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

9428. Исследование больных с патологией ССС. Расспрос и осмотр. Пальпация прекардиальной области 31.21 KB
  Исследование больных с патологией ССС. Расспрос и осмотр. Пальпация прекардиальной области. Болезни сердца и сосудов в развитых странах занимают 1 место в структуре смертности населения. История кардиологии Боткин Сергей Петрович 1...
9429. Аускультация сердца. Тоны сердца в норме и патологии 28.68 KB
  Аускультация сердца. Тоны сердца в норме и патологии. Правила аускультации: Проводится после расспроса, осмотра, пальпации, перкуссии сердца. Сердце выслушивают (если позволяет состояние больного) стоя, сидя, лежа на левом боку, на право...
9430. Аускультация сердца. Сердечные шумы 28.02 KB
  Аускультация сердца. Сердечные шумы. Сердечные шумы - это более продолжительные высокочастотные звуки, с частотой 400-1000 Гц, которые возникают при деятельности сердца. Шум возникает в результате турбулентного тока при прохождении крови через ...
9431. Электрокардиография ЭКГ 29.49 KB
  Электрокардиография ЭКГ представляет собой графическое изображение колебаний электрических потенциалов, снятых с поверхности тела Самый распространенный и массовый инструментальный вид исследования. ЭКГ - колебание электрических потенци...
9432. Нарушение сердечного ритма 26.55 KB
  Нарушение сердечного ритма Аритмии являются наиболее распространенными нарушениями сердечного ритма. Их частота не поддается точной оценке. Приходящие нарушения ритма встречаются у большинства здоровых людей. При возникновении заболеваний внутренних...
9433. Симптомология заболеваний пищевода. Дисфагия Нарушение акта глотания 29.38 KB
  Симптомология заболеваний пищевода Дисфагия Боль Пищеводная рвота Срыгивание, отрыжка Изжога Пищеводное кровотечение Дисфагия Нарушение акта глотания Больной ощущает задержку прохождения пищевого комка по пищевода...
9434. Функциональная диагностика при заболеваниях ЖКТ Исследование желудочной секреции 26.72 KB
  Функциональная диагностика при заболеваниях ЖКТ Исследование желудочной секреции Методы исследования: Метод кокционного зондирования Метод окрашивания стенки желудка при помощи орошения специальным красителем через канал эндоскопа при га...
9435. Исследования больных с заболеванием печени и желчевыводящих путей 27.65 KB
  Исследования больных с заболеванием печени и желчевыводящих путей Субъективное исследование жалобы: Симптом печеночной диспепсии (жировая диспепсия) Симптомокомплекс печеночной лени Желтуха Кожный зуд Чувство тяже...
9436. Основные симптомы и синдромы при заболевании почек 29.47 KB
  Основные симптомы и синдромы при заболевании почек Основная морфологическаяи функциональная единица почки нефрон, состоящий из сосудистого клубочка, капсулы и почечных канальцев. В каждой почке содержится около 1.2-1.5 млн. нефронов. Основные ...