Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«ДЗЕРЖИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ ИМЕНИ КРАСНОЙ АРМИИ»
Методическое пособие
К практическому занятию по дисциплине УП 01.01
ТЕМА: Работа с комбинированными приборами
Для специальности:
15.01.19 "Наладчик контрольно-измерительных приборов и автоматики"
Дзержинск 2017
ОДОБРЕНО Составлено в соответствии с Государственными
Предметной комиссией требованиями к минимуму содержания и уровню
Химических и специально- подготовки выпускников по специальности
Технологических дисциплин
Председатель
Предметной комиссии
___________О.Ю.Фиркина
«___»_____________2008 г.
Автор методического пособия В. Н. Погребняк
Рецензент А. С. Померанцев
Практическое занятие №9
ТЕМА: Работа с комбинированными приборами.
Цели занятия:
1.Обучающие:
- научиться работать с комбинированными приборами;
- закрепить навыки измерений физических величин;
- закрепить пройденный теоретический материал по физике и электротехнике;
- проверить на практике выполнение физических законов;
2. Развивающие:
- развивать навыки работы с измерительными приборами;
- научить анализировать результаты измерений;
- развивать навыки самостоятельной работы и работы в команде;
Оборудование:
- комбинированный прибор с инструкцией;
- стенд лабораторный (релейный)
- отвертки
- провода монтажные
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Комбинированный прибор – это устройство, позволяющее измерять характеристики нескольких физических величин. Наибольшее распространение на практике получили электроизмерительные приборы, которые называются мультиметрами. Они предназначены для снятия довольно широкого спектра показателей: измерение постоянного и переменного напряжения, сопротивления и силы тока. Во многих мультиметрах также присутствует возможность измерения коэффициента усиления транзисторов и предусмотрен специальный режим для тестирования диодов, прозвонка цепи на короткое замыкание и т.д.
Дорогие модели подобных измерительных устройств включают в себя и дополнительные функции: замера температуры (с помощью щупа-термопары), индуктивности катушек, емкости конденсаторов, а также частотомер и генератор сигналов.
По способу измерения приборы бывают цифровыми (с жидкокристаллическим индикатором) и аналоговыми (со стрелочным индикатором).
Учиться пользоваться мультиметром мы будем на примере цифрового мультиметра с жидкокристаллическим индикатором. В комплект его поставки входит набор щупов - красный и черный, при помощи которых и производятся измерения.
Перед тем, как начать пользоваться мультиметром, надо правильно подсоединить к нему щупы. Черный провод (его называют по-разному: общий, com, common, масса) это - минус. Мы подсоединяем его к соответствующему гнезду мультиметра с подписью «COM ». Красный - в гнездо справа от него, это - наш " плюс ".
Оставшееся свободным гнездо слева - для измерения постоянного тока с пределом до 10-ти ампер (большие токи) и - без предохранителя, о чем свидетельствует предупреждающая надпись «unfused». Так что будьте внимательны - не сожгите устройство!
Запомни: если измеряемые значения напряжения (Вольты) или силы тока (Амперы) заранее неизвестны, то для предотвращения выхода прибора из строя устанавливайте его переключатель на максимально возможный предел измерений. И только после этого (если показания слишком малы или - не точны) переключайте прибор на предел ниже текущего.
Работая с цифровым мультиметром, мы имеем возможность измерять значения как переменного, так и постоянного тока и напряжения. Пользоваться мультиметром надо, учитывая все сказанное выше. Поэтому, запомните наизусть следующие сокращения:
- DCV = DC Voltage - (анг. Direct Current Voltage) - постоянное напряжение
- ACV = AC Voltage - (анг. Alternating Current Voltage) - переменное напряжение
- DCA - (анг. Direct Current Amperage) - сила тока постоянного напряжения (в амперах)
- ACA - (анг. Alternating Current Amperage) - сила тока переменного напряжения (в амперах)
Рис. 1 - Обозначения режимов измерений
Полный перечень измеряемых величин, погрешности, назначение органов управления и расшифровка обозначений подробно описаны в инструкции к прибору.
Запомни: Правила включения основных электроизмерительных приборов:
- вольтметр подключается согласно полярности (красный щуп к "+", черный - к "-"), параллельно измеряемому участку (рис. 2).
- омметр подключается параллельно элементу, элемент желательно отключить из цепи, хотя бы одним выводом.
- амперметр подключается согласно полярности (красный щуп к "+", черный - к "-") в разрыв цепи, т.е. последовательно с элементом. НЕЛЬЗЯ подключать амперметр параллельно элементу или к выводам источника питания!
Рис. 2 – схема подключения вольтметра и амперметра
Описание лабораторного стенда
Стенд лабораторный релейный большой предназначен для моделирования работы схем релейной автоматики. (рис.3)
В его состав входит блок питания, набор из пяти электромагнитных реле, трех тумблеров, двух кнопок и шести индикаторных ламп, а также соединительные колодки. Блок питания с гальванической развязкой обеспечивает постоянное напряжение +24 В. Низкое рабочее напряжение, а также заземление металлических частей стенда обеспечивают безопасность работы учащихся. На стенде расположены два идентичных рабочих места.
Сетевое напряжение подается через общий автомат S1, при его включении загорается индикаторная лампа HL0. Напряжение на схему подается через тумблер Т0.
Рис. 3 - Общий вид стенда лабораторного релейного
На стенде установлены электромагнитные реле RXM4AB1BD фирмы Schneider в количестве 5 штук, что вполне достаточно для моделирования учебных схем автоматики. Реле монтируются на панельках, с зажимными контактами (см. рис. 4), а сами панельки крепятся на DIN рейку на лицевой панели стенда. Такой метод монтажа позволяет легко производить замену реле в случае выхода из строя, а также упрощает коммутацию проводников.
Рис. 4 - Монтаж реле на панельках
Данный тип реле рассчитан на рабочее напряжение 24В, неполярное, постоянного тока, имеет 4 контактные группы переключающегося типа. На корпусе нанесена схема с обозначением контактов в двух стандартах: NEMA и IEC (рис.5). Первый - это простая нумерация выводов, вторая - обозначение контактов по функциональному назначению. Правило следующее. Первая цифра - номер контактной группы. Если вначале идет буква - это вывод обмотки реле. Вторая цифра - тип контакта: 1 - общий, 2 - нормально замкнутый, 4 - нормально разомкнутый. Например, " А1 " и " А2 " - это выводы обмотки реле, контакт " 21 " - вторая группа, общий контакт, " 14 " - первая группа, нормально разомкнутый контакт.
Рис. 5 - Обозначение выводов реле
На панельке-держателе реле возле каждого зажимного винта также нанесена маркировка в двух стандартах IEC и NEMA.
Все соединительные провода пронумерованы, т.е. имеют на концах кембрики - белые трубочки большего диаметра, с числами, которые обозначают номер цепи. Это нужно чтобы не запутаться в большом количестве проводов. Чтобы проводники не мешали их жгутуют, т.е. обжимают обжимкой, проволокой или нитью и фиксируют к каркасу. Жгуты с большим количеством проводников также можно пропустить через широкий кембрик с информацией, куда идут данные провода.
Запомни: нужно изначально делать монтаж максимально правильно, понятно и красиво! Криво и косо оно получится само!
Информации, должно быть достаточно: не мало (чтобы было всё обозначено), но и не много (чтоб не было перегрузки или неоднозначности).
Элементами индикации на стенде выступают лампы. Все лампы накаливания (HL1-HL6) с рабочим напряжением 24В одним выводом подключены к минусовой цепи питания "-24В" (провод № 2), другим - выведены на соединительную колодку ХТ3, где мы можем подключить провода (подключать лучше к нижнему ряду колодки). Номера цепей ламп и остальных элементов стенда приведены на принципиальной схеме (рис.6).
Для того чтобы лампа загорелась достаточно подключить свободный вывод лампы к цепи "+24В" (провод № 1). Как видно из схемы, все выводы ламп через диоды VD1-VD5 подключены к цепи № 3 (можно изменить), которая подходит к кнопке SB1. Таким образом, при нажатии на кнопку SB1 загораются все лампы - это нужно для проверки работоспособности ламп.
В качестве органов управления выступают тумблеры Т1-Т3 и кнопки SB1, SB2, которые одним выводом подключены к цепи "+24В" (провод № 1), другим - выведены на соединительную колодку ХТ2, к которой и производится подключение проводов. Также на колодку ХТ2 выведены цепи питания "+24В" (№ 1) и "-24В" (№ 2) для различных нужд (питания реле, исполнительных механизмов, датчиков и др.).
Соединения производятся монтажными проводами, которые выбираются по длине. Если нужного отрезка не оказалось - откусить кусачками от длинного куска, зачистить скрутить концы, надеть два кембрика с номером цепи.
Запомни: провода нужно расходовать экономно!
По завершении работы провода отключаются, концы заворачиваются петлей в кембрик, скручиваются в моток и складываются в коробку.
Запомни: Семь раз проверь – один раз включи!
Рис. 6 - Схема электрическая принципиальная стенда лабораторного
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с электроприборами.
2. Ознакомиться с инструкцией к измерительному прибору. Занести в протокол: тип прибора, измеряемые величины, диапазоны измерений и точность.
3. Измерить сопротивление элемента в соответствии с вариантом (табл. 2):
- подключить щупы в соответствии с полярностью в прибор;
- установить переключатель в положение "Ω" для измерения сопротивления. Для ламп предел измерений до 200 Ом, для обмоток реле – 2кОм;
- для исключения паразитной обратной связи желательно отсоединить провода от колодки ХТ3. НО после измерения вернуть как было!
- если в варианте указано определенное соединение, то установить перемычки между нужными контактами.
- присоединить щупы к контактам. Для ламп накаливания – один щуп подсоединить к клемме "-24В", другой – к выводам лампы на колодке. Для обмоток реле - присоединить щупы к контактам A1 и A2 каждого реле. Полярность подключения щупов – произвольная;
- занести в протокол результаты измерений (табл.1, первая колонка);
- сделать вывод о пригодности элемента, занести в протокол.
Таблица 1. Результаты измерений
| Измеренное сопротивление, Ом | Напряжение, В | Сила тока, А | Расчетное сопротивление, Ом |
4. Измерить напряжение на исследуемом элементе:
- подсоединить провода питания к исследуемому элементу. Для ламп подключить соответствующий вывод с клеммы ХТ3 к клемме "+24В", для реле – соединить цепь "+24В" с выводом обмотки реле А2, цепь "-24В" – с клеммой А1.
- установить переключатель в режим измерения постоянного напряжения "V–" на диапазон 200В;
- включить автомат S1 и тумблер Т0. При этом лампа или реле должны сработать;
- подключить щупы согласно полярности к клеммам элемента:
∙ для ламп - черный к клемме "-24В", красный – к выводу лампы на колодке;
∙ для реле – черный к клемме реле А1, красный к – клемме А2;
- занести в протокол результаты измерений (табл. 1, вторая колонка).
- отключить питание стенда (тумблер Т0). Автомат S1 НЕ отключаем! Провода НЕ отсоединяем!
5. Измерить силу тока в цепи:
- установить переключатель в режим измерения силы постоянного тока "А–" на максимальный диапазон;
- если необходимо, положительный щуп (красный) подключить к соответствующему гнезду мультиметра для измерения силы тока;
- отсоединить проводник от клеммы "+24В". Для удобства его нужно зажать в свободном контакте колодки.
- включить тумблер Т0. При этом лампа или реле НЕ должны сработать;
Внимание: нельзя допустить подключения амперметра напрямую к цепям питания –прибор выйдет из строя!
- подсоединить красный щуп к клемме "+24В", а черный – к отсоединенному ранее проводнику. При этом лампа или реле должны сработать!
- занести в протокол результаты измерений (табл. 1, третья колонка).
- отключить питание стенда (тумблер Т0). Автомат S1 отключаем. Отсоединяем провода, приводим схему в первоначальный вид.
Внимание: в блоке питания стоит конденсатор С1, который после отключения сети (автомат S1) остается заряженным – нужно быть внимательным, чтобы при измерениях не повредить прибор, тумблер Т0 был выключен!
6. Рассчитать сопротивление элемента по закону Ома из измеренных значений тока и напряжения. Сравнить значения измеренного и расчетного сопротивлений. В выводе дать объяснение полученным результатам.
7. Проверить исправность коммутационного устройства (в соответствии с вариантом):
- установить переключатель в режим прозвонки: 
- установить коммутационное устройство в исходное положение:
- щупы подключить к выводам контактов:
∙ для тумблеров и кнопок один из щупов присоединить к клемме "+24В", другим прикоснуться к соответствующему выводу тумблера или кнопки на колодке ХТ2. (прозваниваться не должно);
∙ для реле один из щупов присоединить к общему контакту, другим прикоснуться вначале к нормально замкнутому контакту (должно прозваниваться), затем – к нормально разомкнутому (не должно прозваниваться);
- включить устройство: переключить тумблер, нажать кнопку, повернуть рычажок реле;
- еще раз прикоснуться к выводам – тумблеры и кнопки должны прозваниваться, у реле нормально замкнутый контакт не должен прозваниваться, нормально разомкнутый должен прозваниваться;
- сделать вывод о пригодности устройства;
- занести в отчет результаты проверок и выводы.
ВАРИАНТЫЗАДАНИЙ
Таблица 2.
| № | Исследуемый элемент | Коммутационное устройство |
| HL1 | T1 | |
| HL2 | T2 | |
| HL3 | T3 | |
| HL4 | SB1 | |
| HL5 | SB2 | |
| HL6 | реле K1, группа №2 | |
| K1 | реле K2, группа №1 | |
| K2 | реле K3, группа №4 | |
| K3 | реле K4, группа №3 | |
| K4 | реле K5, группа №2 | |
| K5 | реле K1, группа №1 | |
| параллельное соединение HL2 и HL6 | реле K2, группа №2 | |
| параллельное соединение K1 и K2 | реле K3, группа №3 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
На тройку:
1. В каких единицах измеряется напряжение, сила тока, сопротивление?
2. Какими символами и буквами обозначается постоянное напряжение?
А переменное?
3. Каким прибором проверяют обрыв в проводах?
4. Каким прибором определяют "фазу" и "ноль" в розетке?
На четверку:
5. Сила тока 250 мА это сколько ампер? Показания вольтметра 0,034 В – это сколько милливольт? Омметр выставлен на предел 2МОм, а показания на индикаторе "0,54" – сколько это в омах?
6. Какое собственное (внутреннее) сопротивление должен иметь идеальный амперметр? А вольтметр?
На пятерку:
7. Что такое шунт? Для чего их устанавливают в амперметрах?
8. Можно ли включать в цепь переменного тока вольтметр постоянного тока?
А вольтметр переменного тока в цепь постоянного? Что будет?
9. Как измерить силу тока, если в наличии только вольтметр?
Литература
1. Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н. Контрольно-измерительные приборы и инструменты - М.: Академия, 2009.
2. Москаленко В.В. Справочник электромонтера - М.: Академия, 2008.
3. Пантелеев В.Н., Прошин В.М. Основы автоматизации производства – М.: Академия, 2010.