2. Измерение крутящего момента (Мк). Динамометрические муфты
Фазометрические динамометры с индукционными преобразователями. Принципиальная схема включения с цифровым выходом: основные элементы и их назначение. Временные диаграммы работы (принцип формирования выходного сигнала). Измеряемая величина (мера) (докажите, что измеряемая величина действительно прямо пропорциональна крутящему моменту). Источники погрешностей.
Особенности конструктивного исполнения. Реализация возможности градуировки при неподвижном вале или проведения измерений на малых частотах вращения. Преимущества и недостатки.
Погрешности измерения фазового сдвига могут быть разделены на две группы: 1. погрешность квантования, 2. инструментальная погрешность. Погрешность квантования имеет две составляющие: 1. Погрешность квантования измерительного интервала Δτ, пропорционального фазовому сдвигу сигналов, квантованными импульсами ГОЧ с частотой f0. 2. Погрешность квантования измерительного интервала Ти (базы времени) пачками импульсов длительностью Δτ.
3. Индицирование двс. Конструкция пьезокварцевого датчика
Элементарная схема и основные элементы.
Вариант с нагруженной мембраной. В простейшем случае пьезодатчик состоит из 2х пластин (1), зажатых в обкладках, одной из которых является нижняя опора (3), а роль другой выполняет торец регулировочной (натяжной) гайки (4). Между пластинами (1) помещается металлический электрод (2), который служит для включения датчика в схему преобразователя посредством электрода (5). Второй электрод образует корпус (6), с которым контактируют (в данном случае) отрицательные стороны пластин пьезоэлемента (верхняя пластина – через натяжную гайку (4)), а нижняя – через опору (3), которая через мембрану (7), защемлённую в корпусе (6). Пластина (1) подбирается таким образом, чтобы при их сжатии силой давления на гранях, соединённых с одноимённым электродом, возникали бы заряды одного знака. С помощью гайки (4) осуществляется предварительное натяжение мембраны (7), что создаёт преднатяг кварцевых пластин (1).
Нарушение линейности характеристики датчика и способ её устранения. Как это реализуется в современных датчиках?
Нарушение линейности характеристики происходит вследствие перераспределения передаваемого усилия между столбиком кварцевых пластин и корпусом датчика. Это сопровождается, как правило, увеличением чувствительности с увеличением нагрузки. Причиной этого могут быть элементы в силовой цепи датчика, имеющие переменную жесткость, а именно резьбы, опоры контакта пластин и т.д. Их жесткость увеличивается с увеличением усилия, и после некоторого значения последнего остаётся постоянной. Кроме того, в области малых нагрузок аналогичное явление происходит и с пьезомодулем самого кварца.
Для устранения указанных явлений в кинематической цепи датчика применяют преднатяг усилием, превосходящим значение Рн. В данной простейшей схеме преднатяг осуществляется нагружением мембраны (7), за счёт упругости (упругой деформации) которой создаётся усилие преднатяга Рн.
Температурная чувствительность датчика: причины её появления. Каким образом температурная чувствительность отражается на результатах измерения давления в цилиндре в различных частях рабочего цикла? На результатах измерения каких показателей это отражается? Какими конструктивными мероприятиями устраняется или существенно уменьшается влияние температуры в современных пьезокварцевых датчиках?
Деформации ТР, вызванные изменением температуры имеют тот же порядок, что и деформации, вызванные изменением давления. В связи с этим необходимо конструктивная и (или) схемная температурная компенсация ТР в сочетании с охлаждением датчиков. Температура газов, омывающих мембрану со стороны цилиндра, за время одного цикла, меняется в широких пределах (от 300 до 25000С). При этом различают 2 вида температурного воздействия: явление прогрева и циклические колебания. Вследствие колебаний температуры возникает температурная погрешность. Эта погрешность будет переменной по величине, а иногда и по знаку. Радикальным средством устранения температурных помех является: 1. Вынесение упругого элемента датчика из зоны, подверженной действию высоких температур. 2. Эффективное охлаждение датчика с применением т.н. разделительной мембраны, имеющей малую жесткость.
№ 6