Свойство - датчик
Cтраница 3
Свойства датчиков определяются на основании ряда характеристик. Рассмотрим основные из них. [31]
 |
Схема измерительного устройства с двумя ненаправленными инерционными элементами. [32] |
В датчиках с ненаправленными инерционными элементами последние в диапазоне измерений могут совершать соизмеримые линейные и угловые перемещения в различных направлениях. При этом проектирующие свойства датчика, позволяющие измерять требуемые компоненты векторных величин, обеспечиваются как за счет геометрических свойств упругого крепления инерционных элементов, так и за счет проектирующих свойств используемых механо-электрических преобразователей [4] ( см. также гл. [33]
При наличии объемного миниатюрного высокочувствительного датчика отсутствует упругий элемент и струя жидкости воздействует непосредственно на датчик. В зависимости от свойств объемного датчика может быть применена как обычная, так и дифференциальная схемы измерения. [34]
Кроме этого в число эксплуатационных характеристик входят масса и габаритные размеры датчика, присоединительные размеры, длина кабеля, выходной импеданс, энергопотребление и некоторые другие параметры. Вместе с метрологическими характеристиками они полностью определяют измерительные свойства датчика. [35]
Значительная часть датчиков предназначена для измерения векторных величин - сил, моментов, кинематических величии. Измерительные свойства таких датчиков определяют рядом специальных характеристик, отражающих проектирующие свойства датчиков, специфику измеряемых векторных величин и чувствительность датчика к влияющим векторным величинам ( см. также гл. [36]
Решение этой задачи является одной из важных функций АСУ ТП. В конечном счете требуется по получаемым отсчетам сигналов выявить отклонения, опасные с точки зрения нормального хода процесса либо возможности его контроля. Сами отклонения могут вызываться как дрейфом технологического режима, так и изменением свойств датчиков и промежуточных преобразователей, вплоть до полного выхода их из строя. [37]
Зависимость свойств датчика от размера влияющей величины, выраженная в виде функции влияния и предполагающая, что воздействие учитывается внесением нормируемой дополнительной погрешности, имеет место в определенной области изменения влияющей величины. Эта область является областью устойчивости к данному фактору. За ее границами степень влияния возрастает настолько, что датчик по существу теряет нормируемые метрологические характеристики, однако имеется зона ( область прочности), при возвращении из которой в область устойчивости свойства датчика полностью восстанавливаются. Переход верхней границы области прочности может привести к необратимым изменениям свойств датчика, поэтому недопустим. [38]
Зависимость свойств датчика от размера влияющей величины, выраженная в виде функции влияния и предполагающая, что воздействие учитывается внесением нормируемой дополнительной погрешности, имеет место в определенной области изменения влияющей величины. Эта область является областью устойчивости к данному фактору. За ее границами степень влияния возрастает настолько, что датчик по существу теряет нормируемые метрологические характеристики, однако имеется зона ( область прочности), при возвращении из которой в область устойчивости свойства датчика полностью восстанавливаются. Переход верхней границы области прочности может привести к необратимым изменениям свойств датчика, поэтому недопустим. [39]
Если число выбросов при эксплуатации объекта велико, то возникают трудности при интерпретации накопленных повреждений. Счетчик ресурса называют кассетным, если его основу составляет определенное число однотипных датчиков, реагирующих на один и тот же процесс нагружения. Если все датчики включены с одинаковым масштабным коэффициентом Л, то кассетный счетчик имеет единственное преимущество перед простым счетчиком: усреднение его показаний позволит уменьшить возможные ошибки из-за разброса свойств датчиков. Ьсли масштабные коэффициенты различны, возникает ряд дополнительных преимуществ. Вначале выйдут из строя элементы с большими коэффициентами, затем менее нагруженные. Это позволит получать приборы, предназначенные для длительной эксплуатации. Во-вторых, кассетные счетчики решают проблему дискриминации редких выбросов нагрузки. Некоторые типы чувствительных элементов имеют четко выраженный порог повреждаемости, аналогичный пределу выносливости. Таким образом, чувствительные элементы с невысокими значениями hk фиксируют лишь относительно высокие перегрузки. [40]
 |
Угловой тензорезисторный акселерометр ( разрез.| Угловой пьезоэлектрический акселерометр. [41] |
Датчик деформации близок по механической схеме к датчикам относительного перемещения. Его механический импеданс должен быть по возможности малым, поскольку он включается параллельно жесткости участка измерения и тем самым уменьшает измеряемую деформацию. Но так как жесткость большинства объектов достаточно велика, требования к импедансу намного ниже, чем в датчиках относительного перемещения. Для измерения деформации применяют почти исключительно приклеиваемые металлические тензорезисторы - тензодатчики, действие которых основано на использовании тензорезистивного эффекта. Наиболее известными из них являются проволочные тензорезисторы ( рис. 17, а), предназначенные для измерения одноосной деформации. Усовершенствованы методы изготовления тензорезисторов, позволяющие получить высокую однородность свойств датчиков. Металлические тензорезисторы легко изгибаются и допускают накЛеи - вание на цилиндрические поверхности. [42]
Основу второй подгруппы счетчиков составляют датчики повреждений, установленные на элементе конструкции и подвергаемые однотипным механическим, физико-химическим и другим воздействиям. Из-за возникающих в датчике необратимых повреждений его параметры изменяются. Измеряя эти параметры, можно сделать выводы о степени повреждения конструкции. В качестве датчиков повреждений чаще всего применяют фольговые тензорезисторы, используя их свойства изменять омическое сопротивление при длительно действующих циклических нагрузках. Между мерой повреждения датчика и повреждением конструкции имеет место определенное соотношение. Однако непосредственный пересчет не всегда возможен. В условиях случайного, многокомпонентного и нестационарного нагружения, при наличии случайного разброса как свойств датчиков, так и свойств элементов конструкции, оценить значение остаточного ресурса очень трудно. [43]
Преимущества счетчиков цифрового типа очевидны. Совместно с ЭВМ специализированного или общего назначения эти приборы позволяют решать любые задачи, связанные с проблемой остаточного ресурса. Наряду с этим создают более дешевые и простые в эксплуатации аналоговые счетчики. Однако столкновение результатов измерения с помощью этих счетчиков затруднительно. Хотя между повреждением датчика и повреждением конструкции существует положительная корреляция, непосредственный пересчет повреждений не всегда возможен. Для пересчета каждый раз необходимо решать задачи о накоплении повреждений в датчике и элементе конструкции, устанавливать количественную связь между решениями этих задач и затем оценивать остаточный ресурс. Дополнительные трудности возникают в условиях случайного, многокомпонентного и нестационарного нагружения, а также при наличии значительного разброса свойств датчиков и конструкции. Интерпретация счетчиков аналогового типа как своеобразных регистраторов истории нагружения ( а не повреждения) помогает частичному преодолению указанных трудностей. [44]
Страницы: 1 2 3