Príklady parametrických primárnych meničov. Odporové meracie prevodníky. Parametrické vysielače

Nazývajú sa zariadenia obsahujúce aspoň dva povrchy, medzi ktorými pôsobí elektrické pole elektrostatické meniče(ES). Elektrické pole je vytvárané zvonku priloženým napätím alebo vzniká pri pôsobení meracieho signálu na vstup prevodníka.

1. Skupinu tvoria meniče, v ktorých je elektrické pole vytvárané aplikovaným napätím kapacitné prevodníky. Hlavným prvkom týchto prevodníkov je variabilný kondenzátor, zmenený vstupným meracím signálom.

elektrostatický menič

Hlavnou charakteristikou kondenzátora je jeho kapacita charakterizujúca schopnosť kondenzátora uchovávať elektrický náboj. Hodnota nominálnej kapacity sa objavuje v označení kondenzátora, pričom skutočná kapacita sa môže výrazne líšiť v závislosti od mnohých faktorov. Skutočná kapacita kondenzátora určuje jeho elektrické vlastnosti. Takže podľa definície kapacity je náboj na platni úmerný napätiu medzi platňami ( q = CU). Typické hodnoty kapacity sa pohybujú od niekoľkých pikofarád až po stovky mikrofarád. Existujú však kondenzátory (ionistory) s kapacitou až desiatok farad.

Kapacita plochý kondenzátor, pozostávajúci z dvoch rovnobežných kovových dosiek s plochou S každý sa nachádza v určitej vzdialenosti d jeden od druhého je v sústave SI vyjadrený vzorcom:

,

kde je relatívna permitivita média vypĺňajúceho priestor medzi doskami (vo vákuu sa rovná jednotke), je elektrická konštanta číselne rovná F/m (tento vzorec platí len vtedy, keď d oveľa menšie ako lineárne rozmery dosiek).

Zmenou ktoréhokoľvek z týchto parametrov sa zmení kapacita kondenzátora.

Konštrukcia kapacitného snímača je jednoduchá, má malú hmotnosť a rozmery. Jeho pohyblivé elektródy môžu byť dosť tuhé, s vysokou vlastnou frekvenciou, čo umožňuje merať rýchlo sa meniace veličiny. Kapacitné prevodníky môžu byť vyrobené s danou (lineárnou alebo nelineárnou) konverznou funkciou. Na získanie požadovanej konverznej funkcie často stačí zmeniť tvar elektród. Charakteristickým znakom je nízka sila príťažlivosti elektród.

Hlavnou nevýhodou kapacitných meničov je ich nízka kapacita a vysoký odpor. Na zníženie posledne menovaného sú meniče napájané vysokofrekvenčným napätím. To však spôsobuje ďalší nedostatok - zložitosť sekundárnych meničov. Nevýhodou je, že výsledok merania závisí od zmien parametrov kábla. Na zníženie chyby sú merací obvod a sekundárne zariadenie umiestnené v blízkosti snímača.

Príklad aplikácie: Kapacitná dotyková obrazovka je vo všeobecnosti sklenený panel potiahnutý priehľadným odporovým materiálom. V rohoch panelu sú inštalované elektródy, ktoré dodávajú do vodivej vrstvy nízkonapäťové striedavé napätie. Keďže ľudské telo je schopné viesť elektrický prúd a má určitú kapacitu, pri dotyku obrazovky sa v systéme objaví únik. Miesto tohto úniku, teda bod kontaktu, určuje najjednoduchší ovládač na základe údajov z elektród v rohoch panelu.

2. odporový sa nazývajú prevodníky, v ktorých je nosičom meracej informácie elektrický odpor. Odporové meniče tvoria dve veľké skupiny: elektrické a mechanoelektrické. Princíp premeny elektrických odporových meničov (bočníkov, prídavných rezistorov, odporových deličov a pod.) je založený na vzťahu medzi napätím, prúdom a elektrickým odporom, určeným Ohmovým zákonom, a závislosti elektrického odporu vodiča od jeho dĺžky. , rezistivita.

Princíp činnosti mechanoelektrika odporové meniče (napríklad reostatický) je založený na zmene elektrického odporu pôsobením vstupnej premenenej mechanickej veličiny. Súčasťou odporových prevodníkov sú často tenzometre, ktorých princíp činnosti je založený na zmene elektrického odporu rôznych materiálov vplyvom mechanickej deformácie. Tenzometre dokážu merať a premieňať rôzne fyzikálne veličiny na elektrické signály a sú široko používané v snímačoch sily, tlaku, posunu, zrýchlenia alebo krútiaceho momentu. Ako materiály pre takéto meniče sa používajú vodiče s drôtovými a fóliovými snímacími prvkami alebo polovodiče. V poslednej dobe sa pre konštrukciu tenzometrov využívajú efekty zmeny charakteristík pn prechodov pod tlakom mechanického pôsobenia (napínacie diódy a tenzometrické tranzistory).

3. elektromagnetické konvertory tvoria veľmi veľkú a rôznorodú skupinu meničov z hľadiska princípu činnosti a účelu, ktoré spája spoločná teória, princíp transformácie založený na využití elektromagnetických javov.

Ide o veľkorozmerové elektromagnetické meniče (meracie transformátory, indukčné rozdeľovače napätia a prúdu), indukčné transformátorové a autotransformátorové meniče neelektrických veličín, ako aj indukčné a indukčné meniče.

4. Generátorové meniče (snímače) vydávajú merací signál na úkor vlastnej vnútornej energie a nepotrebujú žiadne externé zdroje. Charakteristickým príkladom takéhoto snímača je snímač rýchlosti otáčania, akým je napríklad tachogenerátor. EMF vyvinutý tachogenerátorom môže byť úmerný rýchlosti otáčania jeho rotora.

Senzory generátora zahŕňajú:

termoelektrické;

indukcia;

piezoelektrické;

Fotovoltaické.

Meracie schémy

Meracie obvody Merací obvod je funkčná bloková schéma zobrazujúca spôsoby a technické prostriedky realizácie požadovanej funkcie prevodu prístroja. Merací obvod zahŕňa všetky prvky zariadenia od vstupu až po prehrávacie zariadenie (ukazovateľ, záznamník atď.). Merací obvod prístroja je užšej koncepcie, nezahŕňa primárny prevodník, prehrávacie zariadenia a pod.. Meracie obvody môžeme rozdeliť na obvody priameho prevodu, kedy sú prevodníky zapojené sériovo alebo paralelne podľa, a symetrický prevod. obvody, keď sú všetky alebo hlavné meniče zapojené paralelne oproti (spätnoväzbové slučky).

Hlavné typy používaných meracích obvodov????????

26. Meranie parametrov prvkov elektrického obvodu. Mostové meracie obvody. Vyvážený most. nevyvážený most

Meranie parametrov prvkov elektrického obvodu?????

Mostové meracie obvody

1 . Existujúce metódy elektrických meraní možno v zásade rozdeliť do dvoch tried: priame vyhodnocovanie a porovnávanie.

o priame hodnotenie merací obvod plní len funkcie prevodu výstupného signálu snímača, napríklad ho zosilňuje alebo prispôsobuje výstupnú impedanciu snímača vstupnej impedancii zariadenia. Táto metóda je jednoduchá, ale zriedka používaná, pretože sa vyznačuje významnými chybami (najmä pri zmene napájacieho napätia snímača).

Metóda porovnávania poskytuje vyššiu presnosť a citlivosť. V tomto prípade sa používajú mostíkové, diferenciálne a kompenzačné meracie obvody.

Mostové meracie obvody použite jednosmerný a striedavý prúd. Existujú mostové obvody, vyvážené a nevyvážené obvody. Vyvážené nápravy vyžadujú manuálne alebo automatické vyváženie, zatiaľ čo nevyvážené nápravy nie.

vyvážený mostík je obvod (obrázok 34, a), pozostávajúci z kosoštvorca tvoreného štyrmi odpormi R 1 R 2, R 3, R t. Rezistory v obvode sa nazývajú vetvy alebo ramená mosta. Okrem toho je v obvode mostíka zaradený zdroj prúdu s vlastným odporom RE a merací prístroj s odporom R np. Štvoruholník má tiež dve uhlopriečky, z ktorých jedna obsahuje miliampérmeter a druhá zdroj prúdu. Pre ladenie mostíka je jedno rameno (R 3) s premenlivým odporom.

Zákon o vyváženom moste: súčin odporov protiľahlých ramien musí byť rovnaký.

R1/R2 \u003d R3/Rt. alebo R 1 R t \u003d R 2 R 3

Ak potrebujete vypočítať neznámy odpor snímača, môžete ho zahrnúť do jedného z ramien mostíka namiesto odporu R 4 a použite vzorec:

Rt \u003d R2 R3 / R1

Prúd v uhlopriečke mostíka obsahujúceho merač cez napájacie napätie:

I np \u003d U (R 1 Rt -R 2 R 3) / M

Hlavnou charakteristikou každého obvodu je jeho citlivosť. Je definovaný ako pomer prírastku prúdu v meracej uhlopriečke ∆I np na zmenu odporu jedného z ramien mosta, ktoré to spôsobilo:

S cx \u003d ∆I np / ∆R

∆Inp = U∆RR t /M

kde ∆I np- výsledný prúd v uhlopriečke mostíka obsahujúceho meracie zariadenie, A; U - napájacie napätie, V; M - vstupné napätie, V.

nevyvážený most je obvod (obrázok 34, b), pozostávajúci z kosoštvorca tvoreného štyrmi odpormi R 1 R 2, R 3, R 5, R t. Okrem toho je v obvode mostíka zaradený zdroj prúdu s vlastným odporom RE a merací prístroj s odporom R np. Pre ladenie mostíka je jedno rameno (R 5) s premenlivým odporom.

Ampérmetre sa používajú ako meracie zariadenie v nesymetrických mostíkoch (keďže prúdy sú malé, zvyčajne ide o mili- a mikroampérmetre). Nevyvážený most sa riadi rovnakými zákonmi ako vyvážený.

vyvážený mostík

vyvážený mostík

Na určenie hodnoty odporu pri kalibrácii TS a pri meraní teploty v laboratóriu sa používa vyvážený mostík, ktorého schematický diagram je na (obr. 8a).

Metóda nulového merania sa vyznačuje vysokou presnosťou, keďže je vylúčený vplyv okolitej teploty, magnetických polí a zmeny napätia batérie B. Pri zmene odporu spojovacích vodičov Rl však môže dôjsť k značnej chybe, ktorá je spôsobené výraznými sezónnymi a dennými teplotnými výkyvmi v miestach, kde je kábel spájajúci vozidlo a merací most.

(obr. 8b) je znázornený trojvodičový obvod na zapínanie TS, v ktorom sa jeden vrchol výkonovej uhlopriečky (B) prenáša priamo na teplomer. Pre rovnováhu môžeme písať

,

(2)

Odpory drôtov Rl sú zahrnuté v rôznych ramenách mostíka, takže zmena ich hodnoty DRl je takmer vzájomne kompenzovaná.

nevyvážený most

nevyvážený most

Nevyvážený mostík eliminuje potrebu vykonávať manuálne operácie na zmenu hodnoty R3. V ňom je namiesto nulového zariadenia G nainštalovaný miliampérmeter v uhlopriečke striedavého mostíka. Pri konštantnom napájacom napätí a konštantných odporoch R1, R2, R3 týmto zariadením preteká prúd, ktorého hodnota závisí (nelineárne) od zmeny RT. Použitie týchto mostíkov na meranie teploty je obmedzené. Používajú sa najmä na premenu odporu teplomera na napätie. Predám jesenné čižmy Tsarevich v sekcii detské oblečenie.

27. Kompenzačný merací obvod. Potenciometer. Meranie

Hlavná kompenzačná schéma pre meranie napr. d.s. termočlánok je znázornený na obr. 1-1 a.[ ...]

A R / - hodnota odporu reochordu, na jednotku dĺžky vinutia reochordu.[ ...]

Lineárny pohyb posúvača reochordu pri konštantnej teplote voľných koncov termočlánku je teda priamo úmerný nameranej teplote, a preto možno odpor reochordu vyjadriť priamo v stupňoch nameranej teploty.[ . ..]

Napájanie meracieho kompenzačného obvodu sa zvyčajne vykonáva zo suchého článku, napr. d.s. ktorý sa časom znižuje a následne sa mení prúd v obvode reochordu. Aby sa eliminovala chyba spôsobená zmenami prúdu v obvode reo-tetivy, musí sa pravidelne monitorovať hodnota prúdu.[ ...]

Riadenie prúdu v kompenzačnom meracom obvode sa zvyčajne vykonáva pomocou normálneho prvku. Schéma, v ktorej je takáto kontrola možná, je znázornená na obr. 1-16.[ ...]

Keď sa teplota voľných koncov termočlánku zmení o D e. d.s. termočlánok sa zmení o AE. Táto zmena e. d.s. zavedie chybu do odčítaní zariadenia, vykonaných podľa schémy znázornenej na obr. 1-1a.[ ...]

V schéme znázornenej na obr. 1-16 je poskytnutá kompenzácia vplyvu zmeny teploty stúpačiek. Na tento účel má obvod odpor Yam, vyrobený z niklového alebo medeného drôtu. Odpor Dm sa nachádza priamo v blízkosti svoriek, ku ktorým sú pripojené voľné konce termočlánku (teda odpor Dm a voľné konce termočlánku majú rovnakú teplotu). So zvýšením teploty voľných koncov termočlánku sa odpor Dm zvyšuje úmerne so zmenou teploty voľných koncov. Hodnota odporu sa volí tak, aby jej zmena viedla k zmene kompenzačného napätia o hodnotu e -D E a tým sa odstránila chyba zo zmeny teploty voľných koncov.[ ...]

V uvažovanom obvode sú odpory Dn a Do určené na nastavenie limitu merania, odpor Eg má obmedziť prúd v obvode normálneho prvku.[ ...]

Potenciometer

Potenciometer- nastaviteľný delič napätia, ktorým je spravidla rezistor s pohyblivým výstupným kontaktom (motor). S rozvojom elektronického priemyslu sa okrem „klasických“ potenciometrov objavili aj digitálne potenciometre (anglicky) ruské. (napr. AD5220 od Analog Devices). Takéto potenciometre sú spravidla integrované obvody, ktoré nemajú pohyblivé časti a umožňujú vám programovo nastaviť vlastný odpor s daným krokom.

Väčšina odrôd premenných odporov môže byť použitá ako potenciometre, tak aj ako reostaty, rozdiel je v schémach zapojenia a účelu (potenciometer - regulátor napätia, reostat - sila prúdu).

Potenciometre sa používajú ako regulátory parametrov (hlasitosť zvuku, výkon, výstupné napätie atď.), Na úpravu vnútorných charakteristík obvodov zariadení (ladiaci odpor), mnohé typy snímačov uhlového alebo lineárneho posunu sú postavené na základe presných potenciometrov.

Meranie

metóda kompenzácie odporu

Metóda merania kompenzácie, metóda merania založená na kompenzácii (ekvalizácii) meraného napätia alebo emf napätia vytvoreného na známom odpore prúdom z pomocného zdroja. K. m. a. používa sa nielen na meranie elektrických veličín (emf, napätia, prúdy, odpor); široko sa používa aj na meranie iných fyzikálnych veličín (mechanické, svetlo, teplota atď.), ktoré sa zvyčajne najskôr prevedú na elektrické veličiny.

K. m. a. je jedným z variantov spôsobu porovnávania s mierou, pri ktorej sa výsledný efekt vplyvu veličín na porovnávacie zariadenie vynuluje (dosiahne sa nulové odčítanie meracieho zariadenia). K. m. a. líšia sa vysokou presnosťou. Závisí to od citlivosti nulového zariadenia (nulového indikátora), ktoré riadi realizáciu kompenzácie, a od presnosti určenia hodnoty, ktorá kompenzuje nameranú hodnotu.

K. m. a. elektrické napätie v jednosmernom obvode je nasledovné. Namerané napätie U x(cm. ryža. ) je kompenzovaný poklesom napätia vytvoreným na známom odpore r prúd z pomocného zdroja U rev(pracovný prúd lp). Galvanometer G(nulové zariadenie) sa zaradí do obvodu porovnávaných napätí posunutím spínača (P zap ryža. ) do správnej polohy. Keď sú napätia kompenzované, prúd v galvanometri, a teda v obvode meraného napätia U x chýba. To je veľká výhoda K. m. pred inými metódami, pretože vám umožňuje merať celkové emf zdroja U x A , okrem toho výsledky meraní touto metódou nie sú ovplyvnené odporom spojovacích vodičov a galvanometra. Prevádzkový prúd je nastavený podľa normálneho prvku EN so známym emf, ktorý ho kompenzuje poklesom napätia na odpore R(prepínač P - v polohe vľavo). Hodnota napätia U x nájsť podľa vzorca U x= E N· r/R, kde r odpor, úbytok napätia na ktorom kompenzuje U x .

Pri meraní kompenzačnou metódou sily prúdu Ja x tento prúd prechádza cez známy odpor R0 a zmerajte na ňom pokles napätia l x R0. Odpor R0 zahrnúť namiesto toho, ktorý je znázornený na obr. zdroj napätia U x. Na meranie výkonu je potrebné postupne merať napätie a prúd. Na meranie odporu je zaradený do pomocného obvodu v sérii so známym odporom a porovnávajú sa poklesy napätia na nich. Elektrické meracie prístroje na báze K. m. And., sa nazývajú potenciometre alebo elektrické meracie kompenzátory. K. m. a. použiteľné aj na meranie striedavého prúdu, aj keď s menšou presnosťou. K. m. a. široko používané v technike pre automatické riadenie, reguláciu, riadenie.

28. Testy. Základné pojmy. Predbežné testy. Akceptačné testy. rezortné testy. Štátne testy. periodické testy. Parametrické testy. Testy spoľahlivosti. Zrýchlené testovanie. Výskumné testy. Testovanie klímy. Elektrické skúšky. Mechanické skúšky. Porovnávacie testy. Organizácia testov

Testy

Skúšky ako hlavná forma kontroly elektronických výrobkov (IET) sú experimentálne zisťovanie kvantitatívnych a kvalitatívnych ukazovateľov vlastností výrobku v dôsledku vplyvu naň počas jeho prevádzky, ako aj pri modelovaní objektu. Ciele skúšok sú rôzne v rôznych fázach návrhu a výroby IEP. Medzi hlavné ciele testov patrí:

a) výber optimálnych konštrukčných a technologických riešení pri tvorbe nových produktov;

b) dolaďovanie produktov na požadovanú úroveň kvality;

c) objektívne hodnotenie kvality výrobkov pri ich uvedení do výroby a počas výrobného procesu;

d) zaručenie kvality produktov v medzinárodnom obchode.

Testovanie je účinným prostriedkom na zlepšenie kvality identifikáciou:

a) nedostatky v konštrukcii a výrobnej technológii IEP, ktoré vedú k neplneniu špecifikovaných funkcií v prevádzkových podmienkach;

b) odchýlky od zvoleného návrhu alebo prijatej technológie;

c) skryté chyby materiálov alebo konštrukčných prvkov, ktoré nemožno zistiť existujúcimi metódami technickej kontroly;

d) rezervy na zvyšovanie kvality a spoľahlivosti vyvinutého konštrukčného a technologického vyhotovenia výrobku.

Na základe výsledkov testovania produktov vo výrobe vývojár určuje dôvody poklesu kvality.

Tento článok pojednáva o klasifikácii hlavných typov testov IET a postupe ich implementácie.

Základné pojmy

Testovanie je forma kontroly. Testovací systém obsahuje tieto hlavné prvky:

a) skúšobný predmet - skúšaný výrobok. Hlavnou črtou testovacieho objektu je, že na základe výsledkov testov sa rozhoduje špeciálne pre tento objekt: o jeho vhodnosti alebo odmietnutí, o možnosti jeho predloženia na následné testy, o možnosti sériovej výroby atď. Charakteristiky vlastností objektu počas testovania možno určiť meraniami, analýzami alebo diagnostikou;

b) skúšobné podmienky - ide o súbor ovplyvňujúcich faktorov a (alebo) režimov prevádzky objektu počas skúšania. Skúšobné podmienky môžu byť skutočné alebo simulované, umožňujú určenie charakteristík objektu pri jeho prevádzke a bez prevádzky, za prítomnosti nárazov alebo po ich aplikácii;

c) testovacie nástroje - sú to technické zariadenia potrebné na testovanie. Patria sem meracie prístroje, skúšobné zariadenia a pomocné technické zariadenia;

d) vykonávatelia testov sú pracovníci zapojení do procesu testovania. Podlieha požiadavkám na kvalifikáciu, vzdelanie, prax a iné kritériá;

e) regulačná a technická dokumentácia (NTD) pre skúšanie, čo je súbor noriem, ktoré upravujú organizačné, metodické a regulačné a technické základy skúšania; súbor noriem pre systém vývoja a výroby produktov; normatívno-technické a technické dokumenty upravujúce požiadavky na výrobky a skúšobné metódy; Normatívne a technické dokumenty upravujúce požiadavky na skúšobné zariadenia a postup pri ich používaní /2/.

Skúšobné podmienky a zoznam kontrolovaných parametrov IEP sú uvedené v normách a všeobecných technických podmienkach (TS) pre výrobok.

Všetky skúšky sú klasifikované podľa spôsobu vykonávania, účelu, štádia návrhu, výroby a uvoľnenia, typu hotového výrobku, trvania, úrovne vedenia, typu nárazu, určených charakteristikami objektu /3/.

Predbežné testy

Akceptačné testy

Akceptačné testy sú tiež kontrolou prototypov, pilotných šarží produktov alebo jednotlivých produktov. Preberacie skúšky prototypu sa vykonávajú za účelom zistenia zhody výrobkov so zadávacími podmienkami, požiadavkami noriem a technickej dokumentácie, posúdením technickej úrovne a určením možnosti uvedenia výrobkov do výroby.

Prototyp (pilotná séria) predložený na testovanie musí byť dokončený a technická dokumentácia opravená na základe výsledkov predbežných testov. Preberacie skúšky organizuje vývojár a vykonávajú sa podľa vopred vypracovaného programu za účasti výrobcu pod vedením akceptačnej (štátnej, medzirezortnej, rezortnej) komisie. Preberacie skúšky (kontroly) môže vykonávať špecializovaná skúšobná organizácia (štátne skúšobne).

Členovia komisie na vykonávanie akceptačných skúšok, podpisovanie dokumentov pre akceptačné skúšky spravidla dohodnú technické špecifikácie, mapu technickej úrovne a kvality produktu a vystavia akceptačný certifikát prototypu (pilotnej šarže). Ak prototyp (pilotná séria) spĺňa požiadavky technických špecifikácií, noriem a technickej dokumentácie, komisia v preberacom liste odporúča tento výrobok do výroby. Ak komisia v dôsledku akceptačných testov odhalila možnosť zlepšenia individuálnych vlastností produktov, ktoré nie sú stanovené kvantitatívnymi hodnotami v referenčných podmienkach, akceptačný certifikát obsahuje zoznam konkrétnych odporúčaní na zlepšenie produktov s uvedením potrebu ich implementácie pred odovzdaním technickej dokumentácie výrobcovi. Akceptačný certifikát schvaľuje vedenie organizácie, ktoré poverilo komisiu na vykonanie akceptačných skúšok.

Pre výrobky, ktorých technická úroveň sa ukázala byť nižšia ako požiadavky zadávacích podmienok, akceptačná komisia určí ďalší smer práce na zlepšenie dizajnu výrobku, zlepšenie ich výrobných a technických vlastností a tiež akceptuje správanie. opakovaných akceptačných skúšok alebo ukončenie ďalšej práce.

Skúšky hotových výrobkov sa delia na kvalifikačné, akceptačné, periodické, štandardné, inšpekcie, certifikácie.

Rezortné testy

Testy vykonáva komisia zložená zo zástupcov zainteresovaného ministerstva alebo rezortu. GOST 16504-81

Štátne testy

Štátne testy

lietadla sa vykonávajú za účelom zistenia súladu charakteristík a ukazovateľov lietadla so stanovenými požiadavkami a normami v množstve potrebnom na prijatie rozhodnutia o uvedení lietadla do sériovej výroby a uvedení do prevádzky. V priebehu G. a. posudzuje sa úroveň unifikácie a štandardizácie komponentov a výrobkov s prihliadnutím na požadovanú vyrobiteľnosť a zdroje, zisťuje sa dostatočnosť pozemných podporných zariadení a vybavenia pre bežnú prevádzku lietadla, pripravujú sa materiály pre vývoj letu a pozemných zariadení návody na obsluhu. G. i. vedené zástupcami zákazníka za účasti zástupcov priemyslu. Pri komplexných skúškach experimentálnych lietadiel (na pevnosť, pád, vývrtku a pod.) sa využívajú vzdušné a pozemné prostriedky (lietajúce laboratóriá a lietajúce modely, letové simulačné komplexy).
G. i. a továrenské testy možno spojiť do spoločného testovania a testovania, ktoré vykonáva testovací tím, ktorý zahŕňa špecialistov od zákazníka a dodávateľa, pod vedením štátnej komisie. G. program a. (spoločný G. a.) zabezpečuje všetky druhy skúšok potrebných na zistenie a posúdenie zhody charakteristík a ukazovateľov lietadla so stanovenými požiadavkami a normami s cieľom vydať odporúčania o vhodnosti lietadla a jeho komponentov na akceptáciu na dodávku a uvedenie do série. Na základe výsledkov týchto testov sa vytvárajú technické podmienky pre dodávku sériových lietadiel.

periodické testovanie

Predbežné testy- kontrola prototypov a (alebo) pilotných sérií produktov. Vykonávajú sa s cieľom zistiť možnosť predloženia prototypu na akceptačné testy. Skúšky sa vykonávajú podľa štandardného alebo organizačno-metodického dokumentu ministerstva, rezortu, podniku. V prípade, že neexistuje, potrebu testovania určuje vývojár. Program predbežných testov sa čo najviac približuje prevádzkovým podmienkam výrobku. Organizácia skúšok je rovnaká ako pri dokončovacích skúškach.

Predbežné skúšky vykonávajú certifikované skúšobné oddelenia s použitím certifikovaných skúšobných zariadení.

Na základe výsledkov skúšok sa vypracuje akt, protokol a určí sa možnosť predloženia výrobku na kolaudáciu.

Parametrické testovanie????

Testy spoľahlivosti

Metódy testovania spoľahlivosti sa v závislosti od účelu delia na definitívne (výskumné) a kontrolné.

Účelom determinujúcich testov spoľahlivosti je nájsť skutočné hodnoty ukazovateľov spoľahlivosti a v prípade potreby aj parametre zákonov rozdelenia takých náhodných premenných, ako je doba prevádzkyschopnosti, čas medzi poruchami, čas obnovy atď.

Účelom kontrolných skúšok je overiť súlad skutočných hodnôt ukazovateľov spoľahlivosti s požiadavkami noriem, špecifikácií a špecifikácií, teda rozhodnúť áno-nie o súlade alebo nesúlade spoľahlivosti systému požiadavky (nehovoriac o konkrétnejšej hodnote indexu spoľahlivosti).

Okrem hodnotenia ukazovateľov spoľahlivosti sú ciele testovania zvyčajne: študovať príčiny a vzorce porúch; identifikácia konštrukčných, technologických a prevádzkových faktorov ovplyvňujúcich spoľahlivosť; identifikácia najmenej spoľahlivých prvkov, uzlov, blokov, technických prostriedkov; vývoj opatrení a odporúčaní na zlepšenie spoľahlivosti; upresnenie dĺžky a rozsahu údržby, počtu náhradných dielov a pod.

Skúšky spoľahlivosti je možné vykonávať v laboratórnych (stolových) a prevádzkových podmienkach. Skúšky v laboratórnych podmienkach sú zvyčajne podrobené technickým prostriedkom a niektorým lokálnym systémom. Tieto testy sa vykonávajú vo výrobných závodoch alebo v organizáciách, ktoré vyvíjajú technické prostriedky, môžu byť určujúce aj kontrolné. V laboratórnych testoch je možné simulovať vplyvy vonkajšieho prostredia na systém, predovšetkým prevádzkové podmienky. Na tento účel sa používajú špeciálne inštalácie: tepelné komory na zmenu teploty, tlakové komory na zmenu tlaku, vibračné stojany na vytváranie vibrácií atď.

Laboratórne skúšky spoľahlivosti sa môžu vykonávať pri rovnakých vplyvoch (teplota, vlhkosť, vibrácie atď.) a prevádzkových režimoch, ktoré zvyčajne prebiehajú počas prevádzky. Niekedy, aby sa čo najrýchlejšie získali ukazovatele spoľahlivosti, sa v porovnaní s prevádzkovými stanovujú prísnejšie, nútené podmienky a režimy prevádzky. Takéto testy sa nazývajú zrýchlené.

Zrýchlenie testovania je možné, ak proces prirodzeného starnutia a opotrebenia, ku ktorému dochádza v normálnom režime, nie je skreslený počas vnucovania, ak sú distribúcie zmien vo výstupnom parametri testovaného produktu v normálnom a nútenom režime podobné a oddelenie porúch z dôvodu ich príčin je blízko. Urýchľovacími faktormi môžu byť mechanické vplyvy, teplota, elektrické zaťaženie atď. Zrýchlené skúšky spoľahlivosti sa zvyčajne vykonávajú pre sériové technické prostriedky a ich prvky vyrábané dlhodobo stabilnou technológiou.

Testovanie spoľahlivosti v prevádzkových podmienkach spočíva v zbere a spracovaní informácií o správaní sa systémov automatizovaného riadenia procesov a ich prvkov a vplyve vonkajšieho prostredia počas skúšobnej a (alebo) priemyselnej prevádzky automatizovaných systémov riadenia procesov spolu s existujúcim objektom technologického riadenia. Tieto testy sú zvyčajne definitívne. Treba poznamenať, že pre APCS ako celok, pre množstvo funkcií a pre niektoré technické prostriedky, napríklad impulzné vedenia s armatúrami a zariadeniami primárneho výberu, spojovacie vedenia s koncovými prechodmi, sú testy v teréne prakticky jediným spôsobom, ako experimentálne určiť ukazovatele spoľahlivosti.

Oba spôsoby testovania spoľahlivosti – prevádzkové a laboratórne – sa navzájom dopĺňajú. Výhody prevádzkových skúšok v porovnaní s laboratórnymi sú teda: prirodzené zohľadnenie vplyvu okolitých vplyvov, akými sú teplota, vibrácie, kvalifikácia personálu prevádzky a údržby a pod.; nízke náklady na testovanie, keďže ich realizácia si nevyžaduje žiadne dodatočné náklady na zariadenia, ktoré simulujú prevádzkové podmienky, údržbu testovaných produktov alebo spotrebu ich zdrojov; prítomnosť veľkého počtu vzoriek rovnakého typu testovaných lokálnych systémov a nástrojov, často dostupných na jednom zariadení, čo umožňuje získať štatisticky spoľahlivé informácie v relatívne krátkom čase.

Nevýhody skúšok prevádzkovej spoľahlivosti v porovnaní s laboratórnymi sú: nemožnosť vykonať aktívny experiment, zmena parametrov vonkajšieho prostredia systému riadenia procesov na žiadosť experimentátora (v dôsledku čoho sú tieto skúšky často tzv. pozorovania alebo riadená prevádzka); nižšia spoľahlivosť informácií; menšia efektívnosť informácií, od začiatku ich prijímania môže prebiehať až po výrobe všetkých technických prostriedkov, inštalácii a nastavení automatizovaného systému riadenia procesov.

Prvotnou informáciou pre štatistickú štúdiu, na základe ktorej by sa mali vyvodiť závery o ukazovateľoch spoľahlivosti, sú výsledky pozorovaní. Tieto výsledky sa však môžu pre rovnaké systémy líšiť v závislosti od spôsobu ich získania. Môžete napríklad dať jeden obnoviteľný systém na výskum a testovať ho, kým nedôjde k n-tému zlyhaniu, pričom budete zaznamenávať čas medzi zlyhaniami. Výsledky testu v tomto prípade budú prevádzkový čas t 1 ,..., t n . Môžete dať d rovnakých systémov, ale otestovať ich bez obnovy, kým nezlyhajú n

Pretože testovanie spoľahlivosti (najmä laboratórne testovanie) je nákladné, plánovanie testovania zahŕňa určenie veľkosti vzorky a kritérií dokončenia testu na základe zamýšľanej presnosti a platnosti výsledkov. Vzorka je vytvorená tak, že výsledky jej testov možno rozšíriť na súbor systémov alebo prostriedkov. Napríklad počas laboratórneho testovania v závode výrobcu sa skúšobné vzorky vyberú z tých, ktoré akceptuje oddelenie technickej kontroly a prešli zábehom; na vytvorenie vzorky sa používa tabuľka náhodných čísel.

Skúšky spoľahlivosti by sa mali vykonávať pre rovnaké prevádzkové podmienky, za ktorých sú ukazovatele spoľahlivosti stanovené v technickej dokumentácii.

Pri skúškach, údržbe, periodických kontrolách fungovania, meraní parametrov určujúcich poruchy.

Všimnite si, že okrem výpočtových a experimentálnych metód hodnotenia ukazovateľov spoľahlivosti existujú aj výpočtové a experimentálne metódy. Takéto metódy sa používajú, ak z technických, ekonomických a organizačných dôvodov nie je možné alebo nevhodné použiť experimentálne metódy, napríklad pre systémy, ktoré nemožno úplne otestovať. Výpočtové a experimentálne metódy sa odporúčajú používať vtedy, keď to umožňuje výrazne znížiť požadované množstvo informácií (napríklad pri výpočte ukazovateľov spoľahlivosti funkcií APCS podľa experimentálnych údajov o spoľahlivosti technických prostriedkov zapojených do implementácie tejto funkcie).

Zrýchlené skúšky

Zrýchlené testy trvanlivosti a skladovateľnosti sa vykonávajú experimentálnym stanovením závislosti termínu L o hodnotách hlavných ovplyvňujúcich faktorov vonkajšieho prostredia: teplota, relatívna vlhkosť, koncentrácia agresívneho prostredia.

Na základe výsledkov určenia tejto závislosti s požadovanou pravdepodobnosťou spoľahlivosti možno stanoviť nasledovné:

Termín L priemerné alebo gama-percento (zdroj alebo životnosť alebo skladovateľnosť) pri daných hodnotách (konštantných alebo premenlivých) hlavných ovplyvňujúcich faktorov;

Hodnoty hlavných ovplyvňujúcich faktorov, pri ktorých je prevádzka výrobkov prípustná počas daného obdobia L ;

- grafy závislosti pojmov L z hlavných ovplyvňujúcich faktorov, ktoré môžu slúžiť ako certifikované referenčné údaje o vlastnostiach materiálu, náteru, materiálového systému, výrobku;

Režim zrýchlených kontrolných testov pri jednej hodnote hlavných ovplyvňujúcich faktorov;

Predpovedanie závislosti zmeny hodnôt parametra-kritérium zlyhania od trvania špecifikovaných hodnôt hlavných ovplyvňujúcich faktorov (berúc do úvahy obmedzenia stanovené v tejto norme).

Pri tekutých médiách sa neberú do úvahy požiadavky uvedené v tejto norme na relatívnu vlhkosť.

Výskumné testy

Prieskumné testy sa často vykonávajú ako identifikačné a hodnotiace testy. Účelom definovania testov je nájsť hodnoty jednej alebo viacerých veličín s danou presnosťou a spoľahlivosťou. Niekedy je pri testovaní potrebné len zistiť fakt vhodnosti objektu, t.j. určiť, či výrobok spĺňa stanovené požiadavky alebo nie. Takéto testy sa nazývajú hodnotiace testy.

Testy vykonávané na kontrolu kvality objektu sa nazývajú ovládanie. Účelom kontrolných skúšok je kontrola dodržiavania technických podmienok pri výrobe. Na základe testov sa získané údaje porovnajú s údajmi stanovenými v technických špecifikáciách a urobí sa záver o súlade testovaného (kontrolovaného) objektu s regulačnou a technickou dokumentáciou. Kontrolné testy tvoria najpočetnejšiu skupinu testov.

Ciele a zámery testovania sa počas životného cyklu produktu menia. V tomto smere je rozdelenie testov na etapy pochopiteľné. V týchto fázach sa vykonávajú dokončovacie, predbežné a akceptačné testy.

Klimatická skúška

Pod klimatickými skúškami sa zvyčajne rozumejú skúšky odolnosti voči vysokej (alebo nízkej teplote), odolnosti voči vysokej vlhkosti (skúška vlhkosti) alebo skúška odolnosti voči nízkemu atmosférickému tlaku.

Naša skúšobná základňa nám umožňuje vykonať potrebné skúšky v súlade s požiadavkami štátnych noriem alebo podľa špecifikácií zákazníka.

Ako zariadenie na vykonávanie klimatických skúšok sa používajú vhodné klimatické komory (spravidla komory vyrábané NDR - TBV a ILKA).

Elektrické skúšky

Všetky elektrické skúšky možno rozdeliť do niekoľkých skupín: preventívne, periodické, akceptačné a certifikačné. Proces skúšania izolácie elektrických zariadení prebieha v niekoľkých etapách: skúšanie zvýšeným napätím, skúšanie pomocou špeciálneho transformátora, skúšanie izolácie závitov, skúšanie nízkych frekvencií s rôznou polaritou, skúšanie vysokým napätím. Každá z týchto elektrických skúšok musí byť vykonaná v prísnom súlade s GOST a ďalšími ruskými a medzinárodnými normami.

Mechanické skúšky

MECHANICKÉ SKÚŠKY

definícia mechanického V materiáloch a výrobkoch sv. Podľa charakteru zmeny v čase prevádzkového zaťaženia rozlišujeme M. a. statický (pre ťah, tlak, ohyb, krútenie), dynamický alebo rázový (pre rázovú pevnosť, tvrdosť) a únavový (s opakovaným cyklickým zaťažením). Odd. skupinu metód tvoria dlhodobé vysokoteplotné M. a. (pre dotvarovanie, trvácnosť, relaxáciu). M. i. vykonávané pri vysokej a nízkej teplote, v agresívnom prostredí, v prítomnosti rezov a počiatočných trhlín; v nestacionárnych režimoch, pri ožarovaní a akustických. vplyvy atď.

Porovnávacie testy

Hlavnými prvkami väčšiny používaných meracích prístrojov sú primárne meracie prevodníky, ktorých účelom je previesť meranú fyzikálnu veličinu (vstupnú veličinu) na meraný informačný signál (výstupná veličina), spravidla elektrický, vhodný na ďalšie spracovanie. .

Primárne meniče sa delia na parametrické a generátorové. V parametrických prevodníkoch je výstupnou hodnotou zmena niektorého parametra elektrického obvodu (odpor, indukčnosť, kapacita atď.), výstupnej hodnoty generátora - EMF, elektrického prúdu alebo náboja vznikajúceho z energie meranej hodnoty.

Existuje veľká trieda meracích prevodníkov, ktorých vstupné hodnoty sú tlak, sila alebo krútiaci moment. Pri týchto prevodníkoch spravidla vstupná hodnota pôsobí na pružný prvok a spôsobuje jeho deformáciu, ktorá sa potom premieňa buď na signál vnímaný pozorovateľmi (mechanické indikačné prístroje) alebo na elektrický signál.

Zotrvačné vlastnosti meniča sú do značnej miery určené prirodzenou frekvenciou pružného prvku: čím je vyššia, tým je menič menej zotrvačný. Maximálna hodnota týchto frekvencií pri použití konštrukčných zliatin je 50...100 kHz. Kryštalické materiály (kremeň, zafír, kremík) sa používajú na výrobu elastických prvkov vysoko presných meničov.

Odporové meniče sú parametrické meniče, ktorých výstupnou hodnotou je zmena elektrického odporu, ktorá môže byť spôsobená vplyvom veličín rôzneho fyzikálneho charakteru – mechanickej, tepelnej, svetelnej, magnetickej a pod.

Potenciometrický prevodník je reostat, ktorého motor sa pohybuje vplyvom nameranej hodnoty (vstupnej hodnoty). Výstupnou veličinou je odpor.

Potenciometrické prevodníky sa používajú na meranie polohy regulačných telies (lineárnych a uhlových), v hladinomeroch, v snímačoch (napríklad tlaku) na meranie deformácie elastického citlivého prvku. Výhodou potenciometrických prevodníkov je veľký výstupný signál, stabilita metrologických charakteristík, vysoká presnosť a nepatrná chyba teploty. Hlavnou nevýhodou je úzky frekvenčný rozsah (niekoľko desiatok hertzov).

Práca tenzometrov je založená na zmene odporu vodičov a polovodičov pri ich mechanickej deformácii (tensor efekt). Drôtový (alebo fóliový) tenzometer je cik-cak zakrivený tenký drôt s priemerom 0,02 ... 0,05 mm alebo fóliová páska s hrúbkou 4 ... 12 mikrónov (mriežka), ktorá je nalepená na substrát z elektroizolačného materiálu. Výstupné medené vodiče sú pripojené na konce mriežky. Prevodníky, ktoré sú prilepené k dielu, vnímajú deformáciu jeho povrchovej vrstvy.

Pri meraní deformácií a napätí v častiach a konštrukciách spravidla nie je možné kalibrovať meracie kanály a chyba merania je 2...10%. V prípade použitia tenzometrov v primárnych meracích prevodníkoch je možné kalibráciou znížiť chybu na 0,5...1%. Hlavnou nevýhodou tenzometrov tohto typu je malý výstupný signál.

Na meranie malých deformácií elastických citlivých prvkov meracích prevodníkov sa používajú polovodičové tenzometre narastené priamo na elastickom prvku z kremíka alebo zafíru.

Pri meraní dynamických deformácií s frekvenciou do 5 kHz by sa mali používať drôtové alebo fóliové tenzometre so základňou nie väčšou ako 10 mm, pričom maximálna deformácia u nich by nemala presiahnuť 0,1 % (0,02 % pre polovodič).

Pôsobenie piezoelektrických meničov je založené na objavení sa elektrických nábojov pri deformácii kryštálu (priamy piezoelektrický efekt).

Piezoelektrické meniče poskytujú možnosť merania rýchlo premenných veličín (vlastná frekvencia meničov dosahuje 200 kHz), sú vysoko spoľahlivé a majú malé celkové rozmery a hmotnosť. Hlavnou nevýhodou sú ťažkosti pri meraní pomaly sa meniacich veličín a pri vykonávaní statickej kalibrácie v dôsledku úniku elektriny z povrchu kryštálu.

Elektrostatický menič možno schematicky znázorniť ako dve elektródy (dosky) s plochou F, umiestnené paralelne vo vzdialenosti d v prostredí s permitivitou e.

Typicky sú tieto meniče navrhnuté tak, že ich výstupnou hodnotou je zmena kapacity (v tomto prípade sa nazývajú kapacitné) a vstupnými hodnotami môžu byť mechanické posuny, ktoré menia medzeru d alebo plochu F, alebo a zmena dielektrickej konštanty prostredia e v dôsledku zmeny jeho teploty, chemického zloženia a pod.

Okrem kapacity sa ako výstupná hodnota elektrostatických meničov používa EMF. generované vzájomným pohybom elektród v elektrickom poli (režim generátora). Napríklad kondenzátorové mikrofóny pracujú v režime generátora a premieňajú energiu akustických vibrácií na elektrickú energiu.

Výhodou elektrostatických meničov je absencia hluku a samovoľné zahrievanie. Kvôli ochrane pred rušením však musia byť spojovacie vedenia a samotné prevodníky starostlivo tienené.

U indukčných meničov je výstupnou hodnotou zmena indukčnosti a vstupnými hodnotami môžu byť pohyby jednotlivých častí meniča vedúce k zmene odporu magnetického obvodu, vzájomnej indukčnosti medzi obvodmi atď.

Výhody meničov sú: linearita charakteristík, nízka závislosť výstupného signálu od vonkajších vplyvov, otrasov a vibrácií; vysoká citlivosť. Nevýhody - malý výstupný signál a potreba vysokofrekvenčného napájacieho napätia.

Princíp činnosti vibračno-frekvenčných meničov je založený na zmene vlastnej frekvencie struny alebo tenkej kobylky pri zmene jej napätia.

Vstupnou hodnotou prevodníka je mechanická sila (resp. veličiny premenené na silu – tlak, krútiaci moment a pod.). ktorý je vnímaný elastickým prvkom spojeným s prepojkou.

Použitie vibračno-frekvenčných meničov je možné pri meraní konštantných alebo pomaly sa meniacich hodnôt v čase (frekvencia nie väčšia ako 100...150 Hz). Vyznačujú sa vysokou presnosťou a frekvenčným signálom - zvýšenou odolnosťou proti šumu.

Optoelektrické konvertory využívajú vzory šírenia a interakcie s hmotou elektromagnetických vĺn v optickom rozsahu.

Hlavným prvkom konvertorov sú prijímače žiarenia. Najjednoduchšie z nich - tepelné konvertory - sú navrhnuté tak, aby premieňali všetku energiu žiarenia, ktorá na ne dopadá, na teplotu (integrálny konvertor).

Ako prijímače žiarenia sa používajú aj rôzne fotoelektrické konvertory, v ktorých sa využíva fenomén fotoelektrického javu. Fotovoltické meniče sú selektívne, t.j. sú vysoko citlivé v relatívne úzkom rozsahu vlnových dĺžok. Napríklad vonkajší fotoelektrický jav (emisia elektrónov pod vplyvom svetla) sa využíva vo vákuových a plynom naplnených fotobunkách a fotonásobičoch.

Vákuová fotobunka je sklenená nádoba, na ktorej vnútornom povrchu je nanesená vrstva fotocitlivého materiálu tvoriaca katódu. Anóda je vyrobená vo forme krúžku alebo pletiva z kovového drôtu. Keď je katóda osvetlená, vzniká fotoemisný prúd. Výstupné prúdy týchto prvkov nepresahujú niekoľko mikroampérov. Vo fotobunkách plnených plynom (na plnenie sa používajú inertné plyny Ne, Ar, Kr, Xe) sa vďaka ionizácii plynu fotoelektrónmi zvýši výstupný prúd 5...7 krát.

Vo fotonásobičoch dochádza k zosilneniu primárneho fotoprúdu v dôsledku emisie sekundárnych elektrónov - "vyradeniu" elektrónov zo sekundárnych katód (emitorov) inštalovaných medzi katódou a anódou. Celkový zisk vo viacstupňových fotonásobičoch môže dosiahnuť stovky tisíc a výstupný prúd môže byť 1 mA. Fotonásobiče a vákuové prvky je možné použiť pri meraniach rýchlo sa meniacich veličín, keďže fenomén fotoemisie je prakticky bez zotrvačnosti.

Meranie tlaku

Na meranie celkového alebo statického tlaku sú v prietoku umiestnené špeciálne prijímače s prijímacími otvormi, ktoré sú prepojené trubicami s malým priemerom (pneumatickým vedením) s príslušnými primárnymi prevodníkmi alebo meracími prístrojmi.

Najjednoduchším prijímačom celkového tlaku je valcová rúrka s kolmo zrezaným koncom, zahnutá v pravom uhle a orientovaná smerom k prúdu. Na zníženie citlivosti prijímača na smer prúdenia (napríklad pri meraní v prúdoch s malým vírom) sa používajú špeciálne konštrukcie prijímačov. Napríklad prijímače celkového tlaku s prietokom (obr. 3.3) sa vyznačujú chybou merania maximálne 1 % pri uhloch skosenia do 45° pri čísle M<0,8.

Pri meraní statických tlakov v blízkosti stien kanálov sú priamo v stenách vytvorené prijímacie otvory s priemerom 0,5 ... 1 mm (drenážne otvory). V mieste drenáže by nemali byť žiadne nerovnosti a okraje otvorov by nemali mať otrepy. Tento typ merania je veľmi bežný pri štúdiu prietokov v potrubiach a kanáloch v spaľovacích komorách, difúzoroch a dýzach.

Ryža. 3.3. Schéma prijímača celkového tlaku:

Ryža. 3.4. Schéma snímača statického tlaku:

a - klinovitý;

b - disk;

c - v tvare L pre miery M 1,5 £

Na meranie statických tlakov v prúdení sa používajú klinové a kotúčové prijímače, ako aj prijímače vo forme trubíc v tvare L (obr. 3.4) s prijímacími otvormi umiestnenými na bočnej ploche. Tieto prijímače fungujú dobre pri podzvukových a nízkych nadzvukových rýchlostiach.

Na štúdium rozloženia tlaku v prierezoch kanálov sa rozšírili hrebene celkového a statického tlaku obsahujúce niekoľko zásobníkov alebo kombinované hrebene, ktoré majú zásobník celkového aj statického tlaku. Pri meraní v prúdoch so zložitou štruktúrou prúdenia (spaľovacie komory, medzilopatkové kanály lopatkových strojov) sa na určenie hodnôt celkových a statických tlakov a smeru vektora rýchlosti používajú orientovateľné a neorientovateľné tlakové prijímače. Prvé z nich sú určené na meranie v dvojrozmerných tokoch a ich konštrukcia umožňuje otáčaním nastaviť prijímač do určitej polohy voči lokálnemu vektoru rýchlosti prúdenia.

Neorientovateľné prijímače sú vybavené niekoľkými prijímacími otvormi (5...7), ktoré sú vyrobené v stenách valca alebo gule malého priemeru (3...10 mm) alebo sú umiestnené na koncoch rúrok vyrezaných v určitom rozsahu. uhlov (priemer 0,5...2 mm) , spojené do jedného konštrukčného celku (obr. 3.5). Pri prúdení okolo prijímača sa okolo neho vytvára určité rozloženie tlaku. Pomocou hodnôt tlaku nameraných pomocou prijímacích otvorov a výsledkov predbežnej kalibrácie prijímača v aerodynamickom tuneli je možné určiť hodnoty celkového a statického tlaku a miestny smer rýchlosti prúdenia.

Pri nadzvukových rýchlostiach prúdenia vznikajú pred tlakovými prijímačmi rázové vlny a s tým treba počítať pri spracovaní výsledkov meraní. Napríklad z nameraných hodnôt statického tlaku v prietoku p a celkového tlaku za priamym rázom p * " je možné pomocou Rayleighovho vzorca určiť číslo M a následne hodnotu celkového tlaku v prúde:

Pri testovaní motorov a ich prvkov sa na meranie tlaku používajú rôzne zariadenia (deformácia ukazovateľa, kvapalina, skupinové registračné tlakomery), ktoré umožňujú operátorovi kontrolovať prevádzkové režimy experimentálnych objektov. V informačno-meracích systémoch sa používajú rôzne primárne prevodníky. Tlak, respektíve tlakový rozdiel (napríklad medzi meraným a atmosférickým, medzi plným a statickým atď.) pôsobí spravidla na elastický citlivý prvok (membránu), ktorého deformácia sa premieňa na elektrický signál. Najčastejšie sa na tento účel používajú indukčné a na napätie citlivé prevodníky pri meraní konštantných a pomaly sa meniacich tlakov a piezokryštalické a indukčné prevodníky pri meraní premenných tlakov.

Ryža. 3.5. Schéma päťkanálového tlakového prijímača:

Cx, Cy, Cz - zložky vektora rýchlosti; p i - namerané hodnoty tlaku

Ako príklad na obr. 3.6 je znázornená schéma prevodníka Sapphire-22DD. Prevodníky tohto typu sú dostupné v niekoľkých modifikáciách určených na meranie pretlaku, diferenčného tlaku, vákua, absolútneho tlaku, pretlaku a vákua v rôznych rozsahoch. Elastickým citlivým prvkom je kovová membrána 2, ku ktorej je navrchu prispájkovaná zafírová membrána s naprašovanými kremíkovými tenzometrami. Nameraný tlakový rozdiel pôsobí na blok pozostávajúci z dvoch membrán 5. Pri posunutí ich stredu sa sila pomocou tyče 4 prenáša na páku 3, čo vedie k deformácii membrány 2 tenzometrami. Elektrický signál z tenzometrov vstupuje do elektronickej jednotky 4, kde je prevedený na jednotný signál - jednosmerný prúd 0...5 alebo 0...20 mA. Elektrické napájanie meniča je realizované z jednosmerného zdroja s napätím 36V.

Pri meraní premenných (napríklad pulzujúcich) tlakov je vhodné priviesť primárny prevodník čo najbližšie k miestu merania, pretože prítomnosť pneumatického vedenia prináša významné zmeny v amplitúdovo-frekvenčnej charakteristike meracieho systému. Limitujúcim je v tomto zmysle bezodtokový spôsob, pri ktorom sú miniatúrne tlakové prevodníky namontované v jednej rovine s povrchom obtekajúcim prúdenie (stena kanála, lopatka kompresora atď.). Známe meniče s výškou 1,6 mm a priemerom membrány 5 mm. Používajú sa aj systémy s tlakovými prijímačmi a vlnovodom (l ~ 100 mm) (metóda diaľkových tlakových prijímačov), v ktorých na zlepšenie dynamiky

charakteristiky, používajú sa korekčné akustické a elektrické prepojenia.

Pri veľkom počte meracích bodov v meracích systémoch je možné použiť špeciálne vysokorýchlostné pneumatické spínače, ktoré zabezpečia sériové pripojenie niekoľkých desiatok meracích bodov na jeden prevodník.

Na zabezpečenie vysokej presnosti je potrebné pravidelne kontrolovať prístroje na meranie tlaku v pracovných podmienkach pomocou automatických nastavovačov.

Meranie teploty

Na meranie teploty sa používajú rôzne meracie prístroje. Termoelektrický teplomer (termočlánok) pozostáva z dvoch vodičov vyrobených z rôznych materiálov, ktoré sú navzájom spojené (zvarené alebo spájkované) koncami (spojkami). Ak sú teploty prechodov rozdielne, potom pôsobením termoelektromotorickej sily potečie v obvode prúd, ktorého hodnota závisí od materiálu vodičov a od teplôt prechodov. Počas meraní je spravidla jedna z križovatiek termostatovaná (na to sa používa topiaci sa ľad). Potom bude EMF termočlánku jednoznačne súvisieť s teplotou "horúceho" spojenia.

V termoelektrickom obvode môžu byť zahrnuté rôzne vodiče. V tomto prípade sa výsledný EMF nezmení, ak sú všetky križovatky pri rovnakej teplote. Táto vlastnosť je založená na použití takzvaných predlžovacích vodičov (obr. 3.7), ktoré sú napojené na termoelektródy obmedzenej dĺžky a napr. čím ušetríte drahé materiály. Zároveň je potrebné zabezpečiť rovnosť teplôt v miestach pripojenia predlžovacích vodičov (T c) a termoelektrickú identitu ich hlavného termočlánku v rozsahu možných teplotných zmien T c a T 0 (spravidla nie viac ako 0...200 °C). Pri praktickom použití termočlánkov môžu nastať prípady, kedy je teplota T 0 iná ako 0°C. Potom, aby sa vzala do úvahy táto okolnosť, EMF termočlánku by mala byť definovaná ako E \u003d E meas + DE (T 0) a nájsť hodnotu teploty z kalibračnej závislosti. Tu E meas - nameraná hodnota EMF; DE(T 0) je hodnota EMF zodpovedajúca hodnote T 0 a určená z kalibračnej závislosti. Kalibračné závislosti pre termočlánky sa získajú pri teplote "studených" spojov T 0 rovnej 0°C. Tieto závislosti sú trochu odlišné od lineárnych. Ako príklad na obr. 3.8 je znázornená kalibračná závislosť pre termočlánok platina-ródium-platina.

Niektoré charakteristiky najbežnejších termočlánkov sú uvedené v tabuľke. 3.1.

V praxi sú najbežnejšie termočlánky s priemerom elektródy 0,2 ... 0,5 mm. Elektrická izolácia elektród sa dosiahne ich obalením azbestovou alebo kremičitou niťou, následnou impregnáciou žiaruvzdorným lakom, umiestnením termoelektród do keramických trubíc alebo navlečením kúskov týchto trubíc („guľôčok“). Rozšírili sa termočlánky káblového typu, čo sú dve termoelektródy umiestnené v tenkostennom plášti zo žiaruvzdornej ocele. Na izoláciu termoelektród je vnútorná dutina plášťa vyplnená práškom MgO alebo Al 2 O 3 . Vonkajší priemer plášťa je 0,5...6 mm.

Tabuľka 3.1

Pre správne meranie teploty konštrukčných prvkov musia byť termočlánky ukončené tak, aby horúci spoj a termoelektródy v jeho blízkosti nevyčnievali nad povrch a aby v dôsledku inštalácie neboli narušené podmienky pre prenos tepla z meraného povrchu. termočlánku. Aby sa znížila chyba merania v dôsledku odtoku (alebo prítoku) tepla z horúceho spoja pozdĺž termoelektród v dôsledku tepelnej vodivosti, mali by byť termoelektródy v určitej vzdialenosti v blízkosti spoja (7 ... 10 mm) položené približne pozdĺž izoterm. . Schéma ukončenia termočlánku, ktorý spĺňa špecifikované požiadavky, je znázornená na obr. 3.9. Diel má drážku s hĺbkou 0,7 mm, do ktorej je umiestnený spoj a k nemu priliehajúce termoelektródy; spoj je privarený k povrchu odporovým zváraním; drážka je uzavretá fóliou s hrúbkou 0,2 ... 0,3 mm.

Výstup termoelektród z vnútorných dutín motora alebo jeho komponentov sa vykonáva cez armatúru. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť, aby termoelektródy príliš nenarúšali prietokovú štruktúru a nepoškodila sa ich izolácia trením o seba a o ostré hrany konštrukcie.

Pri meraní teplôt rotujúcich prvkov sa snímanie termočlánkov uskutočňuje pomocou kefových alebo ortuťových kolektorov prúdu. Vyvíjajú sa aj bezkontaktné zberače prúdu.

Schémy termočlánkov používaných na meranie teploty prúdu plynu sú znázornené na obr. 3.10. Horúci spoj 1 je guľa s priemerom d 0 (tepelné elektródy je možné zvárať aj na tupo); termoelektródy 2 v blízkosti spoja sú upevnené v izolačnej dvojkanálovej keramickej rúrke 3 a potom sú odstránené z puzdra 4. Na obrázku je puzdro 4 znázornené ako chladené vodou (chladenie je potrebné pri meraní teplôt nad 1300 ... 1500 K), prívod a odvod chladiacej vody sa vykonáva cez armatúru 5 .

Pri vysokých teplotách plynu vznikajú metodické chyby odvodom tepla z prechodu vedením tepla cez termoelektródy do telesa termočlánku a vyžarovaním do okolia. Tepelné straty v dôsledku tepelnej vodivosti možno takmer úplne eliminovať poskytnutím predĺženia izolačnej rúrky rovnajúcej sa 3 ... 5 jej priemerov.

Na zníženie odvodu tepla sálaním sa používa tienenie termočlánkov (obr. 3.10, b, c). To tiež chráni križovatku pred poškodením a spomalenie toku vo vnútri štítu pomáha zvýšiť faktor obnovy teploty pri meraní vo vysokorýchlostných tokoch.

Bola tiež vyvinutá metóda na určenie teploty plynu z údajov dvoch termočlánkov s termoelektródami rôznych

Ryža. 3.9. Schéma ukončenia termočlánku na meranie teploty prvkov spaľovacej komory

Ryža. 3.10. Termočlánkové obvody na meranie teploty plynu:

a - termočlánok s otvoreným prechodom, b, c - tienené termočlánky; g - termočlánok s dvojitým prepojením; 1 - križovatka: 2 - termoelektródy; 3 - keramická rúrka; 4 - telo; 5 - armatúry pre prívod a odvod vody

priemer (obr. 3.10, d), čo umožňuje zohľadniť odvod tepla sálaním.

Zotrvačnosť termočlánkov závisí od konštrukcie. Časová konštanta sa teda mení od 1...2 s pre termočlánky s otvoreným spojom po 3...5 s pre tienené termočlánky.

Pri štúdiu teplotných polí (napríklad za turbínou, spaľovacou komorou a pod.) sa používajú termočlánkové hrebene, v niektorých prípadoch sú inštalované v otočných vežičkách, čo umožňuje dostatočne detailne určiť rozloženie teploty po celej ploche. prierez.

Pôsobenie odporového teplomera je založené na zmene odporu vodiča so zmenou teploty. Ako elektrický odpor sa používa drôt s priemerom 0,05 ... 0,1 mm, vyrobený z medi (t \u003d -50 ... + 150 ° C), niklu (t \u003d -50 ... 200 ° C) alebo platina (t=-200...500°С).

Drôt je navinutý na ráme a umiestnený v puzdre. Odporové teplomery sú vysoko presné a spoľahlivé, vyznačujú sa však veľkou zotrvačnosťou a nie sú vhodné na meranie lokálnych teplôt. Odporové teplomery slúžia na meranie teploty vzduchu na vstupe motora, teplôt palív, olejov a pod.

Kvapalinové teplomery využívajú vlastnosť tepelnej rozťažnosti kvapaliny. Ako pracovné kvapaliny sa používa ortuť (t=-30...+700°C), lieh (t=-100...+75°C) atď.. Kvapalinové teplomery slúžia na meranie teploty kvapalných a plynných médií v laboratórnych podmienkach, ako aj pri kalibrácii iných prístrojov.

Optické metódy merania teploty sú založené na zákonoch tepelného žiarenia vyhrievaných telies. V praxi možno implementovať tri typy pyrometrov: jasové pyrometre, ktorých činnosť je založená na zmene tepelného žiarenia telesa s teplotou pri určitej pevnej vlnovej dĺžke; farebné pyrometre, ktoré využívajú zmenu s teplotou rozloženia energie v určitej časti spektra žiarenia; radiačné pyrometre založené na teplotnej závislosti celkového množstva energie vyžarovanej telom.

V súčasnosti pri testovaní motorov na meranie teplôt konštrukčných prvkov našli uplatnenie jasové pyrometre vytvorené na báze fotoelektrických prijímačov žiarivej energie. Ako príklad je schéma inštalácie pyrometra pri meraní teploty lopatiek turbíny na bežiacom motore znázornená na obr. 32.11. Pomocou šošovky 2 je "zorné pole" primárneho meniča obmedzené na malú (5...6 mm) oblasť. Pyrometer „skúma“ hranu a časť chrbta každej čepele. Ochranné sklo 1, vyrobené zo zafíru, chráni šošovku pred znečistením a prehriatím. Signál cez svetlovod 3 sa prenáša do fotodetektora. Vďaka nízkej zotrvačnosti vám pyrometer umožňuje kontrolovať teplotu každej čepele.

Na meranie teplôt konštrukčných prvkov motora možno použiť indikátory teploty farieb (tepelné farby alebo termolaky) - komplexné látky, ktoré po dosiahnutí určitej teploty (teploty prechodu) dramaticky menia svoju farbu v dôsledku chemickej interakcie zložky alebo fázové prechody, ktoré sa v nich vyskytujú.

Ryža. 3.11. Schéma inštalácie pyrometra na motore:

(a) (1 - prívod dúchacieho vzduchu; 2 - primárny konvertor) a schéma primárneho konvertora

(b) (1 - ochranné sklo; 2 - šošovka; 3 - svetlovod)

Termálne farby a termolaky po nanesení na pevný povrch po zaschnutí vytvrdnú a vytvoria tenký film, ktorý je schopný meniť svoju farbu pri prechodovej teplote. Napríklad biela termálna farba TP-560 sa po dosiahnutí t=560 °C stáva bezfarebnou.

Pomocou tepelných indikátorov môžete zistiť zóny prehriatia v prvkoch motora, vrátane ťažko dostupných miest. Zložitosť meraní je nízka. Ich použitie je však obmedzené, pretože nie je vždy možné určiť, v akom režime bola dosiahnutá maximálna teplota. Okrem toho farba tepelného indikátora závisí od času vystavenia teplote. Tepelné indikátory preto spravidla nemôžu nahradiť iné metódy merania (napríklad pomocou termočlánkov), ale poskytujú dodatočné informácie o tepelnom stave skúmaného objektu.

Výstupnou hodnotou v parametrických meničoch je parameter elektrického obvodu - elektrický odpor alebo jeho zložky (R, L, C). Na použitie parametrického prevodníka je potrebný dodatočný zdroj napájania, ktorý poskytuje výstupný signál prevodníka.

Najčastejšie sa používajú parametrické prevodníky reostatický, citlivé na napätie (tenzometre), termosenzitívne (termistory alebo odporové teplomery), indukčné, kapacitné, optoelektronické(fotorezistory, fotodiódy atď.), ionizácia atď.

Princíp fungovania reostatové meniče je založená na zmene elektrického odporu vodiča vplyvom vstupnej hodnoty - mechanického posunu. Reostatový prevodník (obr. 3.1) je reostat, ktorého pohyblivý kontakt sa premiešava pôsobením meranej neelektrickej veličiny. Vinutie meniča je vyrobené zo zliatin (platina s irídiom, konštantánom, nichrómom, fechralom atď.).

Takéto meniče majú statickú krokovú charakteristiku, pretože odpor sa meria v skokoch rovných odporu jednej otáčky, čo spôsobuje chybu.

kde DR je odpor jednej otáčky;

R je impedancia meniča.

Táto chyba neexistuje v reochord prevodníky, v ktorých sa kefka posúva pozdĺž osi drôtu.

Ak chcete získať nelineárnu transformačnú funkciu, použite funkčné reostatové meniče. Požadovaný charakter transformácie sa často dosahuje profilovaním rámu meniča (obr. 3.1, c).

Výhody prevodníka reostatu: relatívna jednoduchosť konštrukcie, možnosť získania vysokej presnosti prevodu a významných výstupných signálov. Hlavnou nevýhodou je prítomnosť posuvného kontaktu.

Tenso efekt, ktorý je základom práce tenzometre, spočíva v meraní aktívneho odporu vodiča (polovodiča) pri pôsobení mechanického namáhania a deformácie v ňom spôsobenej.

Ak je drôt vystavený mechanickému namáhaniu, napríklad naťahovaniu, jeho odpor sa zmení. Relatívna zmena odporu drôtu

D R/R = S∙ D l/l,

kde S– koeficient deformačnej citlivosti;

D l/l je relatívne napätie drôtu.

Zmena odporu drôtu pri mechanickom pôsobení naň sa vysvetľuje zmenou geometrických rozmerov (dĺžka, priemer) a odporu materiálu.

Drôtové prevodníky citlivé na napätie sú tenký cik-cak drôt položený a prilepený k podkladu. Prevodník je inštalovaný tak, že smer očakávanej deformácie sa zhoduje s pozdĺžnou osou drôtenej mriežky. Ako materiál pre prevodník sa zvyčajne používa konštantánový drôt (konštantán má nízky teplotný koeficient odporu) a pre substrát - tenký papier (0,03 ... 0,05 mm) a film laku alebo lepidla (BF-2, BF -4, bakelit a pod.).

Tiež prijatá distribúcia fóliové konvertory, ktoré používajú fóliu namiesto drôtu, a filmové tenzometre získané sublimáciou materiálu citlivého na napätie s jeho následným nanesením na substrát.

Výhody tenzometrov: linearita statickej prevodnej charakteristiky, jednoduchosť konštrukcie a malé rozmery. Hlavnou nevýhodou je nízka citlivosť.

V prípadoch, kde je potrebná vysoká citlivosť, sa používajú polovodič snímače citlivé na napätie (polykryštalické z práškového polovodiča a monokryštály z kremíkového kryštálu). Keďže citlivosť polovodičových tenzometrov je desaťkrát vyššia ako u kovových a navyše integrovaná technológia umožňuje súčasne vytvárať tenzometre aj mikroelektronickú procesorovú jednotku do jedného kremíkového kryštálu, integrované polovodičové tenzometre prevodníky boli vyvinuté prevažne v posledných rokoch. Takéto prvky sa realizujú buď technológiou difúznych odporov s ich izoláciou od vodivého kremíkového substrátu p-n prechodmi - technológiou „kremík na kremíku“, alebo heteroepitaxiálnou technológiou „kremík na dielektriku“ na sklokeramike, kremeni alebo zafíre. Pre snímače citlivé na deformáciu, najmä polovodičové, je vplyv teploty na ich elastické a elektrické charakteristiky významný, čo si vyžaduje použitie špeciálnych obvodov na kompenzáciu teplotnej chyby (najmä na tento účel v rozšírenom obvode deformačný mostík používajú sa kompenzačné odpory a termistory). Obzvlášť rozšírené použitie vo výrobe prevodníky tlaku pre svoje vysoké mechanické, izolačné a tepelne odolné vlastnosti dostal technológiu SNS - "kremík na zafíre".

Zlepšenie technológie výroby polovodičových tenzometrov umožnilo vyrábať tenzometre priamo na kryštalickom prvku z kremíka alebo zafíru. Elastické prvky kryštalických materiálov majú elastické vlastnosti blížiace sa ideálnym. Priľnavosť tenzometra k membráne v dôsledku molekulárnych síl umožňuje odmietnuť použitie adhezívnych materiálov a zlepšiť metrologické vlastnosti prevodníkov. Obrázok 3.2, a zobrazuje zafírovú membránu 3 s jednopásovými tenzometrami umiestnenými na ňom p-typ s kladným 1 a negatívne 2 citlivosti. Tenzometer má kladnú citlivosť, v ktorej je pomer > 0, ak<0 – чувствительность отри­цательна.

Štruktúra jednopáskového tenzometra je znázornená na obrázku 3.2, b. Tu: 1 - tenzometer; 2 - ochranný kryt; 3 - metalizované dráhy s prúdom; 4 – elastický prvok prevodníka (zafírová membrána). Tenzometre môžu byť umiestnené na membráne tak, že pri deformácii budú mať prírastky odporu rôzneho znamienka. To umožňuje vytvárať mostové obvody, ktorých každé rameno obsahuje tenzometre s príslušnou hodnotou a dokonca aj prvky tepelnej kompenzácie.

Tenzometre slúžia na meranie deformácií a iných neelektrických veličín - síl, tlakov, momentov a pod.

Princíp fungovania termistor vychádza zo závislosti elektrického odporu vodičov alebo polovodičov od teploty.Podľa spôsobu činnosti sa rozlišujú termistory prehrievanie A bez úmyselného prehriatia. Prehrievacie prevodníky sa používajú na meranie rýchlosti, hustoty, zloženia média atď. U prehrievajúcich sa prevodníkov elektrický prúd spôsobuje prehrievanie, ktoré závisí od vlastností média. Posledne menované sa používajú na meranie teploty okolia.

Rozšírili sa termistory vyrobené z medeného alebo platinového drôtu. Štandardné platinové termistory slúži na meranie teploty v rozsahu od -260 do +1100°C, meď– v rozsahu od –200 do +200 °С (GOST 6651–78). Nízkoteplotné platinové termistory (GOST 12877–76) sa používajú na meranie teplôt v rozsahu od –261 do –183°C.

Na obrázku 3.3 ale Je zobrazené zariadenie platinového termistora. V kanáloch keramickej trubice 2 sú dve (alebo štyri) sekcie špirály 3 vyrobené z platinového drôtu zapojeného do série.

Obrázok 3.3 - Usporiadanie a vzhľad platinových tvaroviek

odporový teplomer

Prispájkujte vodiče na konce špirály 4, používa sa na zahrnutie termistora do meracieho obvodu. Upevnenie vývodov a utesnenie keramickej rúrky sa vykonáva glazúrou 1 . Kanály trubice sú pokryté bezvodým práškom oxidu hlinitého, ktorý pôsobí ako izolátor a držiak špirály. Bezvodý práškový oxid hlinitý s vysokou tepelnou vodivosťou a nízkou tepelnou kapacitou poskytuje dobrý prenos tepla a nízku zotrvačnosť termistora. Na ochranu termistora pred mechanickými a chemickými vplyvmi vonkajšieho prostredia je umiestnený v ochranných armatúrach (obr. 3.3, b) z nerezovej ocele.

Pre medené termistory je závislosť odporu od teploty vyjadrená rovnicou

R=R 0 ∙ (1+αt) pri –50 0 С ≤ t≤ +180 0 C,

kde R 0 - odpor pri t\u003d 0 0 C; α \u003d 4,26 ∙ 10 -3 K -1. Pre platinu -

R=R 0 ∙ pri 0 0 С ≤ t≤ +650 0 С,

kde A= 3,968∙10-3 K-1; B= 5,847∙10-7 K-2; OD\u003d -4,22 10 -12 K -4.

Okrem platiny a medi sa na výrobu termistorov používajú nikel(v zahraničí).

Polovodičové termistory sa používajú aj na meranie teploty ( termistory A pozistory) rôznych typov, ktoré sa vyznačujú vysokou citlivosťou (teplotný koeficient odporu TCR termistorov je záporný a pri 20 °C je 10–15-krát vyšší ako TCR medi a platiny, TCR pozistorov je kladný a o niečo horšie) a majú vyššie odpory (až 1 MΩ) pri veľmi malých veľkostiach. Nevýhodou termistorov je slabá reprodukovateľnosť a nelinearita prevodnej charakteristiky.

Termistory sa používajú v teplotnom rozsahu od -60 do +120°C.

kde R a R° sú odpory termistora pri teplotách t a t°;

t 0 - počiatočná teplota prevádzkového rozsahu;

B je konverzný faktor.

Zahŕňajú aj tepelné konvertory tepelné diódy A tepelné tranzistory, v ktorom sa so zmenou teploty mení hodnota odporu p-n prechodu. Tieto zariadenia sa zvyčajne používajú v rozsahu od -80° do +150° C. Najčastejšie sú tepelné diódy a termistory zaradené do mostíkových obvodov a meracích obvodov vo forme napäťových deličov. Medzi výhody takýchto meničov patrí vysoká citlivosť a spoľahlivosť, malé rozmery, nízka cena a nízka zotrvačnosť. Hlavné nevýhody sú: úzky rozsah prevádzkových teplôt a zlá reprodukovateľnosť statickej charakteristiky meniča.

Princíp fungovania indukčné prevodníky je založená na závislosti indukčnosti alebo vzájomnej indukčnosti vinutí na magnetickom obvode od polohy, geometrických rozmerov a magnetického stavu prvkov ich magnetického obvodu (obr. 3.4). Obrázok 3.4 schematicky znázorňuje rôzne typy indukčných meničov. Indukčný prevodník (obr. 3.4, a) s variabilnou dĺžkou vzduchovej medzeryδ je charakterizovaná nelineárnou závislosťou L = f (δ). Takýto prevodník sa zvyčajne používa, keď sa kotva pohybuje o 0,01-5 mm.

Obrázok 3.4 - Rôzne konštrukcie indukčných meničov

Výrazne nižšia citlivosť, ale lineárna závislosť L=f(s) sa líšia meniče s variabilným prierezom vzduchovej medzery (obr. 3.4, b). Tieto prevodníky sa používajú pre posuny do 10…15 mm.

Rozšírené indukčné diferenciálne meniče(obr.3.4, v), pri ktorej sa vplyvom nameranej hodnoty menia dve medzery elektromagnetov súčasne a navyše s rôznymi znamienkami. Diferenčné prevodníky v kombinácii s príslušným meracím obvodom (zvyčajne mostíkom) majú vyššiu citlivosť, menšiu nelinearitu prevodnej charakteristiky, sú menej ovplyvnené vonkajšími faktormi a zníženou výslednou silou na kotvu od elektromagnetu ako nediferenciálne prevodníky. .

Na obrázku 3.4 G zobrazená schéma zapojenia diferenciálny indukčný prevodník, ktorého výstupné hodnoty sú vzájomné indukčnosti. Takéto meniče sa nazývajú vzájomne indukčné alebo transformátorové. Keď je primárne vinutie napájané striedavým prúdom a so symetrickou polohou kotvy vzhľadom na elektromagnety, EMF na výstupných svorkách je nula. Pri pohybe kotvy sa na výstupných svorkách objaví emf.

Ak chcete previesť relatívne veľké posuny (až 50 ... 100 mm), použite transformátorové meniče s otvoreným magnetickým obvodom(obr.3.4, e).

Rozšírené v ťažobnom priemysle magnetoelastické prevodníky(obr.3.4, e), ktorého pôsobenie je založené na využití vplyvu závislosti magnetickej permeability (magnetického odporu obvodu) od veľkosti mechanického pôsobenia (stlačenia alebo ťahu) na feromagnetické jadro meniča. Rozlišujte magnetoelastické senzory plyn A transformátor typy. Posledne menované môžu ovládať iba silu kompresie, ale sú citlivejšie.

Výhodou indukčných a magnetoelastických meničov je jednoduchosť a spoľahlivosť v prevádzke, významný výkon výstupného signálu. Hlavnými nevýhodami sú spätné pôsobenie meniča na skúmaný objekt (vplyv elektromagnetu na kotvu) a vplyv zotrvačnosti kotvy na frekvenčnú charakteristiku zariadenia.

Princíp fungovania kapacitné prevodníky je založená na závislosti elektrickej kapacity kondenzátora na rozmeroch, vzájomnej polohe jeho dosiek a na hodnote dielektrickej konštanty média medzi nimi. Sú to kondenzátory rôznych prevedení, ktoré premieňajú mechanické lineárne alebo uhlové pohyby, ale aj tlak, vlhkosť či hladinu média na zmenu elektrickej kapacity.

v)

Obrázok 3.5 - Rôzne konštrukcie kapacitných meničov

Použiť tiež diferenciálne meniče(obr. 3.5, b), ktoré majú jednu pohyblivú a dve pevné dosky. Pri vystavení nameranej hodnote X tieto meniče súčasne menia kapacity OD 1 a OD 2 . Takéto prevodníky sa používajú na meranie relatívne veľkých lineárnych (viac ako 1 mm) a uhlových posunov. V týchto meničoch je ľahké získať požadovanú konverznú charakteristiku profilovaním dosiek.

Transformátory využívajúce závislosť C= f 1 () sa používa na meranie hladiny kvapalín, vlhkosti látok, hrúbky dielektrických produktov atď. Napríklad (obr. 3.5, c ) prinesme zariadenie kapacitný hladinomer. Kapacita medzi elektródami spustenými do nádoby závisí od hladiny kvapaliny, pretože zmena hladiny vedie k zmene priemernej permitivity média medzi elektródami. Zmenou konfigurácie dosiek je možné získať požadovaný charakter závislosti údajov prístroja od objemu (hmotnosti) kvapaliny.

Na meranie výstupného parametra kapacitných meničov sa používajú mostíkové obvody a obvody využívajúce rezonančné obvody. Tieto umožňujú vytvárať zariadenia s vysokou citlivosťou, schopné reagovať na posuny rádovo 10–7 mm. Obvody s kapacitnými meničmi sú zvyčajne napájané vysokofrekvenčným prúdom (až do desiatok megahertzov), čo je spôsobené snahou o zvýšenie signálu vstupujúceho do meracieho zariadenia a potrebou znížiť bočný efekt izolačného odporu.

Polovodičové fotosenzitívne meniče ako citlivý prvok majú svetlocitlivú vrstvu nanesenú na substráte (sklenenej doske). Odpor tejto vrstvy je nepriamo úmerný intenzite svetelného toku alebo výkonu svetelného zdroja. Fotorezistory, fotodiódy A fototranzistory majú relatívne vysokú stabilitu, dobrú citlivosť, ale ich použitie je obmedzené v prítomnosti prachu, napríklad uhlia, ktorý narúša bežnú prevádzku.

Akcia ionizačné konvertory na základe javu ionizácie plynu alebo luminiscencie určitých látok pri pôsobení ionizujúceho žiarenia. používané ako ionizačné činidlá. a–, b– A g– lúče rádioaktívnych látok, niekedy röntgenové lúče A neutrónové žiarenie. Výber typu ionizačného prevodníka závisí vo veľkej miere od ionizujúceho žiarenia. gama lúčov(elektromagnetické kmity malej vlnovej dĺžky - 10 -8 ... 10 -11 cm) majú vysokú penetračnú silu.

Konštrukcie ionizačných komôr a počítadiel sú rôzne a závisia od typu žiarenia. Ako zdroje ionizujúceho žiarenia sa zvyčajne používa kobalt-60, stroncium-90, plutónium-239 atď.

Výhody ionizačných prevodníkov sú v možnosti bezdotykového merania v agresívnom alebo výbušnom prostredí, prostrediach s vysokou teplotou alebo pod vysokým tlakom. Hlavná nevýhoda: nutnosť použitia biologickej ochrany s vysokou aktivitou zdroja žiarenia.

Generátorové meniče

IN generátorové meniče výstupná veličina je EMF alebo náboj operatívne súvisiaci s meranou neelektrickou veličinou.

Zvážte najbežnejšie typy generátorových meničov.

Termoelektrické meniče práca na termoelektrickom jave, ktorý sa vyskytuje v obvode termočlánky: s teplotným rozdielom v bodoch 1 A 2 (obr. 3.6) vzniká spojenie dvoch rozdielnych vodičov v obvode termočlánku termoEMF.

Miesto pripojenia vodičov (elektród) 1 nazývaný pracovný koniec termočlánku, body 2 A 2" - voľné konce. Aby bolo termoEMF v obvode termočlánku jednoznačne určené teplotou pracovného konca, je potrebné udržiavať teplotu voľných koncov termočlánku rovnakú a nezmenenú. Termoelektrické teplomery sú zvyčajne kalibrované pri teplote voľného konca 0°C. Kalibračné tabuľky pre štandardné termočlánky sú tiež zostavené za podmienky, že teplota voľných koncov je 0°C. Pri praktickej aplikácii termoelektrických teplomerov sa teplota voľných koncov termočlánku zvyčajne nerovná 0°C a preto treba zaviesť korekciu.

Tachogenerátory určené na meranie uhlovej rýchlosti rotujúcich predmetov. Rotor tachogenerátorov je mechanicky spojený s hriadeľom skúšaného elektromotora alebo pohonu a uhlová rýchlosť w posudzované podľa výstupného EMF generátora.

Z tachogenerátorov sú najpoužívanejšie DC tachogenerátory vyrábané s permanentnými magnetmi alebo s nezávislým budením. Rozsah ich použitia je veľmi rôznorodý: presné jednosmerné tachogenerátory sa používajú v letectve, stavbe lodí, obrábacích strojoch, hutníctve a iných odvetviach. Medzi výhody týchto snímačov patrí dostatočne vysoká presnosť a prítomnosť jednosmerného výstupného signálu, vhodného pre ďalšie spracovanie. Hlavnou nevýhodou týchto tachogenerátorov je prítomnosť zostavy kolektor-kefa, čo znižuje spoľahlivosť a životnosť meniča.

Synchrónne tachogenerátory majú nízky vnútorný odpor, čo vám umožňuje získať z nich dostatočne veľký výkon. Pri zmene otáčok rotora v synchrónnych strojoch sa mení nielen amplitúda výstupného napätia, ale aj jeho frekvencia. Vďaka mechanickej stabilite našli synchrónne tachogenerátory uplatnenie v električkách, lokomotívach, žeriavových zariadeniach atď.

Asynchrónne tachogenerátory dizajnovo podobný dvojfázovým asynchrónnym motorom. Ich rotory sú zvyčajne vyrobené vo forme tenkostenného kovového valca. Dve vinutia statora tachogenerátora sú voči sebe posunuté o 90°. Napájacie napätie je privedené na jedno vinutie a EMF je odstránené z meracieho vinutia. Keď sa aplikuje napájacie napätie konštantnej hodnoty a frekvencie, pulzujúci magnetický tok prechádzajúci rotorom indukuje v meracom vinutí EMF úmernú uhlovej rýchlosti. w rotor poháňaný riadeným strojom alebo mechanizmom. Hlavnou výhodou asynchrónnych tachogenerátorov je, že bez ohľadu na rýchlosť rotora má AC EMF na výstupe takéhoto tachogenerátora konštantnú frekvenciu.

Medzi hlavné nevýhody tachogenerátorov patrí obmedzený frekvenčný rozsah nameraných hodnôt. V posledných rokoch dochádza k postupnej výmene tachogenerátorov fotopulz A indukcia senzory, ako aj špeciálne intelektuál prevodníky - snímače uhlového posunu (polohy).

IN fotopulzné senzory impulzy v optoelektronickom páre zdroj žiarenia - prijímač žiarenia (LED - fotokonvertor) sa vytvárajú pomocou kotúčov so štrbinami alebo otvormi, v niektorých pohonoch sa používajú rotačné časti stroja. Drvivá väčšina kódovače polohy ako citlivý prvok použiť aj optoelektronický pár.

impulzov indukčné snímače vznikajú pod vplyvom pulzujúceho alebo striedavého magnetického toku. Ako teleso, ktoré moduluje prietok, sa používajú špeciálne ozubené kolesá alebo rotačné feromagnetické časti stroja.

V piezoelektrických meničoch sa využíva efekt objavenia sa elektrických nábojov na povrchu niektorých kryštálov (kremeň, turmalín, Rochellova soľ atď.) pod vplyvom mechanických namáhaní.

Obrázok 3.7

Zariadenie piezoelektrický menič na meranie premenlivého tlaku plynu je znázornené na obr.3.7. Tlak R cez kovovú membránu 1 prenášané do vložené medzi kovové rozpery 2 kremenné dosky 3 . Lopta 4 prispieva k rovnomernému rozloženiu tlaku na povrch kremenných dosiek. Stredná rozpera pripojená ku koncovke 5 prechádza cez priechodku z dobrého izolačného materiálu. Pri vystavení tlaku R medzi výstupom 5 av prípade konvertora existuje potenciálny rozdiel

Praktická práca č.4