Главная > Вибрации в технике, Т. 5. Измерения и испытания
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

2. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАТЧИКОВ

Основные метрологические характеристики. Свойства датчика как средства измерения определяются в первую очередь тем, как он воспринимает и воспроизводит в электрической форме на выходе подлежащую измерению механическую величину. Эти свойства выражаются рядом так называемых основных метрологических характеристик [30].

Градуировочная (калибровочная) характеристика — зависимость между значениями выходной электрической и входной механической величин. Желательный вид характеристики — прямая линия, проходящая через начало координат.

Коэффициент преобразования — отношение принятого параметра выходного сигнала к принятому параметру входной механической величины датчика. Эта величина может быть определена для каждой точки градуировочной характеристики. Принятым параметром может быть либо мгновенное значение сигнала, либо некоторый функционал от него (среднеквадратичное значение, среднее по модулю значение и т. д.).

Чувствительность датчика — отношение изменения принятого параметра выходного сигнала датчика к вызвавшему его изменению принятого параметра входного сигнала со значениями параметров и их изменений в установленных пределах. Для линейных датчиков эту величину находят как коэффициент преобразования, но предпочтение отдают термину «чувствительность».

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - зависимость от частоты отношения амплитуды первой гармоники выходного сигнала к амплитуде входной гармонической величины.

Фазочастотная характеристика (ФЧХ) - зависимость от частоты сдвига фаз между первой гармоникой выходного сигнала и входной гармонической величиной.

Рабочий диапазон частот — интервал частот входной гармонической величины, в котором нормированы допускаемые погрешности датчика.

Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, в которой нормированы допускаемые погрешности датчика. Предел измерений — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений. Порог чувствительности — значение измеряемой величины, относительная погрешность измерения которого составляет

100%. Коэффициент нелинейности — выраженное в относительной форме максимальное отклонение градуировочной характеристики от прямой линии во всем диапазоне измерения. В некоторых случаях различают нелинейность функциональной связи и гистерезис, т. е. неоднозначность градуировочной характеристики при возрастании и убывании входной величины.

Основная погрешность — погрешность датчика, используемого в нормальных условиях. Она равна погрешности определения чувствительности в диапазоне измерения.

Вспомогательные метрологические характеристики: выходной электрический импеданс датчика; частота резонанса закрепленного датчика (частота входного гармонического сигнала, на которой проявляется резонанс датчика в условиях стандартного крепления его к объекту); добротность (отношение амплитуд выходного сигнала на частоте установочного резонанса и на частоте, принятой в качестве базовой, при постоянной амплитуде входной гармонической величины).

Реакция на воздействие окружающей среды. Основная погрешность датчика определяется в нормальных условиях, т. е. при регламентированных параметрах окружающей среды. Реальный датчик чувствителен не только к измеряемой величине (физической величине, подлежащей или подвергаемой измерению), но и к другим величинам той или другой размерности и даже другой физической природы, которые могут воздействовать на датчик во время измерения или до него. Величины, которые не должны измеряться датчиком, но проявляются в его выходном сигнале и вносят дополнительную погрешность, называют влияющими (применяют также термин «влияющие факторы») [30].

Фактически датчик является преобразователем с несколькими входами: основным для измеряемой величины и дополнительными для влияющих величин. Ввиду разного характера воздействия последние разделяют на две группы. Одну группу составляют мультипликативно влияющие величины, т. е. величины, воздействующие на чувствительность датчика к измеряемой величине В другую группу входят аддитивно влияющие величины, сигнал от которых прибавляется к сигналу от измеряемой величины. Различают аддитивные факторы 1-го и 2-го рода по механизму воздействия. Аддитивные факторы 1-го рода воздействуют на вход МЭП, а 2-го рода — на выходные цепи датчика. Для датчиков механических величин к факторам 1-го рода принадлежат те, которые имеют механическую природу или вызывают значительные механические эффекты. Факторы 2-го рода — иемеханические, их состав определяется принципом действия МЭП, используемого в датчике.

Свойства датчика, обусловленные наличием чувствительности к какому-либо влияющему фактору, описываются его функцией влияния — зависимостью выходного сигнала от значения этого фактора. В большинстве случаев применения датчиков механических величин функции влияния факторов, в особенности аддитивных, можно считать линейными. Коэффициенты пропорциональности носят название коэффициентов влияния соответствующего фактора. При этих условиях сигнал датчика, приведенный к измеряемой величине имеет следующий вид:

где коэффициент влияния мультипликативного фактора коэффициент влияния аддитивного фактора 1-го рода коэффициент влияния аддитивного фактора 2-го рода

Фактор, оказывающий смешанное действие, учитывается дважды.

Размерности коэффициентов влияния зависят от группы влияющего фактора:

Коэффициенты влияния позволяют оценивать дополнительную погрешность измерения. При сравнении датчиков одного назначения, но разных типов, более

показательны приведенные коэффициенты влияния (отнесенные к верхнему пределу измерения) [11].

Кратко охарактеризуем наиболее распространенные влияющие факторы. Температура является смешанно-действующим фактором. Однако ее воздействие на датчики с генераторными МЭП носит главным образом мультипликативный характер (аддитивно проявляются только перепады температуры). Деформация объекта измерения также относится к смешанным факторам, хотя ее аддитивное действие обычно преобладает. Давление окружающей среды действует аналогичным образом. Вибрация обычно считается действующей аддитивно, если она не выводит МЭП из нормального режима работы. Медленное ускорение влияет аддитивно, пока суммарный сигнал датчика не превышает значения, соответствующего верхнему пределу измерения. Магнитное поле оказывает мультипликативное действие только на те датчики, чувствительность которых в значительной степени зависит от него, например с гальваномагнитным МЭП, в остальных случаях его воздействие аддитивно. Электрическое поле аналогично магнитному по характеру влияния. Акустическое давление действует аддитивно. Проникающая радиация может считаться смешанным, но преимущественно мультипликативным фактором. Время также оказывает мультипликативное воздействие, если продолжительность измерения значительно меньше периода проявления старения.

Зависимость свойств датчика от размера влияющей величины, выраженная в виде функции влияния и предполагающая, что воздействие учитывается внесением нормируемой дополнительной погрешности, имеет место в определенной области изменения влияющей величины. Эта область является областью устойчивости к данному фактору. За ее границами степень влияния возрастает настолько, что датчик по существу теряет нормируемые метрологические характеристики, однако имеется зона (область прочности), при возвращении из которой в область устойчивости свойства датчика полностью восстанавливаются. Переход верхней границы области прочности может привести к необратимым изменениям свойств датчика, поэтому недопустим.

Кроме этого в число эксплуатационных характеристик входят масса и габаритные размеры датчика, присоединительные размеры, длина кабеля, выходной импеданс, энергопотребление и некоторые другие параметры. Вместе с метрологическими характеристиками они полностью определяют измерительные свойства датчика.

1
Оглавление
email@scask.ru