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

55658. План-сценарій проведення гри «Щасливий випадок» 29 KB
  Мета: вивчення рівня психолого-педагогічних знань вихователів з даної проблеми. Нікітіна Що він вважав за головне в роботі з дітьми Які книги Вам відомі Які ігри за його методикою Ви знаєте II Гейм Заморочки...
55659. Патріотичне виховання дошкільників 37.5 KB
  Мета: Розвивати патріотичні почуття, зв’язне мовлення, увагу, мислення, образну пам'ять, музичний слух. Виховувати любов до рідної землі, природи, народних ігор та бережне ставлення до навколишнього середовища.
55660. Методичні прийоми впровадження елементів технології в курс «Трудового навчання» (5 клас) 38.5 KB
  Вчитель демонстрував готовий виріб пояснював його конструкцію виконував на шкільній дошці технічний малюнок ставив розміри. Вчитель демонструє готовий виріб та його технічний малюнок з’ясовує разом з учнями з яких деталей складається виріб та розміри деталей.
55661. Впровадження інноваційних технологій в навчальний процес 87 KB
  У перекладі з грецької мови інновація означає оновлення новизна зміна. Батишев вважає що інновація є комплексним процесом створення розповсюдження та використання нового практичного засобу в галузі техніки технології педагогіки наукових досліджень Інновація в освіті необхідна...
55662. В земле наши корни 76 KB
  Родители моих учеников выращивают хлеб это чудо земли которое является мерилом материальных и моральных ценностей в нашей стране. Но к сожалению приходится наблюдать даже у сельских детей отсутствие понимания роли хлеборобских профессий.
55663. Будем вечно прославлять женщину, чье имя - Мать! 76.5 KB
  Уже многие столетия светлейшие умы человечества пытаются разгадать и объяснить великое, загадочное чувство - любовь к женщине. Поэтами всех времен и народов написаны десятки тысяч стихотворных строк, посвященных женщине.
55664. Хай дитина знає кожна жартувать з вогнем не можна 45 KB
  Учень Вогонь дає тепло та світло І затишок приносить в дім. Але уважним треба бути Тоді вогонь добро несе. Учитель Напевне ви вже здогадалися що сьогодні ми поговоримо про вогонь який для кожного з нас може бути і другом і ворогом. Поміркуйте коли вогонь – наш друзігріває нас наше житло слугує в побуті та виробництві.
55665. Будителі національного відродження в Західній Україні 201.5 KB
  Саме томуальманах став маніфестом національного відродження і засвідчив початок нової літератури на західноукраїнських землях. Пресконференція на тему Будителі національного відродження в Західній Україні Завдання нашої конференції...
55666. Подорож до країни Ввічливості та Доброти 49 KB
  Вступна бесіда Діти сьогодні на вас чекає подорож до Країни Ввічливості та Доброти. Діти послухайте яка пригода сталась з одним неввічливим хлопчиком.