датчика при ударних впливах
Маючи значення власної частоти мембрани при різних діапазонах вимірювання, розраховуємо жорсткість мембрани за формулою:
Власна частота мембрани буде дорівнює:
Далі розрахуємо переміщення під впливом статичної сили:
, де
Варто згадати, що інерційна маса в рівнянні вище береться не в кілограмах, а в ньютонах (для переказу необхідно помножити масу в кілограмах на 10).
Розрахуємо максимальні переміщення, які будуть спостерігатися при впливові удару, заданого в технічному завданні з амплітудою 30g і тривалістю? =1мс за формулою:
Обчислимо коефіцієнт удароміцності:
Враховуючи, що,, де? власна частота,? верхній гранична межа вимірюваного процесу (200 Гц), знайдемо максимальні переміщення:
Значення динамічної похибки при впливі ударів можна визначити за формулою:
Розрахунок характеристик датчика при ударних впливах
Вимірюваний тиск, ПаЖёсткость мембрани 104Максімальное переміщення, 10-8Максімальное переміщення, 10-8K * 10-3Погрешность,% 15009.8417.773.9184.7120.74125009.8417.6243.8154.5860.729100009.8417.5353.5634.2790.698
12. Розрахунок датчика при вібраційних впливах
У технічному завданні зазначено вплив вібрації на датчик, які задані тривалістю і амплітудою. Для здійснення перевірки працездатності датчика при вібраційних впливах, необхідно порівняти амплітуду переміщення рухомого електрода з відстанню між двома нерухомими електродами. У разі якщо при вібрації переміщення рухомого електрода перевершить відстань між нерухомими електродами, то відбудеться зіткнення електродів і датчик може вийти з ладу.
Маючи значення власної частоти датчика при різних значеннях діапазонах вимірювання, розрахуємо жорсткість системи за формулою:
Вводячи поняття? отримаємо вираз відносного коефіцієнта демпфірування плати:
Необхідно визначити амплітуду переміщення на момент резонансу. На момент резонансу коефіцієнт динамічності буде дорівнює:
де? відносний коефіцієнт демпфірування датчика;
- коефіцієнт внутрішнього тертя в матеріалі УЕ;
? власна частота УЕ;
? коефіцієнт жорсткості;
? коефіцієнт динамічності при вібраціях.
Знайдемо тепер амплітуду віброприскорень:
Вираз для коефіцієнта динамічності при вібраціях розраховується як:
Тоді амплітуда прискорень вібрації буде мати вигляд:
де мм - амплітуда прискорень зовнішніх вібрацій
Однак з іншого боку значення коефіцієнта динамічності при вібраціях дорівнює співвідношенню амплітуди віброприскорень і амплітуди переміщення УЕ. ? з=?? 0/Z0l
де z0 - амплітуда віброприскорень, зазначена в технічному завданні;
Z0l - амплітуда переміщення УЕ.
Виходячи з формул попередніх формул можна визначити значення амплітуди переміщення УЕ.
Z0l=2? ? ? Z0 /? 0,
Коефіцієнт виброустойчивости:
Перевірка віброчувствітельності датчика
Необхідно визначити амплітуду переміщення мембрани на граничній частоті. Коефіцієнт динамічності буде дорівнює:
де 2? ? =??/??- Відносний коефіцієнт демпфірування датчика;
?? 0 - власна частота;
?- Граничне значення частоти;
? c - коефіцієнт динамічності при вібраціях.
Однак, з іншого боку, значення коефіцієнта динамічності при вібраціях дорівнює співвідношенню амплітуди віброприскорень і амплітуди переміщення УЕ.
? c=Z0/Z0l
де Z0 - амплітуда віброприскорень, зазначена в технічному завданні; l- амплітуда переміщення мембрани.l=0.08
Динамічна похибка датчика.
Таким чином, при впливі віброприскорень на датчик, динамічна похибка не перевищує допустиму по ТЗ похибка.
Таблиця 4
P, Па, м, м, %15002.694*1052.4*10-72.807*10-87.9*1061.012131.2141.20625003.195*1057.4*10-88*10-910.1*1061.012188.8*10-31.085100003.673*1055*10-84,8*10-92.31*1071.012236.07*10-31.044
13. Розрахунок похибок датчика
Для оцінки відповідності метрологічних характеристик датчика вимогам технічного завдання необхідно визначити, як основну похибку датчика, так і його похибка в робочих умовах.
Розрахунок основної похибки датчика
У зв'язку з відсутністю апріорних понять з математичного моделювання складових похибок кожного ...
