CC BY
36
кои системы н целом.
Поскольку введение , с одной стороны, улучшает работу излучателя, делая его более широкодиа-пазонным по нагрузке, а с другой — снижае т выходной технологический параметр (амплитуду колебаний рабочего торца излучателя), - необходимо определить как оптимальное значение величины для заданных условий работы излучателя, так и область применимости данного метода повышения его нагрузочной способности.
С этой целыо введем параметр эффективности использования , который определим, как о тношение проводимости системы с дополнительной индуктивностью - У()(| на частоте механического резонанса к проводимости системы без дополнительной индуктивности па :>той же частоте - У0:
'и
На рис. 4 приведены кривые теоретически рассчитанных значений параметра эффективности использования дополнительной индуктивности /ч в зависимости от величины нагрузки для различных значений 1к .
Уровень .эффективности, равный единице (при =0 ), введен для наглядности в оценке использования дополнительной индуктивности. Очевидно, что применение дополнительной индуктивности оправдано и эффективнолишьдля больших нагрузок (ког-7
да п - '), либо для акустических сис тем с малой добротностью (с большими значениями /<„,).
Ьиблиографнчсский список
1. Ультразвуковые преобразователи ; под. ред. Е.Ки-кучи. - М. : МИР, 1972. - 424 с.
2. Аронов П С\ Электромеханические преобразователи из пьезоэлектрической керамики. — Л. : Энерго-атомиздат, 1990. — 272 с.
3. Новиков А.Л. К вопросу определения фактора электроакустического изоморфизма для ультразвукового излучателя продольного типа // Доклады Академии наук высшей школы России. — 2006. — Nu 1(6). — C.114-121
1 Новиков Л.Л. Оценка влияния электроакустических параметров ультразвукового пьезоэлектрического излучателя продольного типа на его основные частотные характеристики. - Омский научный вестник. — 200В. С'ер Приборы, машины и технологии. — № 2 (68). - С. 96-102.
.5 Новиков A.A. Симметрирование амплитудно-частотных характеристик ультразвукового пьезокерами-ческого излучателя. — Омский научный вестник. — 2008. Сер Приборы, машины и технологии. — №2 (68).-С. 103-106.
1ЮВИКОВ Алексей Алексеевич, кандидат технических наук, заместитель проректора по научной работе ОмГТУ, доцент кафедры «Материаловедение итех-нол<>гия ко! 1струKlцк)1 шых материалов».
Дата поступления статьи в редакцию: I 0.09.200В г. © Новиков A.A.
УДК 621.317.328
С. В. БИРЮКОВ Е. В. ТИМОНИНА
Омский государственный технический университет
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ТРЕХКООРДИНАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ_
В статье предлагается усовершенствование метода трехкоординатных измерений напряженности электрического поля, которое сводится к выбору конфигурации чувствительных элементов трехкоординатного сферического датчика и их оптимальных конструктивных размеров, позволяющих значительно уменьшить погрешность датчика от его ориентации в пространстве при измерении в неоднородных полях. Ключевые слова: напряженность, электрическое попе, сферический датчик, погрешность.
Метод трех координа тных измерений напряженности электрического поля (ЭП) относится к методам, основанным на взаимодействии да тчика с полем. Для реализации этого метода предполагается классическое использование трехкоординатного да тчика,
при котором в процессе измерения участвуют все три его координа ты. При таком использовании должно соблюдаться условие полной независимости результирующего сигналатрехкоординатного датчика от его ориентации в пространстве.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №} (70). гоов ьЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ —
М
ь
II
° го
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
ш
ф и -6
т
III
2 I 1
£ м
'й
8 1
§
51
о £
£
о
о
3
о
й
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (70). 2008
к» - о -с зс С4 •VI X. ил ю 'VI - р •VI О »О о ?
к £ 24.100 •-л ю ил -о у § •VI I •VI -о к» 'VI 1. ю о '1 го ю -о £ •VI ю ОС 1 § £ -о £ <= Й ил "V. -О X- ил ю £ г
§ о Ь V» О г Ю 0 1 — •VI -л ил р VI —1 р 'VI С* р 'VI -о о «с — ГЗ с; £ с •VI •у. •VI о ё о го — г Г
с- о-д. •VI Ь •VI •VI ¿о 'V. Ьс £ ил £ ил ил ю -о •VI ю ¿о £ ос ил о Г р 1 & С-
О 0.1 02 03 04 05 а, а а)
0 I 2 Л 4 5 7 8 9 Ю II 12
11огрсшность от неоднородное! и ПОЛЯ I п | .% б)
%
г
Рис. I. Три возможных случая пересечения предельных погрешностей о, и а,
Рис. 2. Зависимости погрешности неоднородности поля от оптимальных внутренних угловых размеров ЧЭ в форме сферического слоя 6 - элементного датчика, максимального пространственного диапазона и ориентации датчика в пространстве
костях имеют приблизительно в 1.6 раза больший пространственный диапазон измерения, чем да тчики, построенные по первому вариан ту.
2. Да тчики обоих вариантов имеют приблизительно одинаковую погрешность от ориентации, соизмеримую с погрешностью от неоднородности поля.
3. С учетом п. 1 и 2 среди рассма триваемых датчиков напряженности предпочтение следует отдавать датчикам, построенным по второму вариан ту конструктивного исполнения.
С учетом проведенных исследований можно усовершенствовать известный метод трехкоорди-натных измерений напряженности ЭП. Он получил название усовершенствованный метол трех-координатных измерений (УМТИ) и формулируется следующим образом:
1) помещают в исследуемое пространство двой нойТЭСД, имеющий три пары проводящих чувстви тельных элемен тов, входящих в общий да тчик и рас положенных потрем координа тным осям; 2) находя-три составляющие вектора напряженности ЭП гк координатным осям датчика как разность вектор ных потоков по каждой паре чувствительных эле ментов; 3) определяют модуль вектора напряженно сти ЭП путем геометрического суммирована составляющих вектора по координатным осям дат чика; 4) конфигурацию и размер чувствительных элементов выбирают из расчета равенства между собой векторов напряженности поля заряженного датчика с учетом отсутствия мешающих полей, и минимума погрешностей от неоднородности поля и ориентации датчика в пространстве в широком
2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 11огрсшиосгь от неоднородности поля I а I,% 'а)
I 2 .Я 4 5 6 7 8 У 10 II 12 I (огрешность от неоднородности ноля I а I.%
.X 63
0
§ 62 Ь «6i
1 я
¡ Б60,
0 О
1 т59, >- О
a s58.
X С
•jQ cd
3 °57
I 56.
О 55
0 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 lorpeuiHOCTb от неоднородности моля I о I.%
С)
.2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 грешность от неоднородности поля I а I.%
б)
"I-3-3-3-5-5—7-8-0—ПГП—П!г
Погрешность от неоднородности ноля |а|,% ' «)
Рис. 3. Зависимости погрешности неоднородности поля
от оптимальных внутренних угловых размеров ЧЭ в форме сферического сегмента 6-элементного датчика, максимального пространственного диапазона и ориентации датчика в пространстве
пространственном диапазоне измерения.
Таким образом, выбирая оптимальные размеры чувствительных элементов ТЭСД, можно повысить точность метода трехкоординатпых измерений напряженности неоднородного ЭП.
Библиографический список
1. А.с. 473128 СССР, МКИ G OIR 29/14. Способ измерения напряженности электростатического ноля / Аксель-род B.C., Щигловский К.Б., Мондрусов В.А, - №1919194/ 18-10; Заявлено 21.05.73; Опубл. 05.06.75, Бюл. №21.
2. Бирюков, C.B. Физические основы построения электроиндукционных сферических датчиков напряженности электрического ноля // Матер. V Между нар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск : ОмГТУ. 2004. - Кн. 1. - С.261-264.
3. Тимонина, C.B.. Бирюков, C.B. Трехкоординатный электроиндукционный сферический датчик напряженности электрического поля в поле электрического диполя // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - Омск : ОмГТУ, 2007. - № 3 (60). -С. 101-103.
БИРЮКОВ Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника».
ТИМОНИНА Евгения Викторовна, ассистент кафедры «Информационно-измерительная техника».
Дата поступления статьи в редакцию: 10.11.2008 г. © Бирюков C.B., Тимонина Е.В.
Книжная полка
Рыбиков, Н. Н. Метрология и стандартизация норм взаимозаменяемости [Текс т]: конспек т лекций для студентов дистанц. дневной, очно-заочн. и заочн. форм обучения / Н. Н. Рыбиков, С. Ф. Елецкая, А. В. Аленчиков; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. - 56 с.
Освещены основные понятия и определения в области метрологии и стандартизации основных норм взаимозаменяемос ти, рассмотрены принципы построения Единой системы допусков и посадок. Приведены рекомендации по применению и выбору полей допусков и посадок для гладких деталей и их соединений. Тексты лекций предназначены для студен тов дистанционной дневной, очно-заочной и заочной форм обучения специальности 200101 «Приборос троение», а также для студентов механических и электротехнических специальностей.
