CC BY
14
цифрового преобразования. Относительная величина ОРСЮ (также в процентах) характеризует систематическую составляющую ошибки преобразования, которая будет проявляться при изменении частоты питания преобразователя и изменении параметров пикового детектора.
Таким образом, полученная модель позволяет определить важнейшие характеристики индуктивного преобразователя в динамическом режиме. Для рассматриваемого примера переходный процесс длится 0.31 мс, величина пульсаций в установившемся режиме составляет 0.1 % от максимального значения, а систематическая погрешность амплитуды выходного напряжения составляет 0.06 % . Следовательно, этот преобразователь может быть использован в измерительном приборе с классом точности 0.25 и с производительностью до 2000 измерений в секунду (при наличии быстродействующего аналого-цифрового преобразователя).
Для оценки влияния параметров индуктивного измерительного преобразователя на его метрологические характеристики дополнительно приведена таблица, составленная по результатам моделирования при разных исходных параметрах. В таблице последовательно приведены три величины: 1р мс, ОРиь % и ОРСЮ %.
Величина 1р характеризует длительность переходного процесса (быстродействие преобразователя), ОРиь -относительную величину пульсаций, а ОРСЮ -систематическую погрешность выходного напряжения. Из табл. 1 следует, что быстродействие преобразователя растет с ростом частоты питания. При частоте питания
100 кГц можно создать индуктивный измерительный преобразователь класса точности 0.1 с производительностью до 7000 измерений в секунду.
Таблица 1
с, f, Гц
мкФ 1000 10000 100000
2.13 0.210 0.141
0.5 1.98 0.199 0.02
0.0005 0.036 0.094
2.13 0.310 0.291
1.0 0.995 0.102 0.01
0.002 0.062 0.1
2.13 1.41 1.42
5.0 0.2 0.02 0.004
0.036 0.09 0.10
Для получения правильных результатов численных вычислений в среде Mathcad следует следить за их точностью. Рекомендуется устанавливать параметр TOL среды Mathcad равным 10
ЛИТЕРАТУРА
1. Федотов A.B. Оценка требований к динамике измерительного устройства./Юмский научный вестник. Выпуск шестой, март 1999. С. 35-37.
2. Федотов A.B. Анализ динамики процесса измерения координат базовых точек на станках с ЧПУ.// Омский научный вестник. Выпуск восьмой, сентябрь 1999. С. 81-83.
ФЕДОТОВ Алексей Васильевич - к. т. н„ доцент, профессор, ОмГТУ.
И.Л. ДИДКОВСКАЯ Омский государственный технический университет
ЗАВИСИМОСТЬ выходного СИГНАЛА ИНДУКЦИОННОГО
УДК 53.087.92 ДАТЧИКА
ОТ УДАРНОЙ СКОРОСТИ БОЙКА
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ФУНКЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНДУКЦИОННОГО ДАТЧИКА УДАРНОЙ СКОРОСТИ.
В а.с. 2110072 [1 ] предложена принципиальная схема индукционного датчика ударной скорости. По этой схеме разработана конструкция преобразователя ДИ-1, содержащая цилиндрический магнитопровод 1, инерционный элемент - сердечник 2, питающую 3 и измерительную 4 катушки, рис. 1. Корпус 5 датчика подпружинивается и устанавливается с возможностью перемещения вместе с магнитопроводом и катушками.
Принцип работы преобразователя основан на мгновенном размыкании магнитной цепи при ударном взаимодействии, что вызывает изменение магнитного сопротивления датчика, а следовательно, и магнитного потока. При этом величина ЭДС, наводимой в измерительной катушке, определяется выражением:
Е = -и>.
<1Ф dt
dl F
dt\R
= wnF dRM
Rj dt
(1)
где
w„ - количество витков измерительно^ катушки, F
Ф =
- магнитныи поток.
р- намагничивающая сила питающей обмотки, RM - полное магнитное сопротивление. В данном случае F= const- Полное магнитное
сопротивление датчика
где Кмп - магнитное сопротивление магнитопровода, магнитное сопротивление воздушных
зазоров.
Так как Rмп ((R], то можно принять RM=R1. Магнитное сопротивление изменяется по закону:
R>l=R30(l + fx), (3)
где х-величина перемещения сердечника,
RJO- величина магнитного сопротивления воздушных зазоров при х = 0,
f - постоянный коэффициент, зависящий от конструкции датчика.
Подставляя (3) в (1), получим
■ _ "иФю ¿X
------(4)
Е=-
(R]0+/RJ0x): dt
Здесь ßt]0x = ARM- приращение магнитного сопротивления.
Так как 4RM((R10 , то
E=wHFfdx
dt
(5)
ёх
где —- скорость изменения магнитного т
сопротивления, то есть скорость, сообщаемая корпусу датчика в момент удара.
Определим, как связана эта скорость с измеряемой предударной скоростью бойка.
Согласно закону сохранения количества движения
и=т1(У1-Ц1) т,
(6)
где т- масса бойка,
т, - масса датчика без сердечника, У, и и, - скорости бойка до и после удара соответственно,
I/, - скорость корпуса после ударного взаимодействия.
Скорость бойка после удара можно найти из выражения для коэффициента восстановления к '■
11,-1},-кУ, (7)
Подставляя (7) в (6), имеем
(8)
С учетом выражения (8) функция преобразования индукционного датчика скорости будет иметь вид:
О)
Величина
с ууиР/т,(1+к)
представляет собой
чувствительность преобразователя.
Полученная функция преобразователя датчика учитывает влияние элементов, входящих в его конструкцию, и позволяет найти влияние того или иного параметра на величину выходного сигнала. Повысить чувствительность индукционного датчика можно, увеличив число витков измерительной катушки и намагничивающую силу питающей.
Из выражения (9) видно, что величина выходного ситала преобразователя зависит от массы бойка. На рис. 2 представлены экспериментальные зависимости Е=((У,)
Рис.1
Е ™
м&
6о
30
Ю
т,- ЗЬ.Ог
\Л11 ¿0.5 г
йг о,9 ц п а и 0 ы г) Рис.2
для индукционного датчика Д И-1. В опытах использовались алюминиевый (т =38,0 г) и эбонитовый (т=28,5 г) бойки.
Зависимость выходного сигнала преобразователя от массы бойка следует учитывать, например, при испытаниях отбойных молотков и перфораторов: для каждого типа ударного механизма будет своя функция преобразования.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.с. 2110072 МКИ в01 РЗ/12. Индукционный датчик ударной скорости машин / Стихановский Б.Н. И Открытия. Изобретения. 1998. № 12.
ДИДКОВСКАЯ Ирина Леонидовна
кафедры "Детали машин" ОмГТУ.
аспирант
А.А. ВАЛЬКЕ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА
Омский^осударственный ИЗОБРАЖЕНИЙ В СКАНИРУЮЩИХ технический университет СИСТЕМА< ВИЗУАЛИЗАЦИИ
УДК62,.372.542: 384.3 ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ_
ПРЕДСТАВЛЕНЫ ВЫВОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ОБОСНОВАНИЙ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ СКАНИРУЮЩИХ ТЕПЛОВИЗИОННЫХ СИСТЕМ. ПОЛУЧЕНЫ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ КАК ВОССТАНОВИТЬ ИЗ ЦИФРОВЫХ МАССИВОВ РЕАЛЬНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПЛОСКОСТИ, ТАК И ВЕСТИ ЗАМЕРЫ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗАДАННЫХ ТОЧКАХ И ПРОИЗВОДИТЬ ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТЕРМОГРАММ.
В настоящее время наиболее эффективными средствами теплового контроля являются тепловизионные системы различного типа. Эти системы представляют собой аппаратно-программые комплексы, в которых инфракрасное излучение объекта контроля. Регистрируемое первичным преобразователем, Дискретизируются по пространственным и временным переменным. Затем эти дискретные сигналы в виде
массивов чисел поступают в вычислительные системы цифровой обработки изображений.
В аппаратуре тепловизионного контроля, разрабатываемой на кафедре технологии электронной аппаратуры Омского государственного технического университета, регистрация инфракрасного излучения осуществляется при помощи неохлаждаемого селенисто-свинцового фотореэистора с электромеханическим
