20090

Требования к элементам приборов. Эксплуатационные, конструктивно-технологические, специальные. Чувствительность. Линейность

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Статическая характеристика может быть выражена аналитически уравнением типа y=fx связывающим выходную величину y с входной величиной х в числовой форме в виде таблицы или графически. такая характеристика выгодна для показывающих и особенно для регистрирующих приборов т. Линейная характеристика преобразователей в вычислительных устройствах упрощает осуществление математических операций. Вместе с тем иногда нужны преобразователи с нелинейными характеристиками например с логарифмическими или квадратичными.

Русский

2013-07-25

185.5 KB

1 чел.

Требования к элементам приборов. Эксплуатационные, конструктивно-технологические, специальные. Чувствительность. Линейность.

Исходя из назначения измерительной системы и условий ее эксплуатации различают эксплуатационные, конструктивно-технологические и специальные требования.

Эксплуатационные требования. Определяются условиями эксплуатации, хранения и транспортирования аппаратуры.

Важнейшими из них являются:

1) оперативность, удобство и безопасность обслуживания, обеспечиваемая проведением ряда конструктивных мероприятий, позволяющих ускорить подготовку устройства к работе, создать максимум удобств оператору, уменьшить вероятность поломки в случае неквалифицированной эксплуатации;

2) надежность работы и возможность длительного хранения;

3) минимальные затраты на эксплуатацию, в которые входят стоимость электроэнергии, обслуживания, запасных частей и расходных материалов.

Конструктивно-технологические требования. Тенденция изготовления элементов аппаратуры только с учетом эксплуатационных требований приводит к усложнению прибора и увеличивает его стоимость. Поэтому при создании оптимальной конструкции необходимо руководствоваться также некоторыми другими требованиями. К ним относятся:

1) стандартизация, унификация и нормализация;

2) взаимозаменяемость деталей и элементов, под которой понимают возможность замены одного элемента другим без дополнительной подгонки и регулировки. Взаимозаменяемость должна обеспечиваться как по геометрическим, так и по электрическим параметрам;

3) технологичность конструкции – требования, означающие простоту изготовления и сборки деталей и приборов в целом. Приборы, выпускаемые в единичных экземплярах и серийно конструктивно могут отличаться значительно;

4) рациональные габариты и масса;

5) рациональный выбор материала;

6) сокращение номенклатуры деталей, схемных элементов, стандартных и покупных изделий;

7) эргономика и эстетика.

Специальные требования – это требования, определяемые назначением аппаратуры и условиями ее эксплуатации. К этим требованиям относятся: точность, быстродействие, климатическая стойкость, устойчивость к механическим воздействиям, срок службы.

Характеристики элементов приборов.

Важным показателем эксплуатационных возможностей и области применения преобразователей является зависимость выходного сигнала от входного. В общем случае эта зависимость описывается дифференциальным уравнением, учитывающим как сами величины, так и их временные производные. Эта зависимость существенно упрощается, если входные и выходные сигналы не изменяются во времени или изменяются достаточно медленно. В этом случае говорят о статической характеристике или просто характеристике.

Статическая характеристика может быть выражена аналитически уравнением типа y=f(x), связывающим выходную величину y с входной величиной х в числовой форме, в виде таблицы или графически.

Графическое представление характеристики применяется наиболее часто ввиду его наглядности.

Значение входной величины х обычно откладывается по оси абсцисс, а значение выходной величины у – по оси ординат.

Рабочий участок характеристики ограничен нижними хн и ун и верхними хв и ув пределами преобразования. Разность верхнего и нижнего предела образует диапазон преобразования по входной  и выходной  величинам.

Значения пределов преобразования и форма характеристики определяются с одной стороны назначением прибора, а с другой стороны - конструкцией преобразователя и параметрами входящих в него элементов. В большинстве случаев стремятся к тому, чтобы преобразователь имел линейную характеристику, а нижние пределы преобразования были бы равны нулю. такая характеристика выгодна для показывающих и особенно для регистрирующих приборов, т.к. показания и запись легко читаются и воспринимаются. Линейная характеристика преобразователей в вычислительных устройствах упрощает осуществление математических операций.

Вместе с тем, иногда нужны преобразователи с нелинейными характеристиками, например, с логарифмическими или квадратичными.

Получение строгой линейной характеристики чаще всего сопряжено со значительными усложнениями конструкции преобразователя. Поэтому часто нелинейную характеристику условно считают линейной, если ее нелинейность невелика.

      

Под нелинейностью понимают отношение наибольшей разности ун и ул, отнесенное к диапазону измерения .

Разработчикам приборов приходится разрабатывать и использовать преобразователи с различными характеристиками, как с линейными, так и с нелинейными. Примерами таких характеристик могут быть:

1 – прогрессивная характеристика;

2 – затухающая характеристика;

3 – произвольная характеристика.

Кроме того существуют:

1) линейная с областью отрицательных значений. Такую характеристику имеют, например, термометры расширения или пьезопреобразователи;

2) линейная со смещенным нулем. Такую характеристику имеют приборы для измерения давления, если начальный диапазон их первичных преобразователей не нормирован или нелинейный;

3) линейная с порогом чувствительности. Такой характеристикой обладают полупроводниковые первичные преобразователи;

4) характеристика, при которой увеличение входной величины соответствует уменьшению выходной величины (падающая характеристика). Такой характеристикой обладают емкостные преобразователи при использовании в качестве выходного параметра емкостного сопротивления.

Помимо рассмотренных непрерывных характеристик могут иметь место дискретные, например, ступенчатые. Такую характеристику имеют резистивные реостатные преобразователи.

Кроме того характеристики различают на заданную, расчетную и экспериментальную.

Заданная характеристика идеально отражает связь между входом и выходом (между х и у).

Расчетная характеристика имеет вид:

Где х – входной сигнал;

      g1 ÷ gn – конструктивные параметры, характеризующие преобразователь;

      q1 ÷ qm – внутренние дестабилизирующие факторы.

Если значения g1 ÷ gn соответствуют заданным, а q1 ÷ qm = 0, то характеристику называют расчетно-номинальной.

Экспериментальная характеристика может быть установлена только на основе эксперимента.

Порог реагирования.

Если входная величина медленно непрерывно изменяется от нуля, а выходная величина начинает изменяться только при определенном значении входной, то имеет место порог реагирования или нечувствительность в нулевой точке. Чтобы исключить неопределенность, связанную с обнаружением начала изменения показаний, предусматривают определенное малое изменение показаний . Это явление может иметь место, например, в полупроводниковых датчиках и электронных схемах при малых значениях входного сигнала.

Чувствительность.

Характеристика дает достаточно полное представление о возможностях преобразователя, но иногда желательно более компактная форма представления этой информации. Наиболее удобной характеристикой преобразователя является его чувствительность, представляющая отношение приращения выходной величины к приращению входной.

Для линейной характеристики чувствительность постоянна по всему диапазону измерения.

Для нелинейной характеристики чувствительность – величина переменная и является функцией измеряемой величины.

Для сравнения преобразователей с нелинейной характеристикой иногда пользуются понятием средней чувствительности или чувствительности по диапазону:

.

В различных областях приборостроения чувствительность могут называть по разному. Применительно к механизмам этот параметр определяется как отношение скоростей входных и выходных звеньев и называется передаточным числом. Чувствительность упругих элементов называется податливостью, чувствительность оптических систем – кратностью.

В зависимости от физической природы входного и выходного сигнала чувствительность может быть отвлеченным числом, если входная и выходная величины одной физической природы и выражены в одних единицах, или размерным, если единицы различны.

Кроме того в некоторых случаях используют термин чувствительность, вычисляемый по формулам:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84398. Abu Ali Ibn Sino 28.98 KB
  Abu Ali Ibn Sino is well-known in Europe by the name of “Avicenna” the naturalist Karl Linney named a type of plant “Avicenna” in honour of him. To sum up we can say that Abu Ali Ibn Sino was an encyclopaedic school whose contribution to world civilization was incomparable.
84399. Kamoliddin Behzod (1455-1537) 30.91 KB
  The member of Renaissance and Alisher Navoi’s apprentice, the great artist and miniaturist Kamoliddin Behzod was born in 1455 in poor family in Heart. He lost his parents as a child and was brought up by the famous painter Mirak Nakkosh. He learned from him the secrets of carving.
84400. Outstanding people of Uzbekistan Abu-Rayhon Beruniy 117.38 KB
  Abu-Rayhon Beruniy – a remarkable scientist, amazing with variety of his scientific interests, boldness of idea, the author of more than 150 works devoted to actual issues of natural sciences, philosophy, history, philology, great encyclopaedist – the thinker, the humanist of the Middle Ages epoch.
84401. Muhammad ibn Muso al-Khorazmiy 164.28 KB
  Muhammad ibn Muso al-Khorazmiy (783 - 850) Nickname Al – Khorezmi specifies his native land – the Central Asian state Khoresm (nowadays territory of Uzbekistan), Bin Mussa – son of Mussa, and one of nicknames of the scientist – Al – Madjusi– speaks about his origin from a sort of magicians...
84402. Alisher Navoi (1441-1501) 163.92 KB
  An ingenious poet and the thinker, the musician and the artist, the teacher and the scientist, a great statesman and one of the most cultural persons of his time. Alisher Navoi was the conventional head of the cultural life of Herat, the patron of numerous representatives of sciences, arts and cultures.
84403. Imam al-Bukhoriy (810-870) 37.33 KB
  Al – Bukhari, Muhammad Ismail Abu Abdullah al – Djufi (810 - 870) – well-known Sunni muhaddist – traditionalist. He was born in the family of Iranian origin in Bukhara, has died in the Hartanka settlement (near Samarkand).
84404. Amir Temur (Tamerlane) (1336-1405) 128.66 KB
  Amir Temur was born in 8th April 1336 in Hodja Ilgor village (Yakkabag) near Kesh (Shahrisabz). His father emir Muhammad Taragaj was from notable family of a Turkic sort barlas. He was the influential person and had the big authority in Movarounnahr.
84405. DIE UKRAINE: LAND UND LEUTE 20.22 KB
  Die Ukraine ist ein verhältnismäßig junger Staat. Einst war sie eine der Sowjetrepubliken. Am 24. August 1991 wurde ihre Unabhängigkeit bekanntgegeben. Jetzt hat die Ukraine ihre eigene Verfassung, Regierung, den Obersten Rat und Währung — die Grywnja.
84406. LEHRERTÄTIGKEIT 19.92 KB
  Lehrer unterstützen und fördern die persönliche Entwicklung ihrer Schüler und vermitteln anderen ihr Fachwissen. Die Aufgaben eines Lehrers sind vielseitig. Es geht nicht nur um die Vermittlung von Bildungsinhalten und das Einhalten des vorgeschriebenen Lehrplans.