Структурные схемы измерительных систем.
Измерительная система – это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов данных измерений в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления.
Структурные схемы измерительных систем
Измерительные системы подразделяются на аналоговые измерительные системы (АИС) и цифровые измерительные системы (ЦИС).
На рисунках 1 и 2 представлены структурные схемы АИС и ЦИС.
|
1 – объект; 2 – измерительный преобразователь (ИП); 3 – канал связи; 4 – вторичный прибор; 5 – регулятор; 6 – исполнительный механизм (ИМ) Рисунок 1 – Структурная схема АИС |
|
1 – объект; 2 – цепь измерений (ЦИ); 2.1 – первичный измерительный преобразова- тель (ПИП); 2.2 – вторичный измерительный преобразователь (ВИП); 2.3 – вторичный прибор (ВП); 3 – интерфейс; 4 – процессорный блок; 5 – программа управления; 6 – исполнительный механизм Рисунок 2 – Структурная схема ЦИС |
Интерфейс – элемент связи, схема согласования. Назначение интерфейса– обеспечение сопряжения двух или нескольких составных частей системы с одинаковыми или различными входными и выходными величинами. Обеспечивает электрическую, логическую, конструктивную и функциональную совместимость соединяемых частей.
Цепь Измерения – последовательность функциональных узлов (схем) с соответствующими связями в рамках одного прибора.
Понятие «цепь измерений» следует различать с понятием «цепь измерительная».
Цепь Измерительная – цепь электрического прибора, на которую непосредственно воздействует измеряемая величина.
Тензометрические преобразователи механических величин. Метрологическая характеристика динамометра с упругим элементом в форме стержня круглого сечения.
Коэффициент преобразования тензометрического преобразователя
,
(96)
где
n – число активных плеч в тензометрическом
мосте;
– выходная величина: деформация,
воспринимаемая тензорезисторами; x
– входная величина: значение измеряемой
величины.
Коэффициент
преобразования обычно определяют исходя
из заданного значения
и паспортного значения
.
определяется исходя из коэффициента
запаса прочности и предела текучести
(если вещество сталеподобное) или предела
разрушения (если вещество хрупкое).
Требуемое значение
величины
рассчитывается, а затем обеспечивается
расчетом геометрических параметров
упругих элементов по соответствующим
зависимостям.
, (97)
где
- напряжение питания,
- коэффициент тензочувствительности.
Отсюда получим общее выражение для описания метрологической характеристики тензометрического преобразователя:
(98)
Метрологическая характеристика динамометра с упругим элементом в форме стержня круглого сечения
|
|
Рисунок 22 – Динамометр и его схематическое изображение |
|
(99)
(100)
(101)
(102)
(103)
Нормальное механическое напряжение, возникающее в стержне
(104)
Продольную деформацию можно увязать с нормальным напряжением по закону Гука:
, (105)
где – коэффициент продольной упругости – модуль Юнга. Модуль Юнга выражает напряжение, которое нужно развить в материале, чтобы его первоначальная длина увеличилась в 2 раза
при
(106)
(107)
(108)