Курсовой проект - Проектирование и расчет структурных составляющих информационно-Измерительного канала

Подождите немного. Документ загружается.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

3) Для вычисления приведённого сопротивления реохорда пользуемся

формулой:

 

пр

RRR



×



minmax2

 

79,15

5,2572,76572,76

50096,82572,76





×



пр

Ом.

4) Определение сопротивления конца шкалы прибора (верхнего предела

измерения) по формуле:

прэ

Rп





43,13

79,1590





Rï

Ом.

5) Определение сопротивления начала шкалы по формуле:

 

лпрt

RRRR



×



min2

 

13,66

5,2572,76

5,279,1550572,76





×



Ом.

6) Определение сопротивлений подстройки начала и конца шкалы.

Величины переменных сопротивлений подстройки нижнего и верхнего

пределов шкалы прибора

1í

1ï

берутся равными 10% от величин

сопротивлений

613,6



Ом;

343,1



Ом.

7) Определение максимальной силы тока питания по формуле:

3min

max

RRRR

ëïðt





где

– напряжение тока питания измерительной схемы.

– сопротивление ограничения тока питания, принимаем равным 62

Ом

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

.6,7

6213,665,279,1550

5,1

max

ìÀI 





Из соображений устранения самонагрева датчика током питания величина

проходящего через него тока

max

не должна превышать

ìÀ8

. Это условие

выполняется.

8) Сопротивление измерительной схемы

R

определяется из условия

равновесия моста при сопротивлении термопреобразователя, равном началу

шкалы прибора, по формуле:

 

RRRRRR

лпрлн

××



   

572,72

5,279,15572,765,2572,7613,66



××

R

Ом.

9) Минимальный разбаланс напряжения (мВ) на выходе измерительной

схемы вычисляют по формуле:

100

max

××





где



– класс точности прибора, %.

18,4

100

550076,01



××

U

мВ.

10) По значениям рассчитанных сопротивлений из стандартизованного ряда

(приложение Л) выбираем номиналы элементов схемы и составляем

спецификацию.

RR

Ом;

330

Ом;

75

Ом;

15

Ом;

5,7



Ом;

5,1



Ом;

18

ïð

Ом.

Поверочный расчёт структурной составляющей ИИК позволяет осуществить

выбор трубы Вентури с расчётным модулем и соответствующими

конструктивными размерами, подобрать вторичные приборы измерения

температуры и расхода с измерительной схемой с параметрами,

соответствующие рассчитанным или, произвести замену не удовлетворительных

расчётам сопротивлений и сопротивления реохорда на рассчитанные проценты.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

3.3 Конструктивный расчёт реохорда

Реохорд представляет собой круглую шину, на которую намотана

манганиновая проволока сопротивления.

Зададимся удельным числом витков проволоки

óä

, то есть числом витков,

приходящихся на 1% шкалы потенциометра. Обычно удельное число витков

берут равным 12-16.Примем

14

óä

. Тогда общее число витков будет равно:

140014100100 ××

óä

витков

Длина намотки сопротивления реохорда

равна:

360





×× DL

где D – диаметр реохорда, выбираем из диапазона

ìì17525

, принимаем

равным

ìì100

;



– центральный угол рабочей части намотки (обычно он равен



315

75,274

360

315

10014,3 ××

мм.

Диаметр намоточного провода равен:

ìì

ïð

196,0

1400

75.274



По справочным данным (таблица И.1 приложение И) находим диаметр

манганинового провода и его сопротивление r, соответствующее длине одного

метра провода. Сопротивление

Îìr 7,13

, диаметр

ìd

ïð

2,0

Тогда необходимая длина намоточного провода:



где

– сопротивление реохорда.

49,9

7,13

130

L

м.

Диаметр шины реохорда, на которую наматывается манганиновый провод,

определяется по формуле:



пр





Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

где l – длина одного витка провода, которая определяется по формуле:

l 

0068,0

1400

49,9

l

м,

.1,2002102,0

14,3

0002,00068,0

ìììd







Конструктивный расчет определяет габаритные размеры реохорда, материал

измерительной шины реохорда в соответствии с требованиями ГСП.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

3.4 Расчет заземления

Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки

называется преднамеренное электрическое соединение этой части с

заземляющим устройством.

Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с

целью обеспечения электробезопасности.

Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих

частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы

электроустановки.

Заземляющим устройством называется совокупность и заземляющих

проводников.

Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность

металлически соединенных между собой проводников (электродов),

находящихся в соприкосновении с землей.

Исскуственным заземлителем называется заземлитель, специально

выполняемый для целей заземления.

Естественным заземлителем называются находящиеся в соприкосновении с

землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений

производственного или иного назначения, используемые для целей заземления.

Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий

заземляющие части с заземлителем.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или

генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или

через малое сопротивление.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или

генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная

к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие

дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое

сопротивление.

Ток замыкания на землю – это ток, стекающий в землю через место

замыкания.

Эквивалентным удельным сопротивлением земли с неоднородной

структурой называется такое удельное сопротивление земли с однородной

структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же

значение, что и в земле с неоднородной структурой [8, стр. 65-67].

Выберем автоматический выключатель типа А3720Б с параметрами: ток

расцепления - 250A; время расцепления t=0,25c.

pзз

II × 5,1

ÀI

çç

3002005,1

×

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

Произведем расчет сопротивления заземлителя. Для электроустановок до

1кВ с изолированной нейтралью сопротивления заземления должно быть не

более 4Ом [8, стр. 79].

2,2

300

660



çç

(Ом)

Поскольку полученное значения сопротивления меньше 4Ом, то условие

выполнимо.

Для определения расчетного удельного сопротивления грунта необходимо

учитывать климатический коэффициент.

Удельное сопротивление грунта определим по формуле:



×

ИЗМРАСЧ

где

.ИЗМ



- удельное сопротивление грунта;



- климатический коэффициент.

ìÎì

ÐÀÑ×

××× 3002,1105,2



Произведем расчет сопротивления естественного заземлителя.

Для схемы заземления у поверхности грунта, расчет сопротивления

естественного заземлителя произведем по формуле:

расч

××







где

- длина заземлителя, м;

- ширина заземлителя.

Выбираем

ìl 1

ìb 1,0

ÎìR

22,176

1.0

114.32

300



××



Определение сопротивления искусственного заземлителя производится с

учетом того, искусственные и естественные заземлители соединены параллельно

и их общее сопротивление не должно превышать норму.

Определим по формуле сопротивление искусственного заземлителя

çÅ





где

- сопротивления естественного заземлителя;

- расчетное сопротивление заземляющего устройства.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

ÎìR

23.2

2.222.176







Считая, что естественное и искусственное сопротивления соединены

параллельно, поэтому их общее сопротивления рассчитывается по следующей

формуле:

иЕ

общ





ÎìR

îáù

2,2

23.222.176







Поскольку полученное значение сопротивления меньше

äîï

, то условие

выполнимо. Исходя выше проделанных расчетов в соответствии с ГОСТ 9941-72

выбираем трубу- Труба 100×4,5×1000кр.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

15.1 Проверка расчета заземления

Проверим на термическую устойчивость заземлитель. Заземляющее

устройство проверяется на термическую устойчивость при протекании по нему

максимально возможного тока. Форма заземлителя прямоугольная,

следовательно:

1,01.01 ìbS ××



Термическая устойчивость заземляющих проводов проверяется по формуле:





где

- постоянный множитель (для стали

21a

);



- допускаемая температура кратковременного нагрева (для стали



400

095,0

40021

10300

ìS 





(

)

Так как

095.01.0 

, то условие выполнимо и заземляющее устройство

посчитано верно с учетом требований, предъявляемых для электроустановок

напряжением до 1кВ

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

16 Выбор технических и метрологических характеристик ИИК

Любой измерительный преобразователь или измерительный прибор работает

в сложных изменяющихся во времени условиях. Суммарная результирующая

погрешность, возникающая в таких условиях, называется основной

погрешностью. Дополнительной погрешностью называется изменение показаний

прибора при отклонении условий эксплуатации от нормальных. В тяжелых

рабочих условиях дополнительная погрешность может быть больше основной.

16.1 Технические и метрологические характеристики элементов ИИК

Технические характеристики блоков ИИК выбираются с учетом

технического задания из технической и эксплуатационной документации и

справочным данным на промышленное оборудование согласно ГСП.

Комплексной метрологической характеристикой является класс точности,

который отражает уровень точности прибора. Он определяется пределами

допускаемых погрешностей. Наибольшая допустимая приведенная погрешность

прибора называется классом точности.

Отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к

вызвавшему его изменению измеряемой величины называется

чувствительностью прибора. Чувствительность характеризует способность

измерительного прибора реагировать на изменение измеряемой величины.

Диапазон измерения – это область значений измеряемой величины, в

пределах которой нормированы погрешности средств измерений. В пределах

этого диапазона приведенные погрешности измерений не выходят за пределы

класса точности.

Вариация прибора – это полученная экспериментально, наибольшая

приведенная разность между повторными показаниями прибора,

соответствующая одному и тому значению измеряемой величины, и полученная

один раз при нарастании значений, а второй раз при снижении значения

измеряемой величины. Вариация характеризует постоянство показаний прибора.

Она является важной характеристикой качества измерительного прибора и не

должна превышать класса точности.

Далее приведены некоторые технические характеристики элементов ИИК.

1. Сужающее устройство типа труба Вентури:

а) так как сужающее устройство не является средством измерения, то

примем основную погрешность равную 1,0%;

2. Дифманометр типа «Сапфир 22М ДД»:

а) входной сигнал

ÌÏà40

;

б) выходной сигнал

ìÀ40

;

в) предел допускаемой основной погрешности

%5,0

;

г) класс точности

25,0

3. Промежуточный преобразователь БИК 1:

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

а) входной сигнал

ìÀ50

ìÀ204

;

б) предел допускаемой основной погрешности

%5,0

4. Автоматический потенциометр типа КСП2:

а) основная погрешность по показаниям

%5,0

;

б) основная погрешность по регистрации

%1

;

в) вариация показаний не превышает

%25,0

нормирующего значения;

г) класс точности 0,5;

д) быстродействие не более 10с.

5. Термопреобразователь сопротивления типа ТСМ - 9506:

а) величина допустимого значения основной погрешности равна

б) показатель тепловой инерции 20с;

в) безотказная работа 5000 часов.

6. Автоматический уравновешенный мост типа КСМ 2:

а) основная погрешность прибора по показаниям

%5,0

;

б) основная погрешность по регистрации

%1

;

в) вариация показаний не превышает

%25,0

;

г) цикл измерения и печати не более 15с;

д) время прохождения указателем всей шкалы не более 10с.