Первичные изм. преобразователи. Часть 2

DMB = 1,4 ¸1,6 ,

d MB

где: dMB- диаметр жесткого центра уплотнительной мембраны (диаметр штока рычага) = 8 мм;

DMB- диаметр рабочей части уплотняющей мембраны; DMB = 12,0÷14,0 мм при эффективной площади;

FэфМВ = 0,95÷1 см2.

Осевое усилие уплотняющей мембраны вывода воспринимается двумя гибкими тягами (4) (рис. 8.11.2) диаметром dTB и длиной lTB . Каждая из этих

Откуда можно определить диаметр тяги, принимая коэффициент запаса прочности n = 2,0, [σ]ТВ =40 кГс/мм2 допустимые напряжения для материала 36НХТЮ.

Принимая конструктивную длину тяги вывода lTB=30 мм, зная диаметр тяги dTB = 3,5 мм, определим жесткость тяги вывода (Cl)TB :

220

Результирующая угловая жесткость узла вывода мембранным разделителем (dMB =8 мм; DMB = 13 мм; h = 0,15 мм) находится по формуле:

(Cϕ )вывода = CϕM + 2(Cϕ )TB ,

где CφM - угловая жесткость мембраны;

(Cφ)TB - угловая жесткость одной тяги вывода.

(Cϕ )вывода = 3,450 + 2 * 29,449 = 62,349 ;

(Cφ )вывода = 62, 349

и окончательно жесткость вывода составит:

223

Вопросы для самоконтроля по главе 8

1.Перечислите область применения и основное назначение преобразователей перепада давления.

2.Какие вам известны конструкции преобразователей для измерения перепада давления с пневматическим выходным сигналом?

3.Объясните принцип конструирования преобразователей перепада давления на основе компенсационных дифманометров.

4.Объясните принцип действия пневматического преобразователя перепада давления.

5.Укажите основные параметры и технические характеристики преобразователя перепада давления с силовой компенсацией.

6.Какие Вам известны схемы измерительных блоков преобразователей перепада давления?

7.Какие Вам известны кинематические схемы пневмосиловых преобразователей?

8.Какие параметры расчитываются при выборе силового элемента обратной связи, индикаторе рассогласования, пневмоусилителя и корректора нуля?

9.Какие устройства вывода используются в преобразователях перепада давления с пневматическим выходным сигналом?

225

Заключение

Первичные преобразователи представляют собой один из интереснейших объектов изучения. Как уже было показано из предшествующего изложения, первичный преобразователь из простого крешерного прибора вырос до высокоинтеллектуального многофункционального прибора.

В настоящее время измерительные первичные преобразователи широко применяются для получения информации об окружающем нас мире и об специальных параметрах процессов, и представляют собой те компоненты системы, которые делают информацию достаточной для обработки.

Одной из задач составителя учебного пособия является объединение информации, которая требуется инженеру-приборостроителю и пользователю, которая будет использована для решения тех или иных задач при конструировании или выборе первичных преобразователей, что позволит решить их наилучшим образом.

Прежде чем приступить к разработке нового прибора или к его использованию, необходимо составить техническое задание, указать назначение прибора и его свойства, определить условия применения прибора и особенности его эксплуатации. Необходимо установить, какие из величин, характеризующих объект, прибор должен измерять. После установления подлежащих измерению величин, необходимо выбрать прибор, который следует применить, и то, какими преобразователями он должен быть оснащен.

После теоретического анализа работы исследуемого объекта или происходящих в нем процессов следует выбрать возможные границы частотного диапазона, определить предполагаемые максимальные значения измеряемых физических величин.

Предварительное ознакомление с исследуемым объектом помогает определить место наиболее целесообразного размещения датчика, способа его крепления, габариты и массу всего прибора. Точность прибора выбирают

226

в зависимости от требований, связанных с работой исследуемого объекта. Следует опасаться излишних требований, что, как правило, снижает надежность прибора, увеличивая его габаритность и вес.

После составления технического задания следует определить пути его выполнения. Большое значение имеет правильный выбор прибора и системы датчиков.

Например, для измерения смещений с большими амплитудами (измеряемыми в мм) удобными могут оказаться датчики механических сигналов или электромагнитные преобразователи. Для измерения малых амплитуд (измеряемых в мкм)могут быть применены емкостные датчики. При измерении ускорений с низкими частотами можно воспользоваться электромагнитными акселерометрами, с высокими частотами – пьезоэлектрическими акселерометрами.

Следующим этапом разработки прибора является выбор и обобщенный расчет его обязательных узлов, нахождение функции преобразования, оценка чувствительности прибора к измеряемым физическим величинам, а также общая конструктивная компоновка.

Результаты расчета или даже изготовления опытного макета прибора не исключает корректировку его конструкции, и его отдельных узлов и деталей. От опытного макета переходят к опытным образцам, проводят испытания и регулировку, а затем пускают опытную партию в производство.

Из сказанного следует, что при конструировании приборов следует учитывать множество различных факторов, переплетающихся между собой. Поэтому создание удачной конструкции возможно при наличии у конструктора глубоких специальных знаний и навыков в самых различных областях приборостроения, начиная с основ электро- и радиотехники, и заканчивая технологией производства приборов. Разработка и грамотная эксплуатация приборов требуют также глубоких знаний, полученных при изучении общеобразовательных дисциплин, таких как математика, физика, механика и вычислительная техника.

227

Для студентов, которые готовят себя к будущей деятельности в области приборостроения, данное учебно-методическое пособие поможет получить общее представление о первичных преобразователях, терминологии в теории первичных преобразователей, а также изучить классификацию преобразователей.

Особое внимание в учебно-методическом пособии уделено различным типам первичных преобразователей, физическим эффектам, на базе которых они созданы, чувствительности к измеряемым физическим величинам.

В большинстве случаев рассмотрены конструктивные особенности и области применения преобразователей. В отдельных случаях рассмотрены методики расчета основных характеристик датчиков.

Учебно-методическое пособие «Первичные преобразователи» может быть использовано студентами и аспирантами соответствующих специальностей, а также специалистами, занимающимися вопросами применения первичных преобразователей в контрольно-измерительных приборах.

228

Библиографический список

1.Бриндли, К. Измерительные преобразователи: справочное пособие. / К.Бриндли. Пер. с англ. д-ра техн. наук Сычева Е.И. – М.: Энергоатомиздат, 1991.-144с.

2.Гевондян, Т.А. Приборы для измерения и регистрации

3.Маргелов, А.И. Датчики положения на основе эффекта Холла. //Элекронные компоненты. - 2004.-№8. – 24-35 с.

4.Туричин, А.М. Электрические измерения неэлектрических величин. /А.М.Туричин. - М.: Энергия, 1979.- 690с.

5.Патент 2171469 Россия, МКИ. G01№29/04. Способ неразрушающего контроля качества объекта и устройство для его осуществления./ О.Н.Будадин, В.И.Колганов (Россия); опубл. 27.02.2001, Бюл. №21.

6.Будадин, О.Н. Тепловой метод неразрушающего контроля и диагностики технического состояния материалов, изделий и конструкций: автореф. дис.докт. тех. наук./ СЗТУ. - . СПб.: 2001.

–25 с.

7.Агейкин, Д.И. Датчики контроля и регулирования. /Д.И.Агейкин, Е.Н.Костина, Н.Н.Кузнецова. - М.: Машиностроение, 1965.-213с.

8.Розенблит, Г.Б. Датчики с проволочными преобразователями для

исследований двигателей внутреннего сгорания. /Г.Б.Розенблит, П.И.Виленский, И.Я.Горелик. - М.: Машиностроение, 1966.-

136с.

9.Маргелов, А.И. Магниторезистивные датчики положения. //Chip News. - 2005. – №2. – 54-65 с.

10.Маргелов, А.И. Датчики положения на эффекте Холла. Журнал Электронные компоненты 2004. - №8. - 54-65с.

229