Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование автоматической системы регулирования и стабилизации температуры на основе выявленных закономерностей работы термостата Потехин, Дмитрий Станиславович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Потехин, Дмитрий Станиславович. Разработка и исследование автоматической системы регулирования и стабилизации температуры на основе выявленных закономерностей работы термостата : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.07.- Ковров, 1999.- 169 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/67-X

Введение к работе

Актуальность темы. Контрольно-измерительные операции являются важнейшей частью технологических процессов в машино- и приборостроении. От достоверности и оперативности информации, получаемой в ходе их выполнения, в значительной степени зависит качество выпускаемой продукции. Обеспечение этих условий (достоверности и оперативности) может быть достигнуто через минимизацию и исключение влияния на контрольно-измерительные операции различного рода дестабилизирующих факторов, при этом наиболее эффективным направлением является автоматизация этих операций.

Надежные и высокоточные измерения любых физических величин немыслимы без соблюдения определенных условий эксплуатации измерительного оборудования, таких как стабильность и точность параметров питающей сети, влажность воздуха, атмосферное давление, температура окружающей среды и отдельных узлов измерительного оборудования и т.п. По степени влияния на точность измерительных приборов температура занимает одно из первых мест.

Даже незначительное изменение температуры прибора или отдельного его узла приводит к изменению физико-химических свойств материалов, составляющих конструкцию измерительного прибора, что в той или иной степени влияет на процессы, заложенные в основу прибора, искажает его конструктивные характеристики.

Поддержание во времени и в определенных объемах требуемой температуры приводило и приводит к созданию многочисленных вариантов конструкций систем обеспечения необходимых температурных режимов и защиты от внешних тепловых полей. Такими устройствами являются системы задания и стабилизации температуры или термостаты. испо.тьз\тощие в своей работе разнообразные физические принципы. Кроме того, в зависимости от области применения термостатов различны и требования к величине регулируемой температуры и к равномерности ее распределения в пределах рабочего тела. Особенно высокие требования к точности установления и стабилизации температуры предъявляются в приборах определяющих физические свойства жидких сред. Это обусловлено тем. что даже при изменении температуры жидкости всего лишь на 1 С многие физические параметры, например, такие как сдвиговая, кинематическая и объемная вязкости, скорость и затухание ультразвуковой волны и другие характеристики могут менять свои абсолютные величины на единицы и даже десятки процентов.

Несмотря на большое разнообразие описываемых в литературе конструкций термостатов, почти все они являются САР релейного типа, главный недостаток которьгх - длительное время выхода на требуемый температурный режим. Это обстоятельство может являться существенным, если на работу з'стройства, в состав которого включен термостат, накладываются временные ограничения, например, при экспресс-анализе физических свойств жидких сред.

Из вышеизложенного следует, что задача совершенствования автомати ческих систем регулирования и стабилизации температуры и создание высоко-точного регулируемого термостата с малым временем переходного процесса является актуальной.

Цель работы. Разработка и исследование автоматической системы регулирования и стабилизации температуры измерительных устройств для созданш малогабаритного термостата, работающего автономно в составе измерительного комплекса, определяющего физические параметры жидких сред при различных температурах, в том числе и температурах ниже температуры среды, окружающей устройство термостабилизации.

Для достижения поставленной цели необходимо:

  1. Выявить взаимосвязи между характеристиками управляющего воздействия и теплофизическими свойствами объекта теплового регулирования.

  2. Разработать конструкцию автоматической системы регулирования и стабилизации температуры.

  3. Исследовать экспериментально систему автоматического регулирования и стабилизации температуры.

Научная новизна работы. На основании выявленных взаимосвязей .между характеристиками управляющего воздействия и теплофизическими свойствами объекта термостатирования разработан метод построения термостата с цифровой обработкой сигналов, при этом научная новизна работы заключается:

  1. В разработке математической модели распределения тепловых полей б многослойных структурах с измененым способом задания граничных условий.

  2. В обосновании способа уменьшения температурного градиента в объекте теплового регулирования путем введения экранирующих внешние тепловые no.is теплопроводных оболочек.

  3. В установлении функциональной взаимосвязи между количеством теплоты, рассеивающимся в окружающую среду и распределением температуры г объекте теплового регулирования.

Практическая значимость. Практическая значимость работы состоит:

  1. В разработке метода проектирования системы регулирования и стабилизации температуры с малым временем переходного процесса.

  2. В создании программного обеспечения метода моделирования тепловых полей. .

  3. В разработке термостата, работающего автономно в составе измерительной системы для комплексного исследования физических свойств жидких сред

Реализация и внедрение результатов. Разработанные в диссертации метод, программное обеспечение и термостат, входящий в состав измерительно!! системы используются в научно-исследовательской работе кафедры физики Ков-ровской государственной технологической академии, а также в СКБ АО "Заво; им. Дегтярева" для автоматизированного экспресс-анализа качества бензина, бен-

зино-масляных смесей, моторных масел, используемых в двухтактных двигателях внутреннего сгорания.

Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались в периоде 1995 по 1999 гг.:

на международных и всероссийских научно-технических конференциях, проходивших в гг. Нижний Новгород. Ковров. Севастополь;

на научно-технических и научно-методических конференциях Ковровс-кой государственной технологической академии.

Публикации. Основное содержание диссертации предстаатего в 11 печатных работах, в том числе в одной статье, опубликованной в журнале, по результатам работы было подано 5 заявок на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 164 страницах и иллюстрированных 50 рисунками и 2 таблицами, а также списюм литературы из 116 наименований и гремя приложениями.