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

7914. Утворення та зміцнення Московської держави 22.5 KB
  Утворення та зміцнення Московської держави МЕТА: створити умови для всебічного розуміння учнями всіх політичних та економічних процесів розвитку земель Північно - Східної Русі. розвивати вміння зіставляти та порівнювати інформацію з різни...
7915. Наука. Наукові товариства. М. Грушевський 22.56 KB
  Наука. Наукові товариства. М. Грушевський Мета: Створити умови для всебічного розуміння учнями всіх особливостей розвитку української науки розвивати вміння зіставляти та порівнювати інформацію з різних джерел, формулювати нескладні висновки та уза...
7916. Література. Драматургія. Архітектура та містобудування. Живопис. Музика. Музеї. Українські підприємці-благодійники. Родини Терещенків та Харитоненків 34.55 KB
  Література. Драматургія. Архітектура та містобудування. Живопис. Музика. Музеї. Українські підприємці-благодійники. Родини Терещенків та Харитоненків Мета: Створити умови для всебічного розуміння учнями всіх особливостей розвитку української культур...
7917. Фольклор та декоративно-ужиткове мистецтво. Повсякденне життя: звичаї, традиції, побут. Зміни у житті українських жінок. Особливості релігійного життя 26.35 KB
  Фольклор та декоративно-ужиткове мистецтво. Повсякденне життя: звичаї, традиції, побут. Зміни у житті українських жінок. Особливості релігійного життя МЕТА: розуміння учнями всіх особливостей розвитку народного мистецтва. пов...
7918. Поняття людини як біосоціальної істоти 22.26 KB
  Поняття людини як біосоціальної істоти Людина... Хто вона така? На перший погляд це питання зовсім просте. Хто ж не знає, хто така людина? Адже на рівні здорового глузду кожен з нас впевнено виділяє людину з оточуючого середовища, її відмінність від...
7919. Радянська українізація та культурна революція. Освіта та наука 68 KB
  Радянська українізація та культурна революція. Освіта та наука. Перемога радянської влади в Україні призвела до того, що всі досягнення в галузі українізації були визнані контрреволюційними, націоналістичними та ворожими народу. В 1919 та на початку...
7920. Українська культура періоду ІІ світової війни 58 KB
  Українська культура періоду ІІ світової війни Радянські митці у своїх творах оспівували масовий героїзм, стійкість, ратні подвиги радянських воїнів, їх безмежну відданість Комуністичній партії, беззавітну любов до Батьківщини. У період Великої Вітчи...
7921. Політика Українізації 59 KB
  Українізація Причини українізації Політикаукраїнізаціїсуперечила великодержавним прагненням ВКП(б), але була вимушена ворожим ставленням до радянської влади з боку населення України, національна свідомість якого зросла за попередні десят...
7922. Освіта: братські школи, Острозька та Києво-Могилянська колегії (Академії) 82.5 KB
  Освіта: братські школи, Острозька та Києво-Могилянська колегії (Академії). Братства - релігійно-національні товариства, що їх створювали при церковних парафіях члени ремісничих та цехових організацій по містах України в 15-17 ст., продовжуючи традиц...