15 Методы оценки характеристик первичных измерительных устройств (датчиков).

Для определения основных характеристик измерительных устройств проводят их аттестационные испытания. При проведении таких испытаний используют градуировочные установки, обеспечивающие воспроизведение заданных действительных значений измеряемой величины. Для каждой из определяемых характеристик разрабатывают схему градуировки, которая включает оценку коэффициентов влияния различных факторов: температуры, влажности, магнитных полей и др. На основе полученных данных определяется схема анализа погрешностей.

Градуировка силоизмерительных устройств обычно осуществляется с использованием испытательной машины или гидравлического пресса; для контроля усилия последовательно с поверяемым преобразователем устанавливают образцовый динамометр.

Статическую градуировку датчиков давления производят с помощью грузопоршневых устройств или гидравлических установок с образцовыми манометрами. Универсальные измерители перемещений и электромеханические тензометры градуируют на механических или оптико-механических компараторах.

Датчики нормальных напряжений, предназначенные для установки внутри

дисперсных сред, сначала градуируют в гидростатической камере по той же методике, что и обычные датчики давления. По результатам гидростатических испытаний определяют чувствительность, нелинейность характеристики и механический гистерезис; устанавливают основную погрешность и класс точности. Однако в отличие от обычных датчиков давления необходимо дополнительно определить влияние на статическую характеристику условий взаимодействия преобразователя со средой. Для проведения таких испытаний применяют различные вспомогательные устройства (одометры), воспроизводящие на границах пробы грунта или сыпучей среды со стандартными механическими свойствами заданные значения компонентов напряженного состояния.

16 Информационно-измерительные системы.

Вторичная аппаратура состоит из блоков, которые осуществляют измерение электрического сигнала, его усиление, последующее преобразование и регистрацию полученной информации. Некоторые измерительные системы

содержат также блоки первичной обработки поступающей информации. Выбор вторичного аппаратурного комплекса зависит от характера изменения изучаемой величины во времени. Поэтому вторичную аппаратуру подразделяют на два основных вида: системы для измерения и регистрации статических величин и системы для регистрации и анализа динамических процессов.

Измерительные цепи прямого преобразования характеризуются последовательным преобразованием информации без использования обратной связи. При этом результирующая чувствительность всего канала определяется произведением чувствительности всех составляющих его преобразователей, а результирующая погрешность также определяется погрешностью всех элементов, включая усилитель.

Цепи прямого преобразования обеспечивают очень высокое быстродействие и находят широкое применение в измерительных системах, предназначенных для исследования динамических процессов.

В методе уравновешивающего измерения (нулевом методе) используются две цепи преобразователей: цепь прямого преобразования и цепь обратного преобразования, которая вырабатывает сигнал, однородный с измеряемой величиной и уравновешивающий ее. В этом случае цепь прямого преобразования служит лишь для обнаружения степени неравновесия, при этом не предъявляется высоких требований к стабильности коэффициента усиления, а погрешности измерительной цепи определяются почти исключительно погрешностью обратного преобразования.

При использовании первичных приборов с индуктивными и резисторными преобразователями их обычно включают в мостовую цепь. Сигнал разбаланса моста при измерении датчиком очень малых перемещений (деформаций) может составлять доли милливольта, поэтому, прежде чем подать сигнал на вход регистрирующего прибора, его усиливают. В зависимости от того, питается ли мост постоянным или переменным током, используют усилители постоянного тока и усилители на несущей частоте.

Самопишущие приборы позволяют получать на движущейся диаграммной бумаге видимую запись процесса (чернилами, электротермическим способом и др.).

Светолучевые осциллографы являются наиболее распространенными регистрирующими приборами. Они позволяют осуществить синхронную запись на светочувствительной бумаге или пленке до 14—20 изучаемых процессов.

Магнитографы позволяют записывать электрический сигнал на движущейся магнитной ленте и воспроизводить его в аналоговой форме.

Электронно-лучевые осциллографы используют при регистрации кратко- временных (импульсных) и высокоскоростных процессов: при изучении распространения волн напряжений в элементах конструкций, при высокоскоростном деформировании образцов материала, исследовании воздействия ударных волн при взрыве и др.