20070

Структурные схемы приборов. Схема с последовательным соединением звеньев. Чувствительность. Погрешность

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Структурной схемой называют схему содержащую предельно упрощенное обозначение функциональных узлов прибора или устройства а также логические связи этих узлов друг с другом. При эксплуатации прибора на его вход воздействует информативный параметр х измеряемая величина а также неинформативные параметры g1 g2 gn. При прохождении сигнала по компонентам прибора на подсистемы подузлы прибора воздействуют внутренние дестабилизирующие факторы q1 q2 qm которые так или иначе влияют на работоспособность этих узлов а следовательно и на...

Русский

2013-07-25

253.5 KB

8 чел.

Структурные схемы приборов. Схема с последовательным соединением звеньев. Чувствительность. Погрешность.

Структурной схемой называют схему, содержащую предельно упрощенное обозначение функциональных узлов прибора или устройства, а также логические связи этих узлов друг с другом.

Структурная схема в общем виде.

При эксплуатации прибора на его вход воздействует информативный параметр х (измеряемая величина), а также неинформативные параметры g1, g2, …, gn. При прохождении сигнала по компонентам прибора на подсистемы (подузлы) прибора воздействуют внутренние дестабилизирующие факторы q1, q2, …, qm, которые так или иначе влияют на работоспособность этих узлов, а следовательно, и на выходной сигнал у. Т.о. структурная схема в общем виде позволяет оценить условия процесса измерения и возможные проблемы при работе прибора при эксплуатации.

Различают:

1) последовательную схему

2) параллельную схему

3) смешанную (комбинированную) схему

При создании прибора необходимо стремиться к тому, чтобы его структурная схема содержала наименьшее количество элементов и связей. Однако усложнение схемы приводит к созданию прибора с лучшими метрологическими характеристиками.

Последовательная схема соединения звеньев.

Это схема, при которой входной величиной каждого последующего преобразователя служит выходная величина предыдущего.

Термоанемометр:

     

           Рис. 1.                      Рис. 2.                                   Рис. 3.

Прибор представляет собой платиновую проволоку 1, установленную на манганиновых стержнях 2, смонтированных в свою очередь на рукоятке 3. кабелем 4 датчик включается в электрическую схему (рис. 2).

В этом приборе можно выделить следующие элементарные преобразователи: 1 – нагретая проволока преобразует изменение скорости потока в изменение температуры; 2 – та же проволока, выполняющая функцию термометра сопротивления, преобразующая изменение температуры в изменение сопротивления; 3 – электрическая цепь изменение температуры в изменение сопротивления; 4 – измерительный прибор преобразует изменение тока в угол поворота стрелки.

Функция преобразования такого прибора представляет собой зависимость угла поворота стрелки φ от скорости потока V.

Функция преобразования первого преобразователя представляет собой зависимость температуры проволоки t от скорости потока V:

  1.  t=f(V)
  2.  R=R0(1+αt)
  3.  I=E/(R+R0)
  4.  φ=Sм·I

R0сопротивление при нуле

α – температурный коэффициент сопротивления

Sм – чувствительность прибора

Функцию преобразования всего прибора получают подставляя последовательно функции преобразования элементарных преобразователей 3, 2, 1 в выражение 4.

Полученная зависимость связывает угол поворота стрелки прибора со скоростью воздушного потока и используется при проектировании и моделировании устройства.

Чувствительность схемы с последовательным соединением.

1)

2)

3)

4)

Вывод: чувствительность схемы с последовательным соединением звеньев равна произведению чувствительностей элементарных преобразователей, входящих в состав прибора.

Применение схемы с последовательным соединением звеньев позволяет корректировать статическую характеристику всего прибора, изменяя статические характеристики отдельных входящих в него звеньев.

Если в составе прибора существует преобразователь с затухающей характеристикой 1, то для получения линейной зависимости выходного сигнала от входного всего прибора можно ввести в структурную схему преобразователь с прогрессивной характеристикой 2 с такой же степенью изменения чувствительности по модулю. Тогда суммарная характеристика двух этих звеньев будет линейной.

Построение статической характеристики на развернутых осях.

В каждом квадранте координатной плоскости строятся характеристики звеньев, входящих в состав прибора. Решая графически последовательно функции преобразования отдельных преобразователей, в четвертом квадранте получают статическую характеристику всего прибора. Если число звеньев в составе прибора больше 3-х, то сначала строится суммарная характеристика первых трех преобразователей, а затем, используя эту характеристику как характеристику одного звена, следующих трех.

По средствам этого метода можно получить также характеристику корректирующего звена при необходимости получения определенных свойств всего прибора.

Погрешность схемы с последовательным соединением звеньев.

Каждый входящий в состав прибора преобразователь имеет погрешность. Поэтому его выходная величина может быть представлена в виде:

,

где ун – часть выходного сигнала, определяемая входной величиной и номинальной функцией преобразования, т.е. это выходной сигнал идеального преобразователя.

Следовательно, выходная величина преобразователя 1 может быть представлена в виде:

Т.к. преобразователи соединены последовательно, то сигнал погрешности  будет воздействовать на преобразователь 2 точно также, как и входной сигнал.

Вывод: при последовательном соединение звеньев погрешность прибора равна сумме погрешностей входящих в состав прибора преобразователей, приведенных к выходу.

К преимуществам схемы относится простота, к недостаткам – довольно большая погрешность.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8418. Політекономія. Конспект лекцій та плани семінарських занять 505 KB
  Тема 1. Політична економія як фундаментальна суспільна наука Лекція 1 План 1. Виникнення політичної економії і основні етапи її розвитку 2. Предмет політичної економії. 3. Економічні категорії та закони 4.Методи дослідження соціально-економічних яви...
8419. Зіставлення художнього відтворення зради у творах О. Кобилянської та Л. Костенко про народну поетесу-співачку 70.72 KB
  Цей аспект кохання постійно хвилює людські душі, не лишає байдужою жодну людину. Звісно, що й у літературі тема любові та зради – чи не найпоширеніша та найблагодатніша для творчого вияву митця.
8420. Проектирование экологически чистого технологического процесса изготовления фланца 6Р13РФ3.64.203 1.4 MB
  Введение Главным средством интенсификации производства любого назначения является парк машин, которым располагает государство. Прогресс в развитии общества предопределяется техническим уровнем применяемых машин. Их создание, то есть конструирование ...
8421. Разработка технологического процесса восстановления блока цилиндров двигателя ЗМЗ-53-11 (ЗМЗ-53) с применением прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства 241 KB
  Введение Ремонт автомобилей является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами. Во-первых, потребность народного хозяйства в автомобилях частично удовлетворяется путем эксплуатации отремонтированных а...
8422. Проектирование привода главного движения токарно-винторезного станка 268.5 KB
  Проектирование привода главного движения токарно-винторезного станка Оглавление Оглавление Выбор прототипа станка. Кинематический расчет привода. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Расчет чисел зубьев в групповых передачах...
8423. Проект здания механосборочного цеха среднего машиностроения сельскохозяйственной продукции 96.97 KB
  ВВЕДЕНИЕ Проект здания механосборочного цеха среднего машиностроения (с/х машины) выполнен на основании задания, выданного кафедрой строительных конструкций. Цех включает в себя следующие отделения и участки: Механическая обработка Токар...
8424. Судовые навигационные радиолокационные станции 10.4 MB
  Судовые навигационные радиолокационные станции Пособие содержит описание состава комплекта, эксплуатационно-технических характеристик, устройства, функциональных схем, правил эксплуатации судовых навигационных радиолокационных станций типа Донец-2...
8425. Технологический процесс обработки детали типа Корпус 1.53 MB
  Аннотация. В данном проекте рассмотрен один из возможных технологических процессов обработки детали типа Корпус, разработан технологический процесс для выполнения на металлорежущих станках, выбран вид заготовки и метод её получения, рассчитаны припу...
8426. Електричні фільтри 1.3 MB
  Мета: Дослідити засобами компютерного моделювання: Методики розрахунку електричних LC-фільтрів Частотні характеристики електричних LC-фільтрів Методики вимірювання параметрів частотних характеристик Вплив параметрів ...