33.Компенсационные способы измерения давлений.

1-сильфон; 2-рычаг; 3-индуктивный датчик; 4-усилитель; 5-указатель; 6-магнитное загрузочное устройство.

Ток протекает через 5 и 6, чем он больше, тем больше перемешается рычаг.

I=f(P) – величина тока зависит от Р через сильфон;

Р_М – давление которое образуется с помощью 6.

W1-мембрана; W2 – индуктивный преобразователь; W3,W4,W5 – передаточные функции кинематических звеньев; W1-W5 – характеризуются своими коэффициентами преобразования; W6 – передаточная функция стрелочного указателя; W7 – передаточная функция безинерционного звена (в виде звена первого порядка)

Передаточная функция сильфона:

S – чувствительность;

Достоинства схемы: за счет W7(p) устраняются аддитивная и систематическая составляющие погрешности.

Недостаток: ухудшаются динамические свойств.

Существуют интеллектуальные датчики давления. В своем исполнении они имеют МП (абсолютного и диффер-го типа измеряемого давления). В кач-ве ЧЭ исп-ся кремниевые или сапфировые пластины на которых реализуются тензодатчики или пъезорезистивные датчики.

Давление измеряемой среды через измерительные диафрагмы: подается разделительное давление на кремниевую или сапфировую мембрану.

Датчики с МП имеют стандартные выходные сигналы либо по току, либо по напряжению, либо по частоте.

Датчики выполняются в унифицированной форме.

Достоинства МП - датчиков: высокая точность измерения –0,3%; 0,1%. Т.к. они имеют устройство самоконтроля температуры, то устраняется аддитивная погрешность, некоторые датчики позволяют перестраивать диапазон измерения. Датчики позволяют осуществлять внутренний самоконтроль, диагностировать работу всей схемы. Для измерения переменных и пульсирующих давлений используют ДД на пъезоэлементах.

Погрешности ДД.

-методическая погрешность – связана с непостоянством окружающей среды (самолет в небе);

-основная погрешность, связана с наличием остаточной деформации чувствительного упругого элемента: наличие зазоров.

-гистерезисные погрешности, устраняются за счет использования бериллиевой бронзы и стали 47КН;

- температурная погрешность: 1) связана с изменением модуля упругости; 2)влияет на размеры кинематических звеньев системы; 3)влияет на непостоянство параметров электрических измерительных схем. Темп-ая погрешность устраняется термокомпенсаторами первого и второго рода (устраняет линейное темп-ое влияние различных звеньев); устраняется введением терморезисторов.

-динамическая погрешность – в случае быстропротекающих процессов, устраняется путем выбора типов датчиков давления.

Класс точности: 0,1-0,3%

34. Магнитные параметры материалов.

Магнитные материалы могут быть разделены на магнитомягкие, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой, и магнитотвердые, об­ладающие высокой коэрцитивной силой (Н_с>4 кА/м) и более низкой, чем у магнитомягких, магнитной проницаемостью.

Намагничивание магнитного материала во внешнем магнитном поле напряженностью Н характеризуется зависимостью

где В — магнитная индукция; _o — магнитная постоянная;  — от­носительная магнитная проницаемость материала.

Графическое изображение этой зависимости при начальных усло­виях =0 и В=0 (предварительно размагниченный образец) на­зывают начальной кривой намагничивания (рис. 1, кривая 1).

Если размагниченный материал намагнитить полем напряженно­стью + H₁ а затем монотонно изменять ее от +H₁ до — Н₁ обратно, то магнитная индукция будет изменяться по кривой, которая называется петлей магнитного гистерезиса. Каждому значению диапазона изме­нения Н намагничивающего поля соответствует своя петля гистерезиса (рис. 1).

При некотором значении напряженности намагничивающего поля в области, близкой к насыщению, форма и размеры петли гистерезиса при дальнейшем увеличении этого значения уже не изменяются, растут лишь ее безгистерезисные участки. Такая петля называется предель­ной петлей гистерезиса. Точки пересечения предельной петли гистере­зиса с осями координат определяют остаточную индукцию В_г и коэр­цитивную силу Н_с, которые вместе с индукцией насыщения B_s яв­ляются характеристиками магнитных материалов. Свойства некоторых магнитных материалов, особенно ферритов, также характеризуются коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса k_n = B_r/B_s. Материалы, в которых k_n1, называют материалами с прямоуголь­ной петлей гистерезиса.

Петли гистерезиса, находящиеся внутри предельной, называют частными. Геометрическое место вершин симметричных частных пе­тель гистерезиса, полученных при циклическом перемагничивании материала, называют основной кривой намагничивания (рис. 1, кривая 2). Эта кривая воспроизводится лучше, чем начальная кривая намагничивания (меньше зависит от первоначального магнитного со­стояния образца), и служит основной паспортной характеристикой магнитного материала.

Имея основную кривую намагничивания B=f (H), можно опре­делить значения различных видов относительной магнитной прони­цаемости.

Наиболее часто используют понятия нормальной магнитной про­ницаемости , начальной _в, максимальной _тах и дифференциальной

Для точки А (рис 2) нормальная магнитная проницаемость определяется как тангенс угла наклона секущей ОА к оси абсцисс, т.е.

Начальная и максимальная проницаемости представляют собой частные случаи нормальной проницаемости:

Дифференциальную проницаемость _диф определяют как производную от магнитной индукции по напряженности магнитного поля для любой точки кривой намагничивания:

Понятие _диф чаще всего используют при анализе вопросов, свя­занных с одновременным действием на магнитный материал постоян­ного H₀ и переменного H_ магнитных полей (обычно при условии H~H_в).

При намагничивании магнитного материала переменным периоди­чески изменяющимся магнитным полем магнитная индукция изменяет­ся по кривой, которая называется динамической петлей гистерезиса. Характер динамической петли определяется не только свойствами ма­териала, но также режимом намагничивания (частотой и формой кри­вой намагничивающего поля), формой и размерами образца. Геометри­ческое место вершин динамических петель называется динамической кривой намагничивания.

Площадь как статической, так и динамической петли гистерезиса определяет полную мощность потерь за цикл перемагничивания. Пло­щадь динамической петли больше статической за счет потерь на вихре­вые токи и дополнительных потерь, определяемых в основном магнит­ной вязкостью.

В динамическом режиме намагничивания магнитные материалы характеризуются амплитудной магнитной проницаемостью

и комплексной магнитной проницаемостью

где ₁ – упругая проницаемость; ₂ - проницаемость потерь.

Понятие комплексной магнитной проницаемости вытекает из за­мены реальной динамической петли гистерезиса равновеликим по пло­щади эллипсом. При определении  несинусоидальные величины H (t) и В(t) заменяются эквивалентными синусоидами:

H=Н'_т sint; B_t=В_m sin(t–).