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

18627. Функции операционной системы. Понятие расширенной виртуальной машины 15.95 KB
  Функции операционной системы. Понятие расширенной виртуальной машины. Функции: Обеспечивать загрузку пользовательских программ в оперативную память и их исполнение; Обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти такими как магнитные диски ленты оптическ
18628. Правовое и методическое обеспечение б/у 15.24 KB
  Правовое и методическое обеспечение б/у. Система БУ на предприятии и работа бухгалтера организуется в соответствии с Положением о б/у и отчетности от 20 марта 1992 г. изданном в 1992 с послед измен. и допол. Это Положение устанавливает единые методологические основы б/у и отч...
18629. Связи объектов моделей 15.5 KB
  Связи объектов моделей. Каждая связь задается в модели определенным именем. Связь в графической форме представляется как линия между связанными объектами и обозначается идентификатором связи. Существует три вида связи: одинкодному одинкомногим и многиекомногим. С
18630. Определение и принципы тестирования 14.42 KB
  Определение и принципы тестирования. Тестирование является одним из этапов ЖЦ ПИ направленным на повышение качественных характеристик. Особенностями тестирования ПИ являются: отсутствие эталона программы которому должна соответствовать тестируемая программ...
18631. Основные производственные фонды 13.62 KB
  Основные производственные фонды. Основные производственные фонды состоят из машин и оборудования передаточных устройств транспортных средств зданий сооружений и т.д. Кроме машин или станков которые лежат на складе как готовая продукция в ожидании реализации и вх
18632. Схемы платежей в электронной коммерции 16.26 KB
  Схемы платежей в электронной коммерции Электронная коммерция от англ. ecommerce это сфера экономики которая включает в себя все финансовые и торговые транзакции осуществляемые при помощи компьютерных сетей и бизнеспроцессы связанные с проведением таких транзакций ...
18633. Классификация моделей. Основные виды моделей 16.36 KB
  Классификация моделей. Основные виды моделей. Классификация моделей По целям исследований В зависимости от целей исследования выделяют следующие модели: функциональные. Предназначены для изучения особенностей работы функционирования системы её назначения в
18634. Определение корпоративной информационной системы. Основ¬ные принципы комплексной автоматизации предприятия 14.45 KB
  Определение корпоративной информационной системы. Основные принципы комплексной автоматизации предприятия. КИС комплекс программ или программная система обеспечивающая основные бизнеспроцессы в компании. Корпоративной информационной системой КИС мы будем...
18635. Интерфейс: ввода/вывода, справочный 17.96 KB
  Интерфейс: ввода/вывода справочный. Связь пользователя с программами пакета можно представить как обмен сообщениями: либо пользователь передает в пакет некоторый запрос и получает на него ответ либо запрос формируется в пакете а от пользователя ожидается ответ. Для в