Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов»




НазваниеМетодические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов»
страница1/9
Дата публикации25.03.2013
Размер1.06 Mb.
ТипМетодические указания
uchebilka.ru > Информатика > Методические указания
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Министерство образования и науки Украины

Восточноукраинский национальной университет

им. Владимира Даля
Рубежанский филиал

Инженерно-экономический факультет

Кафедра высшей математики и компьютерных технологий

  • КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ


ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ процессов

Методические указания

к практическим занятиям

2004
Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» (для направления 0916 «Химическая технология та инженерия», специальностей 7.091601,7091605 ). Составители Кравченко Г.В., Кондратов С.О. – Рубежное, РФ ВУНУ, 2004 – 80 стр.


Настоящие методические указания предназначены для оказания помощи студентам при выполнении практических заданий, закрепляющих теоретические знания, полученные в результате изучения курса «Контроль и управдение химико-технологических процессов».

В методических указаниях изложены цель, методика, последовательность и расчётные формулы, блок-схемы алгоритмов и Delphi-программы расчёта измерительных схем автоматического моста и потенциометра, диафрагмы для измерения расхода вещества, протекающего по трубопроводам, регулирующих клапанов автоматических систем регулирования и статистической обработки экспериментальных данных.

При выполнении практических заданий студентам необходимо знать основные правила работы на IBM PC-совместимых компьютерах и основные принципы программирования в системе быстрой разработки приложений Delphi.
Одобрено кафедрой ВМКТ,

протокол № ____ от ________2004__
Зав. кафедрой ВМКТ Кондратов С.А.

Практическое занятие 1
Тема: Обработка результатов измерений на персональном компьютере
Цель практического занятия – научиться определять наиболее вероятные значения измеряемого параметра по серии измерений и оценивать надёжность полученного результата.
1.1 Краткие теоретические сведения
Статистическая обработка экспериментальных данных составляет значительную часть прикладных задач, решаемых на персональных компьютерах.

К наиболее простым задачам программирования статистических показателей, которые широко используются при первичной обработке экспериментальных данных, относятся задачи определения среднего арифметического, стандартного отклонения и коэффициента вариации.

Исчерпывающей характеристикой случайной величины, как известно, является закон распределения, устанавливающий функциональную связь между значением случайной величины и её вероятностью. На практике вместо закона распределения обычно используют группу числовых характеристик, которые по некоторым особым точкам кривой функции распределения позволяют получать всю основную информацию о данном распределении. Числовые характеристики принято делить на три группы: показатели положения, изменчивости и формы распределения.

Показатели первой группы характеризуют некоторое среднее значение признака, его положение или центральную тенденцию. Наиболее употребительными показателями первой группы являются среднее арифметическое и взвешенное среднее. В качестве показателей изменчивости используется среднеквадратичное, или стандартное, отклонение и коэффициент вариации. Основу третьей группы показателей образуют коэффициент асимметрии и коэффициент эксцесса.

На практике статистическая обработка данных обычно ограничивается вычислением первых двух групп – среднего значения и изменчивости. Статистический смысл среднего значения состоит в том, что он указывает на центр группирования значений случайной величины, их наибольшую вероятность. Среднеквадратичное отклонение показывает среднее значение отклонения признака от среднего арифметического.

Так, если некоторая выборка значений случайной величины

,
то для вычисления среднего значения необходимо суммировать все элементы выборки и разделить сумму на объект выборки
. (1.1)
Стандартное отклонение равно корню квадратному из дисперсии
, (1.2)
которая, в свою очередь, является средним суммы квадратов отклонений значений случайной величины от среднего, т.е.
. (1.3)
Коэффициент вариации, как и стандартное отклонение, характеризует степень изменчивости признака, но не в абсолютной, а в относительной форме, что позволяет сравнивать изменчивость признаков, имеющих различную размерность. Коэффициент вариации, , рассчитывается по формуле
. (1.4)
Отношение и показывает, какой процент от составляет .

Вычисление ошибки среднего арифметического производится по формуле

(1.5)
Показатель оценки точности параметров
. (1.6)
Блок-схема алгоритма расчёта показана на рисунке 1.1. Программа статистических показателей представлена в листинге.

Листинг

procedure TForm1.FormActivate(Sender: TObject);

var

s:Char;

d:string[20];

Digit:real;

label

start;

begin

Start:

AssignFile(Dan,'Data.txt');

if FileExists('Data.txt') then Reset(Dan)

else if MessageDlg('Создайте файл Data.txt и введите элементы выборки через ;'

, mtError,[mbOk,mbCancel],0)= mrOk then Goto Start

else

begin

Application.Terminate;

Exit;

end;

while not eof(Dan) do

begin

Read(dan,s);

if s<>';'

then d:=d+s

else begin

inc(n);

X[n]:=StrToFloat(d);

d:='';

end;

end;

Memo1.Lines.LoadFromFile('Data.txt');

Memo1.Lines.Add('Элементы выборки');

end;

procedure TForm1.spSkinButton3Click(Sender: TObject);

var

i,j,n1:integer;

sum,xsr,sum2,d,sigma,cv,s,p:Real;

begin

if Edit1.Text ='' then MessageDlg('Введены не все данные',mtError,[mbOk],0)

else if (StrToInt(Edit1.Text)> n) or (Edit1.Text='0')

then MessageDlg('N задано не верно!',mtError,[mbOk],0)

else Begin

n1:=StrToInt(Edit1.Text);

for i:= 1 to n1 do

sum:=sum+ x[i];

xsr:=sum/n1;

For j:= 1 to n do

sum2:=sum2+sqr(x[j]-xsr);

d:=sum2/(n1-1);

sigma:=sqrt(d);

cv:=(sigma/xsr)*100;

s:=sigma/sqrt(n1);

p:=(s/xsr)*100;

Memo1.Lines.Add('');

Memo1.Lines.Add('');

Memo1.Lines.Add(' ---Результаты расчета---');

Memo1.Lines.Add('среднее арефметическое xsr= '+FloatToStr(xsr));

Memo1.Lines.Add('стандартное откланение sigma= '+FloatToStr(sigma));

Memo1.Lines.Add('коэфициент вариации cv= '+FloatToStr(cv)+'%');

Memo1.Lines.Add('ошибка среднего арефметического s= '+FloatToStr(s));

Memo1.Lines.Add('погрешность определения параметра p= '+FloatToStr(p));

Memo1.Lines.Add('дисперсия d= '+FloatToStr(d));

Memo1.Lines.Add('число элементов выборки n= '+FloatToStr(n1));

spSkinButton1.Enabled:=True;

End;

end;
1.2 Описание программы расчета статистических показателей
В программе приняты следующие обозначения: XSR – среднее арифметическое ; SIGMA – стандартное отклонение; GV – коэффициент вариации; S – ошибка среднего арифметического; P – показатель оценки точности параметра; D – дисперсия; N1 –число элементов выборки.

Исходные данные вводятся в файл – Data.txt, через (;) и процедурой TForm1.FormActivate сохраняем все элементы в массив (X :array[1..100] of real). Этот способ имеет преимущество перед остальными способами так как весь числовой материал храниться в файле и в любое время можно просмотреть его или внести изменения.

Число элементов выборки (N1) вводится в компонент Edi1t1.при выполнении программы. Далее символьное значение из Edit1.Text преобразовывается в числовое значение функцией StrToInt и присваивается N1. Далее при помощи цикла (For do) считываем все значения из массива X и в переменной SUM присваиваем значение суммы всех элементов. После окончания цикла найденное значение суммы делится на число элементов выборки и полученное значение присваивается переменной XSR.

Находим таким же способом как и SUM сумму квадратов и записуем в переменную SUM2. Разделив его на число степеней свободы (n1-1), находим значение дисперсии D. Затем вычисляем значение стандартного отклонения SIGMA, коэффициент вариации GV, ошибки среднего арифметического S и показателя оценки точности параметра P.

Выполнение процедуры заканчивается выводом в компонент Memo1 всех показателей и числа компонентов выборки.

Пример.
По серии результатов измерений одной и той же температуры в одинаковых условиях определить истинное значение температуры точки плавления вещества и оценить погрешность измерений. Измеренные значения температуры в oC приведены в таблице 1.1.

Решение. 1. Для заданного варианта (таблица 1.1) по приведенным выше формулам рассчитать истинное значение температуры и все статистические показатели.

2. Ввести исходные данные заданного варианта в фай Data.txt и в поле компонента Edit1.

3. Сравнить результаты расчета обычным способом и с помощью компьютера.



Рисунок 1.1
Рисунок 1.1. Блок-схема алгоритма расчёта статистических показателей.
Таблица 1.1
Номер результата1288,53317,2125,6587,7367,4525,7136,6396,751,75547,4355,1146,744,63345,5516,5125,4375,262,56155,692,751188,76316,6128,1586,4366,4528,1136,1396,151,64546,6357,6146,344,87348,1516128,2377,462,78158,292,651088,73315,7127,6585,7365,6527,7136,5396,451,56545,8357,2146,544,83347,4516,4127,8377,162,75157,892,57988,79315,4128,1585,3365,2528,2136,1396,251,53545,3357,9146,244,9348,1516,1128,4377,762,8158,392,54888,73315,2126,6585,1364,9526,7135,7395,851,5545,1356,2145,844,73346,7515,6126,737662,64156,892,51788,87316,2129,2586,2366,1526,5135,4395,551,62546,1358,8145,544,98346,5515,3126,6378,662,89159,192,63688,62318,8126,5588,8368,7526,4136,5396,551,87548,8356,2146,544,73345,5516,4125,637662,66156,792,88588,5316,4125,3586,3366,2525,8136,6396,751,62546,4354,9146,844,6345,8516,6125,8374,862,52155,592,63488,53317,9125,7587,9367,9526,1138,2398,351,79547,9355,2148,444,63346,2518,1126,2375,362,54155,992,79388,56317,4126587,4367,3526,5137,7397,751,73547,4355,6147,844,66346,5517,6126,5375,662,58156,292,74288,64317,7126,5587,6367,6526,1138,2398,351,76547,7356,4148,344,74346,1518,1126,3376,262,66156,892,77188,76315,4126,1585,3365,3526,6135,6395,551,53545,4357,4145,544,86346,6515,5126,7377,462,78156,392,541234567891011121314151617181920

Продолжение таблицы 1.1
Номер результата12557,1387,1135,4615,162,71514,1665,1337,1683,3164,3537,4345,2654,291,52715,3325,1527,2765,8154,751711556,5386,4137,6614,562,65516,4667,8336,3686,7166,5536,5347,5653,191,77717,6327,7526,9767,6156,8516,410555,6385,5137,3613,662,56516,1667,5335,4685,3166,2535,6347,3655,791,73717,2327,4526,9767,3156,5515,69555,4385,1136,5613,262,53515,3667,5335,2685,9164,3535,4346,5655,391,79716,5326,5527,1766,9155,6515,18555,3385,1136,3613,162,51515,2666,5335,3684,3165,1535,1346,2655,891,61716,2326,4526,9766,5155,5515,17556,2386,1138,661461,61517,6668,9336686,9167,5536,1348,6645,391,87718,6328,9526,2768,8157,8516,26558,6388,6136,1616,862,87515,1666,3338,4684165538,7346,2656,191,61716,1326,3526,4766,1155,3518,75556,2386,3135,2614,362,63514,1665,3336,2683,1164536,4345,365491,51715,2325,3526,1765,1154,4516,14556,5387,8135,4615,962,79514,4665,4336,3683,2164,3537,9345,3653,191,53715,4325,4527,8765,4154,5517,93557,3387,2135,5615,362,73514,6665,8337,1683,6164,5537,3345,5653,591,56715,6325,7527,2765,6154,8517,32557,6387,5136,5615,662,76515,4666,7337,4684,5165,4537,6346,5654,491,64716,5327,3527,5766,5155,7517,71555,4385,2137,1613,362,53516667,3335,2685,1166535,3347,165591,76717,1326,7525,2768,4156,3515,32122232425262728293031323334353637383940

Практическое занятие 2
Тема: Расчёт измерительных схем автоматического моста и потенциометра

2.1 Основные понятия об измерении температуры

Температура – важнейший параметр химико-технологических процессов. В химической промышленности весьма широк диапазон контролируемых температур и разнообразны условия их измерения. Поэтому в этой отрасли промышленности применяют разнообразные методы измерения и измерительные приборы.

Температура – это условная статистическая величина, прямо пропорциональная средней кинетической энергии частиц вещества (молекул или атомов).

В устройствах для измерения температуры обычно используют изменение какого-либо физического свойства тела, однозначно зависящего от его температуры и легко поддающегося изменению. К числу свойств, положенных в основу работы приборов и преобразователей для изменения температуры, относятся: объёмное расширение тел, изменение давления вещества в замкнутом объёме, возникновение термоэлектродвижущей силы, изменение электрического сопротивления проводников и полупроводников, интенсивность излучения нагретых тел и др.

При изменении температуры используют две шкалы: термодинамическую, основанную на втором законе термодинамики, и Международную практическую (МПТШ-68).

В термодинамической шкале температуру обозначают символом и выражают в Кельвинах (). Единицей измерения температуры в Международной практической шкале служит градус Цельсия (). Количественно температуры в Международных практических шкалах связаны соотношением:


2.2 Расчёт измерительной схемы автоматического моста

Цель практического занятия – освоить методику расчёта элементов измерительной схемы автоматического электронного равновесного моста, а также изменить пределы измерения моста на заданный интервал температуры.

Измерительная схема автоматического электронного уравновешенного моста показана на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1
Рисунок 2.1 – Принципиальная схема автоматического уравновешенного моста: ИМ – измерительный мост; ЭУ – электронный усилитель; РУ – регистрирующее устройство; РД – реверсивный двигатель; СД – синхронный двигатель.

Автоматические уравновешенные мосты широко применяют в комплекте с термопреобразователем сопротивления для измерения и регистрации температуры.

При измерении температуры измеряемой среды изменяется сопротивление
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям “
Методические указания к практическим занятиям “Обработка данных медицинских исследований в Excel” по дисциплине “Медицинская информатика”...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям “
Методические указания к практическим занятиям “Корреляционный и регрессионный анализ данных медицинских исследований” по дисциплине...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям студентов II курса...
Физиология системы крови: Методические указания к практическим занятиям студентов 2 курса / Сост. В. Г. Самохвалов, Н. И. Пандикидис,...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине “Технологическая оснастка”
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине “Технологическая оснастка” (для студентов специальности «Технология машиностроения»...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине «Надежность...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Надежность и диагностика электрооборудова-ния» для студентов дневной...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания для доаудиторной подготовки к практическим...
Методические указания для доаудиторной подготовки к практическим занятиям по эпидемиологии / Авторы: Н. Д. Чемич, Г. С. Зайцева,...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания для доаудиторной подготовки к практическим...
Методические указания для доаудиторной подготовки к практическим занятиям по эпидемиологии / Авторы: Н. Д. Чемич, Г. С. Зайцева,...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу “Основы утилизации отходов”
Методические указания к практическим по курсу “Основы утилизации отходов” (для студентов 4 курса дневной и 5 курса заочной форм обучения...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания к практическим занятиям, расчётно-графическим...
Методические указания к практическим занятиям, расчётно-графическим работам и самостоятельным работам по дисциплине «инженерная графика»...

Методические указания к практическим занятиям 2004 Методические указания к практическим занятиям по курсу «Контроль и управление химико-технологических процессов» iconМетодические указания и задания к практическим занятиям для студентов...
Современный русский язык. (Лексикология. Фонетика). Методические указания и задания к практическим занятиям для студентов специальности...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<