	0,6
11	22	400	0,5
12	20	200	0,6
13	4	600	0,4
14	6	830	0,8
15	8	440	0,6
16	15	400	0,5
17	18	200	0,6
18	16	600	0,4
19	10	830	0,8
20	12	440	0,6
21	14	400	0,5
22	5	200	0,6
23	10	600	0,4
24	12	830	0,8
25	16	440	0,6

1 2

Схожі:

	Рекомендації щодо виконання контрольної роботи Виконання контрольної роботи з курсу «Організаційне проектування підприємства» є складовою частиною навчального процесу, формою проміжного...		Методичні рекомендації до виконання самостійної роботи Методичні рекомендації до виконання самостійної роботи з навчальної дисципліни «Організація виробництва в закладах ресторанного господарства»...
	Методичні рекомендації до виконання контрольних робіт для студентів... Методичні вказівки призначені для надання допомоги студентам при плануванні та виконанні контрольної роботи. Вони містять перелік...		Методичні рекомендації для виконання самостійної роботи студентами напряму підготовки Методичні рекомендації для виконання самостійної роботи з дисципліни «Управлінський облік» розробили
	Методичні рекомендації з підготовки до семінарських занять та виконання самостійної роботи Методичні рекомендації з підготовки до семінарських занять та виконання самостійної роботи з дисципліни «Історія України» для студентів...		Методичні рекомендації до самостійної підготовки та виконання контрольної...
	Методичні рекомендації до вивчення дисципліни та виконання контрольної... Державне та регіональне управління: Метод рекомендації до вивчення дисципліни та виконання контрольної роботи для студентів напряму...		Загальні методичні вимоги до виконання контрольної роботи Методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни «Економіка підприємства» для студентів-бакалаврів за напрямом підготовки...
	Методичні рекомендації для самостійної роботи студентів економічних спеціальностей Методичні рекомендації для самостійної роботи студентів економічних спеціальностей денної форми навчання з дисципліни «Місцеві фінанси»....		Методичні рекомендації до виконання контрольних робіт місце, значення... Місце, значення І мета контрольної роботи у вивченні дисципліни «Основи економічних теорій». Місце контрольної роботи у навчальному...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы