ачення напруги живлення
Похибка завдання коефіцієнтів і табличних значень слід задати як половину розряду наступного за розрядом, до якого округлюються значення. br/>В
2. Розрахунок датчика сили
2.1 Розробка технічного завдання
Розробити датчик призначений для вимірювання сил, що розвиваються енергетичними установками і агрегатами, і видачі сигналу, пропорційного силі на вхід телеметричної системи.
Межі виміру сил F під повинні відповідати значенням, наведеним в таблиці вихідних даних.
Частотний діапазон виміру датчика Df = 50 Гц
Датчик повинен живитися від джерела постійного струму напругою U піт , значення якого наведено в таблиці вихідних даних.
Датчик повинен працювати в навколишньому середовищі - повітря. Температура навколишнього середовища може змінюватися в межах В± 50 В° С.
Відносна вологість навколишнього середовища до 95% при температурі +35 В° С Датчик повинен бути працездатний при:
Вібрації з частотою f гр = 5 кГц і амплітудою А = 0,5 мм
Вплив ударів з амплітудою 50 g і тривалістю до 0,001 с.
Датчик повинен мати мінімальні габаритні розміри і масу.
Забезпечення заданого межі вимірювання повинно здійснюватися в межах єдиного конструктивного оформлення датчика з максимально можливою уніфікацією деталей і розмірів.
2.2 Аналіз технічного завдання
Вимоги технічного завдання накладають певні обмеження на конструкцію, параметри і методи розрахунку розроблюваного датчика. Так вимоги працездатності датчика при впливі вібрації зумовлює або проектування датчика з високою власною частотою, що лежить за межами частотного діапазону вібрації, або введення демпфірування, або якісь інші заходи, що забезпечують, по-перше, незмінність показань датчика, а по-друге, його механічну міцність. Це ж можна сказати і про лінійних перевантаженнях. При впливі на датчик температур змінюються в досить широких межах (В± 50 В° С), відбувається зміна геометричних розмірів і пружних властивостей механічних елементів. В результаті змінюється чутливість датчика до вимірюваної величиною і з'являється похибка перетворення. Виключити вплив температури на перетворення можна збільшенням чутливості до вимірюваної величиною і зменшенням чутливості до дестабілізуючого фактору, яким є температура, застосуванням диференціальних перетворювачів, або включенням в вимірювальну ланцюг спеціальних термокомпенсирующих елементів. Робота при взаємодії підвищеної вологості зумовлює конструювання датчика з герметичним корпусом, вибір відповідних матеріалів і покриттів.
За технічним вимогам основна похибка зміни датчик не повинна перевищувати 0,5%. Вона залежить від ряду факторів, які впливають на фізичні властивості і параметри окремих ланок ланцюга перетворення вимірюваної величини. До них відносяться вібрації, температура, напруга живлення. Для зменшення похибки від напруги харчування слід застосовувати стабілізовані джерела живлення. Складовими основної похибки також є похибка від нелінійності та гістерезису. Ефективними заходами зменшення цих похибок є застосування диференціальних перетворювачів, обмеження робочого діапазону, правильний вибір матеріалу пружного елемента, матеріалу і конструкції тензорезисторів, технології їх виготовлення.
2.3 Огляд методів перетворення сили
Для вимірювання сили використовують багато методів: індуктивний, струнний, тензорезисторний.
У струнних (виброчастотні) датчиків вихідний сигнал - частота. Вони забезпечують високу точність відліку і незалежність свідчень лінії зв'язку, але ці датчики не можуть бути виконані на низькі діапазони вимірювання, на широкий діапазон вібраційних навантажень, не можуть працювати в широкому температурному діапазоні. Струнні датчики складні і дороги у виготовленні. p> Індукційні датчики прості, дешеві, технологічні, але володіють низькими точносних властивостями.
тензорезисторний датчики завдяки своїм перевагам отримали широке застосування (до 98% від числа всіх датчиків). Вони прості, надійні, можуть харчуватися як від постійного, так і змінного джерела живлення. Забезпечують широкий діапазон роботи і практично не знижують жорсткості конструкції системи. Недоліком цих дат чиков є низька величина вихідного сигналу, недостатньо висока точність перетворення і специфічна технологія.
У нашому випадку вибираємо як методу перетворення сили тензорезисторний метод.
2.4 Огляд датчиків сили
Велике поширення для вимірювання сили отримали тензорезисторні датчики, структурна схема яких представляє послідовне з'єднання трьох вимірювальних перетворювачів:
В
Малюнок 6 - Структурна схема датчика сили.
де УЕ - пружний елемент, ТР - тензорезистор, ІЦ - вимірювальна ланцюг (Мостова схема). Вимірювана сила Fx прикладається до УЕ так, що він деформується на ве...
