модель буде наступний (малюнок 5).
Малюнок 5 - Структурна функціональна модель
Так як, то номінальна функція перетворення вихідної напруги буде:
(7)
де
) Складемо структурну метрологічну модель (малюнок 6).
Малюнок 6 - Структурна метрологічна модель
На малюнку 6 і - відносні мультиплікативні похибки моста і підсилювача, при цьому.
) Складемо метрологічну математичну модель.
(8)
Тоді і, отже - формула для відносної похибки вимірювання вихідної величини, в якій присутні відносні похибки всіх компонентів.
) З урахуванням того, що, а отримаємо:
(9)
9) Спростимо функцію (з урахуванням зневаги) до наступного виду:
(10)
) Формула для відносної похибки вимірювання вихідної величини, в якій присутній ставлення похибки всіх компонентів (за методом рівних впливів):
(11)
Призначимо вимоги до відносним погрішностей всіх компонентів, виходячи з методу рівних впливів.
(12)
) Технічні вимоги до тензорезисторами:
- діапазон вимірюваних деформацій.
Виходячи з формули за методом рівних впливів можна судити про те, що
(13)
Тобто буде:
;
- максимальне значення напруги (для найпростішої схеми)
) Вимоги до допускам на номінал резисторів:
За даними зі схеми, де
Розрахуємо значення опорів.
Так як, то.
Довільно беремо значення опору (див. ряди номіналів резисторів).
Нехай,
Тоді.
Отже, можна зробити висновок:
.
) виведемо формулу для відносної похибки.
Якщо а значить і, отже
(14)
Так як то за методом рівних впливів:
Покладаючись на таблицю метрологічних характеристик тензорезисторів типу 2ФКП - 5 можна судити про те, що граничне відносне відхилення опору в партії від номінального значення може належати групі, як високої точності (група А), так і до групи Б (середньої точності), зі значеннями 0,35% і 0,8%.
Нехай у нашому випадку, буде обрана група А (група високої точності).
Тоді номінальне значення опору тензорезистора у відсутності деформації буде рівним:
(де);
- інструментальна похибка вимірювального каналу.
) При значенні напруги (подається на вхід мікросхеми операційного підсилювача К140УД6) висловимо за формулою (5):
, (15)
.
При підстановці значень отримаємо:
) Напруга джерела живлення тензорезистора знаходиться за формулою:
а
) Похибка узгодження моста Уитстона з підсилювачем така:
Висновок
Забезпечення високої і стабільної якості промислової продукції є в даний час однією з основних проблем, на вирішення якої спрямовані зусилля колективів учених, конструкторів і технологів.
У рамках цієї проблеми важливе місце займають міцнісні випробування зразків техніки. Для вимірювання напруг або величин деформацій у деталях машин і елементах конструкцій використовують резистивні, струнні та індуктивні первинні перетворювачі в поєднанні з вимірювальними схемами включення і перетворення інформації.
З названих вище первинних перетворювачів в практиці найбільш часто знаходять застосування тензорезистори.
Простота конструкції, малі маса і габарити дозволяють використовувати тензорезистори для вимірювання сил, тисків, обертаючих моментів, прискорень та інших величин, перетворених в пружну деформацію у важкодоступних місцях різних машин і механізмів без зміни конструкцій.
Список використаних джерел
1) ГЛОНАСС. Принципи побудови і функціонування/Под ред. А.І Перова, В.Н. Харисова. Изд. Третій, перероб.- М .: Радіотехніка, +2010, 688с., Іл.
) Мережеві супутникові радіонавігаційні системи/Під. Ред. В.С. Шебшаевіча.- М .: Радіо і зв'язок, 2009.
) Радіонавігаційні системи. Підручник для вузів/Під ред. П.А. Бакулєва, А.А. Сосновського.- М .: Радіотехніка, 2008 - 224 с., Іл.
) Глобальна супутникова навігаційна система ГЛОНАСС//Інтерфейсний контрольний документ. Редакція 5.0.- Москва, 2 011.
