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

5971. Техническая механика. Учебно-методическое пособие 2.32 MB
  Пособие содержит основные понятия и термины одной из основных дисциплин предметного блока Техническая механика. Данная дисциплина включает в себя такие разделы, как Теоретическая механика, Сопротивление материалов, Теория механизмов и машин....
5972. Информационные технологии в металлургии. Курс лекций 332 KB
  Введение Понятие об информатике, ее предмете и задачах Современный этап развития человеческого общества - это эпоха постиндустриального информационного общества. Если на предыдущих этапах развития прогресс общества зависел от развития производс...
5973. Племенной учет в овцеводстве. Справочное пособие 1.56 MB
  Справочное пособие содержит основные сведения о биологических особенностях овец, о племенной работе в овцеводстве, информацию о программном продукте Племенной учёт в овцеводстве и инструкцию работы с программой. Справочное пособие будет инте...
5974. Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок 54.06 KB
  Введение. Эпитаксиальный арсенид индия - перспективный материал электронной техники. Высокая подвижность электронов в арсениде индия прямозонная структура позволяют использовать его для изготовления высокоэффективных электронных и оптоэлектронных пр...
5975. Процессы горения и взрыва 1.59 MB
  Процессы горения и взрыва Книга написана применительно к действующей программе по дисциплине Теория горения и взрыва для высших учебных заведений. В ней изложены основные разделы современной теории горения: химические и тепло-массообменные процесс...
5976. Методы амортизации основных производственных фондов на предприятии 82.91 KB
  Для осуществления хозяйственной деятельности и нормального функционирования любое современное предприятие должно обладать необходимыми ресурсами, то есть иметь определенные средства и источники, с помощью которых можно производить и реализо...
5977. Жилищное право. Конспект лекций 990.5 KB
  Краткий конспект лекций содержит основные положения Жилищного права. В нем раскрываются определения понятий Жилищного права, его предмета и метода, проводится анализ основных принципов в сфере жилищных правоотношений, рассматриваются вопросы жилищно...
5978. Проблемы корпоративного права. Корпоративные правоотношения 85.58 KB
  Проблемы корпоративного права. Корпоративные правоотношения Основные понятия Корпорация – от лат. corpus habere - в Римском праве им обозначался статус юр. лица. Римск. право не знало учения о юр. лицах. Корпорация в РФ - ст. 71 ФЗ «О...
5979. Влияние легирующих элементов на механические и химические свойства стали 455 KB
  Следуя в ногу с техническим прогрессом, требующим удовлетворения растущих потребностей вновь создаваемых и развивающихся отраслей промышленности, ОАО ТАГМЕТ наращивал объем производства за счет расширения старых и строительства новых цехо...