Технология 7 класс. Открытый урок

– В промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях , а также в бытовой технике широко используются автоматы – устройства, которые выполняют свои функции без участия человека.

Само название «автомат» происходит от греческого слова «аутоматос» - самодвижущийся. Несмотря на многообразие автоматических устройств все их можно разделить на четыре основные группы: автоматические устройства контроля и сигнализации, устройства защиты, устройства регулирования.

Автоматы контролируют различные параметры ( температуру, давление, уровень жидкости, влажность) размеры и качество обработки деталей, учитывают количество продукции. При нарушении технологического процесса и опасных перегрузках в работе машин и механизмов автоматы-контролеры могут подавать сигнал – звуковой или световой. Автоматическая сигнализация – разновидность контроля.

Очень важны устройства автоматической защиты, как разновидность контроля. Они не только сигнализируют о возможных авариях, но и останавливают весь процесс, машины, станки, отключают электрические цепи. Простейший автомат защиты, с которым мы встречаемся в быту – плавкие предохранители. Простейший предохранитель представляет собой тонкую проволоку из легкоплавкого металла, вставленную в стеклянную трубочку. При неисправностях в цепи проволока нагревается и расплавляется; происходит размыкание электрической цепи. Подобные предохранители используют в телевизорах, магнитофонах ив других бытовых устройствах. Эти предохранители одноразовые и в эксплуатации неудобны. Сейчас в основном используют предохранители – автоматы, которые предотвращают пожары, аварии, травматизм.

В сложных технологических машинах надо контролировать большое число взаимосвязанных параметров. Выполнение этой задачи берут на себя устройства автоматического управления.

Устройства автоматического регулирования поддерживают неизменной в течение определённого времени величину какого-либо важного для технологического процесса параметра. Простейший автоматический регулятор температуры – биметаллическая пластина в электрическом утюге.

Она состоит из полосок двух разных металлов – стали и меди. Пока утюг холодный, контактные пластины замкнуты, ток проходит через нагревательный элемент. При нагревании медная пластина удлиняется больше стальной, поэтому биметаллическая пластина изгибается вверх, надавливает на стержень и он отжимает верхнюю контактную пластину.

Электрическая цепь размыкается, и нагревание прекращается.

Автоматические регуляторы поддерживают заданную температуру в морозильной камере холодильника.

Сейчас трудно найти профессию, которая была бы совершенно не связана с автоматикой и не пользовалась бы её плодами. Автоматизация производства – это настоящее и будущее промышленности, сельского хозяйства, транспорта и других отраслей народного хозяйства.

Основные элементы автоматических устройств.

Все автоматические устройства, независимо от конструкции, включают в себя три основных элемента – датчик, усилитель и исполнительный механизм.

Датчики – это чувствительные элементы автоматов. Они являются своеобразными «глазами», «ушами» и чуткими пальцами» современной техники. Датчики реагируют на внешние воздействия ( освещённость, температуру, влажность, давление и др.) и преобразует эти воздействия в сигналы, удобные для измерения, передачи или управления.

Любой датчик имеет характерный недостаток – его сигналы часто слишком слабы. Поэтому сигнал сначала усиливают с помощью специального устройства – усилителя; а затем посылают к исполнительному механизму, который воздействует на рабочие органы машин, приборов.

- Рассмотрим действие элементов автоматики на примере нескольких моделей, которые вы можете собрать сами. Одна из них – модель программного управления электрическим освещением. Основная деталь этой модели – деревянный цилиндр, покрытый металлической фольгой. Поверх фольги на цилиндр прикрепляют бумажную ленту с отверстиями - программу. От места расположения и формы этих отверстий – исполнительных элементов – зависит очерёдность и продолжительность включения ламп. Цилиндр может приведён в движение рукой или с помощью электродвигателя. На основании модели укреплены несколько упругих контактных пластин. Одними концами они прижаты к цилиндру, а другими соединены с источником, выключателем и лампами. Контактные пластины и являются датчиками. Благодаря им лампы будут загораться (при замкнутых контактах выключателя) в заданной последовательности.

- Из деталей конструктора необходимо собрать модель поплавкового автомата – устройство автоматического уровня жидкости. Датчиком в этом автомате служит поплавок из пробки или пенопласта, усилителем – рычаг, соединённый с поплавком, исполнительным механизмом – подвижный и неподвижный контакты.

Если уровень жидкости в сосуде повышается, поплавок поднимается. Вследствие этого опускается левое плечо рычага до тех пор, пока не произойдёт замыкание контактов, а значит, и электрической цепи. Сигнальная лампа, которую устанавливают в удобном для наблюдения месте,

загорается. Поплавковый автомат нашёл широкое применение. Его используют, например для контроля за уровнем тормозной жидкости в тормозной системе автомобиля.

Конструирование автоматических устройств.

Вы знаете, что конструирование – первый и очень ответственный этап создания любого устройства. Определить принцип его действия, конструктивную форму, выбрать материал, количество деталей и способов их соединения, вид отделки _ всё это входит в задачу конструктора. Сегодня вы можете попробовать себя в роли конструктора, выполнив одно из предложенных ниже упражнений.

Придумайте поплавковый автомат, который бы сигнализировал не только о наибольшем, но и о наименьшем уровне жидкости в сосуде. (рис.1) Соберите его используя детали из набора конструктора.

Насос, показанный на рисунке 2, не включён. В какую ветвь ( А или Б)

электрической цепи сигнализатора уровня жидкости нужно включить электродвигатель насоса, чтобы уровень воды в баке регулировался автоматически? Составьте схему устройства. На схеме укажите датчик и исполнительный механизм.

Закрепление пройденного материала.

Вопросы к учащимся.

Какие устройства называют автоматами?

Как действуют устройства автоматического контроля, управления и регулирования?

Приведите примеры использования на практике автоматических устройств.

Как изменится температура нагрева электрического утюга, если с помощью поводка увеличить или уменьшить расстояние между контактами и биметаллической пластинами?

Сегодня, ребята, вы изучили важную тему раздела «Электротехнические работы». Вы убедились, выполняя практическое задание, в том, что применение автоматических устройств в бытовой технике, в промышленном производстве имеет огромное значение.

Приборы автоматы облегчают труд рабочих, увеличивают в несколько раз производительность труда в промышленном производстве. Автоматические устройства являются незаменимыми помощниками, предостерегающими людей от различных травм и аварий, своевременно сигнализируя об опасности. Сейчас трудно найти профессию, которая была бы совершенно не связана с автоматикой и не пользовалось бы ее плодами. Имеется в виду не только труд в сфере материального производства, но и профессии, связанные с экономикой, торговлей, культурой, научными исследованиями и т.д.

Чтобы стать хорошим специалистом автоматизированного производства, надо знать элементы программирования, с которыми вы познакомитесь в старших классах.