Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Тарировка тензометрических измерителей силовых параметров



Для того чтобыиметь возможность по показаниям микроамперметра μА определять величину силы или крутящего момента, проводится экспериментальная тарировка системы измерения. На рис. 19, б) приведена структурная схема установки для тарировки системы измерения силы.

Для выполнения тарировки силоизмерительный датчик 2 с наклеенными тензометрическими преобразователями устанавливают в нагружающее устройство 1 так, чтобы при подвешивании тарировочных гирь 4 на подвес 3, упор нагружающего устройства воздействовал на датчик 2 с силой Fд. Допустим, что измерительная система должна обеспечивать измерение силы, в диапазоне от Fmin= 0H, до Fmах= 600H. Необходимо определить абсолютную ΔF и относительную d погрешности измерения системы.

Для решения поставленной задачи будем дискретно нагружать измерительный датчик 2 силой Fд, поочередно подвешивая тарировочные гири 4 на подвес 3. Учитывая плечи рычагов, усилие Fд на датчике будет равно:

(2.6)

где Fгр – вес тарировочных гирь.

 

а) б)

 

Рис. 19. Тарировочный график и структурная схема установки для тарировки системы измерения силы

 

В процессе нагружения значения силы Fд и показания Iис измерительного микроамперметра μА будем заносить в таблицу 2.1.

После окончания нагружения тарировка продолжается в режиме разгружения датчика. При этом последовательно убирают тарировочные гири и заносят полученные результаты в ту же таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Режимнагружениядатчика
Усилие на датчике Fд , [H]
Показания микроамперметра, Iис [μА]
Режим разгружения датчика
Усилие на датчике Fд , [H]
Показания микроамперметра, Iис [μА] 0,11 6,2 11,9 16,7 21,2

После полного разгружения датчика строят тарировочный график (см. рис. 19, а). Полученный вид графика в виде петли носит название – петля гистерезиса. Её наличие объясняется трением между элементами измерительной системы. Чем больше трение, тем больше площадь петли гистерезиса, а, следовательно, и погрешность измерений.

Используя результаты тарировки, определяют коэффициент К преобразования измерительной системы:

, (2.7)

Для приведенного выше примера тарировки коэффициент преобразования имеет значение: = 20 .

Далее определяют погрешности измерения. Так абсолютная погрешность измерения ΔF системы измерения силы может быть определена как максимальное значение разности:



(2.8)

где Iнагр - показания прибора в режиме нагружения датчика, Iразгр - показания прибора в режиме разгружения датчика. При этом оба показания Iнагр и Iразгр берутся при одинаковых значениях нагрузки на измерительный датчик.

Для приведенного выше примера тарировки максимальное значение абсолютной погрешности наблюдается при нагрузке на датчик 200 Н (см. таблицу 2.1). Его величина равна:

×20 = 1,9×20 = 38 Н.

Относительная погрешностьd измерения силы определяется исходя из выражения:

(2.9)

Для приведенного выше примера тарировки относительная погрешность измерения имеет значение: = 6,3%

Тарировка тензометрических измерителей крутящего момента выполняется аналогично, по вышеприведенной методике. Для этого собирают установку, внешний вид которой представлен на рис. 20. Устанавливают в неё тензометрический вал 1, с наклеенными на него тензометрическими преобразователями. Один конец тензовала 1 жестко закрепляется в точке 3. С противоположного конца к тензовалу прикрепляют тарировочный рычаг 2 с подвесом 4. В процессе тарировки на подвес 4 крепят тарировочные грузы 5, имеющие эталонные массы.

Рис. 20. Установка для тарировки тензометрического вала

В процессе тарировки дискретно нагружают тензовал 1 крутящим моментом Мкр, поочередно подвешивая тарировочные гири 5 на подвес 4. Учитывая плечо L рычага 2, крутящий момент Мкр, будет равен:

Мкр = Fгр × L (2.10)

В ходе последовательного нагружения, а затем и разгружения тензовала все значения крутящего момента Мкр и показания измерительного микроамперметра Iис заносят в таблицу, аналогичную таблице 1.1.

Используя результаты тарировки, строят график зависимости тока измерительной системы Iисот величины приложенного к тензовалу крутящего момента Мкр (аналогичный, представленному на рис. 20, а). Затем определяют коэффициент К преобразования измерительной системы по формуле:



, (2.11)

Далее определяют погрешности измерения. Абсолютная погрешность измерения системы крутящего момента ΔМ определяется по формуле:

, [Н×м]. (2.12)

Оба показания Iнагр и Iразгр берутся при одинаковых значениях крутящего момента на тензовалу, при максимальном модуле разности (Iнагр - Iразгр).

И в заключении определяется относительная погрешность системы измерения крутящего момента - по формуле:

(2.13)

Измерение давления

Измерение давления газа и жидкости в агрегатах и системах автомобиля осуществляется, как правило, при помощи измерительных систем, состоящих из первичных преобразователей – датчиков, а также усилителей сигналов датчиков (электронных усилителей).

Первичные преобразователи – датчики преобразующие изменение давления рабочего тела в изменение сопротивления. Датчики давления обычно бывают тензометрического или реохордного типа. Несколько реже встречаются датчики давления емкостного типа. На рис. 21 приведены функциональные схемы датчиков реохордного и тензометрического типа.

Датчик давления реохордного типа (рис. 21, а) состоит из корпуса 1, внутри которого расположена диафрагма 2, соединенная штоком 3 с реохордом 6. Датчик давления реохордного типа работает следующим образом. При подаче на вход датчика рабочего тела, его давление Рw воздействует на диафрагму 2, посредством чего она прогибается и через шток 3 передвигает подвижный контакт реохорда 6 изменяя его сопротивление. В результате в любой момент времени сопротивление реохорда прямо пропорционально величине давления рабочего тела Рw.

Датчик давления тензометрического типа (рис. 21, б) состоит из корпуса 1, внутри которого расположена диафрагма 2, соединенная штоком 3 с тензометрической балкой 4. На тензометрической балке 4 наклеены и соединены по мостовой схеме тензометрические датчики 5.

Датчик давления тензометрического типа работает следующим образом. При подаче на вход датчика рабочего тела, его давление Рw воздействует на диафрагму 2, посредством чего она прогибается и через шток 3 изгибает тензобалку 4 изменяя сопротивление тензометрического моста.

а) б)

Рис. 21. Структурные схемы датчиков давления:

а) – реохордного; б) – тензометрического; 1 – корпус датчика, 2 – диафрагма, 3 – соединительный шток, 4 – тензометрическая балка, 5 – тензометрические датчики, 6 – реохорд

Тензометрический мост запитан от стабилизированного источника тока. В результате в любой момент времени ток разбаланса тензометрического моста прямо пропорционален величине давления рабочего тела Рw.

В качестве примера рассмотрим устройство промышленных датчиков давления, модели КАРАТ-ДИ–13/16–УХЛ31–0,5–1МПа–05В–IP54Р с диапазоном измерения давления от 0 до 1,0 МПа.

Датчик давления КАРАТ-ДИ предназначен для работы в системах измерений, контроля, регу­лирования и управления технологическими процессами. Он обеспечивают непрерывное преобразова­ние избыточного давления, а при смещении настройки датчика, преобразование избыточного давления-разрежения жидких и газообразных сред в нормированный выходной сигнал по­стоянного напряжения. Датчик работает от постоянного тока, напряже­нием Uп=12÷24 В.

Технические характеристики датчика давления КАРАТ-ДИ:

1. Диапазон измерения давления ....................................................0÷1,0 МПа

2. Допустимая перегрузка подавлению ………………..…………1,5 МПа

3. Выходной сигнал…………………………………………..........0÷5 В

4. Относительная погрешность ......................................................0,5%

5. Напряжение питания ……………………………………..…… ±12 В

6. Сопротивление нагрузки Rн на выходе датчика …Rн ≤ (Un-12)/0,02 [Ом]

7. Климатическое исполнение ………………………………...… УХЛ3,1

8. Диапазон рабочих температур окружающей среды …….... .(+5 ÷ +50)°С

В корпусе датчика КАРАТ – ДИ встроена схема усиления и преобразователя сигнала, (рис. 22).

Рис. 22. Схема преобразователя сигнала датчика КАРАТ – ДИ

 

Uп «+», Uп «-» – напряжение внешнего (первичного) питания схемы; Uc, Ic, Fc – сигнал напряжения, токовый и частотный, соответственно; «+Uвп», «-Uвп» – напряжение вторичного питания элементов схемы; Uоп– опорное напряжение; ВИП – вторичный источник питания; ТМ – тензомост; ДУ – дифференциальный инструментальный усилитель; ПНТ и ПНЧ – преобразователи напряжения в ток и частоту, соответственно; ТКН, ТКЧ – цепи термокомпенсации «нуля» и «чувствительности» (диапазона), соответственно; Лин – цепь линеаризации; Rдрезисторкорректор диапазона; Rорезистор корректор «нуля»; ПД – узел переключения диапазонов; УСН – узел смещения нуля.

Напряжение на выходе датчика КАРАТ-ДИ прямо пропорционально величине давления рабочего тела Рw на его входе.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!