Вариант 00

1. Необходимо измерить температуру раствора, которая меняется в пределах от -30 до +40?С с точностью Д=1,7?С

В вашем распоряжении имеется два прибора:

а) с классом точности 1, диапазоном шкалы прибора от -50 до +150?С

б) с классом точности 1,5 и диапазоном измерения от -50 до +50?С

какой прибор вы выберете? Подтвердите Ваш выбор необходимыми расчетами.

Основным критерием выбора средств измерений по точности должно быть соотношение между пределом допускаемой основной абсолютной погрешности измерения выбранного средства измерений и полем допуска измеряемой величины. В зависимости от того, в каком диапазоне измерений находится измеряемая величина (параметр) и каков её допуск следует определять пределы измерений выбираемого средства измерений и допускаемую предельную погрешность (класс точности средства измерений).

й величины.

а) рассмотрим термометр с классом точности 1, с диапазоном шкалы прибора от -50?Сдо+150?С:

Класс точности обозначает, что погрешность равна 1 %.

Находим абсолютную погрешность:

Дt = (tmах-tmin)•1%= (150?С-(-50?С))•1%= 2?С

Погрешность измерения выше допустимой точности измерений.

б) рассмотрим термометр с классом точности 1,5, с диапазоном шкалы прибора от -50?Сдо+50?С:

Класс точности обозначает, что погрешность равна 1,5 %.

Находим абсолютную погрешность:

Дt = (tmах-tmin)•1,5%= (50?С-(-50?С))•1,5%= 1,5?С

Погрешность измерения ниже допустимой точности измерений,

Следовательно для измерения температуры раствора от -30 до +40 градусов следует выбрать прибор б)

2. Определить с помощью критерия Гурвица устойчивость системы автоматического регулирования, характеристическое уравнение которой следующее:

а0•р3+а1•р2 +а21р+а3=0

если а0=2,1; а1=3,2; а2=1,5; а3=1

В нашем уравнении n =3. Составляем главный определитель Д3

Далее составляем диагональные миноры.

Для устойчивости линейной системы по критерию Гурвица необходимо и достаточно, чтобы при а0>0, все диагональные миноры определителя Гурвица были положительны. У нас система третьего порядка. Для данной системы условия устойчивости, вытекающие из критерия Гурвица сводятся к выполнению требований:

1)а0р + а1 =0 если а0•а1 >0

2.1•3.2 =6.72>0 удовлетворяет условию

2)а0р2+а1р+а2=0 если а0•а1•а2>0

2.1•3.2•1.5=10.08>0 удовлетворяет условию

3)а0•р3+а1•р2 +а21р+а3=0, если а0•а1•а2•а3>0 и а1•а2-а0•а3>0

а)2.1•3.2•1.5•1=10.08>0 удовлетворяет условию

б)3.2•1.5-2.1•1=2,7>0 удовлетворяет условию

Таким образом, можно сделать вывод, что система устойчива.

3. Разработка схемы автоматизации единицы оборудования пищевых производств

Многолетнее использование ИК сушильных установок, показало необходимость точно управлять процессом шкафной сушки, во времени, особенно, когда это касается сушилок большого объема.

Качественные показатели, характеризующие готовую продукцию при сушке фруктов, овощей, и т.п., зависят от правильно выбранного режима излучения ИК элементами сушильной установки.

Процесс сушки различных продуктов, в зависимости от структуры и состава самого продукта, необходимо проводить при различных температурах. Каждый продукт имеет максимальную пороговую температуру, при превышении которой, все качественные свойства присущие продукту, безвозвратно утрачиваются.

Для управления процессами сушки, используется специальный автоматический блок регулирования подводимой к ИК элементам мощности с обратной связью по температуре продукта.

В состав блока управления входит специальный частотно-зависимый полупроводниковый датчик, помещаемый в продукт во время сушки. В зависимости от уровня влажности продукта, датчик совместно с блоком управления, анализирует уровень поглощаемой энергии продуктом. Датчик температуры предпочтительно настроен, как и керамика, также на спектр поглощения воды.

Изначально оператором вводится параметр ограничения максимально возможной температуры сушки необходимого продукта (от 30 до 100 градусов Цельсия). Контроль поддержания заданных параметров, осуществляет цифровой процессор. Процессор управляет мощностью излучающих элементов в зависимости от их энергии излучения, температуры контролируемого продукта (или среды) и текущего состояния влажности продукта (по реакции на лучевую составляющую) - регистрируемые выносным датчиком. Датчик объединен с управляющим блоком в систему с жесткой обратной связью, чем обеспечивается малая инерционность системы управления и достаточно высокая точность поддержания заданного порога ограничения температуры.

Рис.1 Параметрическая схема ИК сушильного шкафа

Рис. 2 Функциональная схема автоматизации

Функциональная схема автоматизации предусматривает контроль влажности высушиваемого продукта (поз.1) и наружного воздуха (поз.), контроль температура высушиваемого продукта, сигнализацию времени сушки, регулирование энергии излучателей.

Особенностью работы такой системы, является поддержание заданного потока лучевой энергии, методом “последовательных