11. Комплексирование измерительных преобразователей

Главная задача: алгоритм обработки избыточной информации y= F(y₁,y₂,,y_n) должен обеспечивать исключение из рассмотрения сигналов отказавших датчиков с определенными весовыми коэффициентами. В целом построенным, поэтому принципу ИП с функциональной избыточностью, содержащий n первичных датчиков и ВУ, можно рассматривать как ИП с одним входом Х и одним выходом Y, обладает более высокой точностью и надежностью, чем первичные ИП 1,2,…,n.

Критерием оптимальности алгоритма обработки избыточной информации:D(y – у₀) = D_MIN

y₀ – знач. вых. сигнала, отвечающего действительному знач. измеряемой вел. в соответствии с заданной функцией преобразователя у = f( Х )

Различают следующие случаи и виды алгоритмов:

1.Вероятность внезапного отказа датчиков мала по сравнению с вероятностью с постепенного отказ у = Σ β_Iy_I , где β_I = 1/ (D_I Σ (1/ D_K))-весовой коэффициент, зависящий от дисперсии погрешности всех n датчиков.D_I, D_К – дисперсии погрешностей i-го и к-го датчиков

Если все датчики однотипные, то : D₁ = D₂ =…= D_N и β_I = 1/ n при этом алгоритм упрощается: у = у1+у2+…+уn т.е. дисперсия погрешности уменьшается в n раз.

n

2.Вероятность внезапного отказа датчиков значительно выше,чем вероятность их постепенного отказа. Тогда алгоритмом будет ф-я мажорирования:у = maj (у1,у2,,уn) = max (min F1, min F2, ,min Fc_n^{(n+1) /2})

где F1, F2… - отличающиеся друг от друга совокупность сигналов у_I в количестве (n+1)/2 ; c_n^{(n+1) /2} – число сочетаний из n по (n+1) /2

Ф-я мажорирования – это операция математической логики, заключающая в выборе среднего по величине числа из ряда чисел у1, у2,…,уn при нечетном n.

Например, если n=7, причем y1 < y2 < y3 < y4 < y5 < y6 < y7 , то у = у4

Если вероятность внезапных и постепенных отказов более или менее равноценна, то субоптимальный алгоритм : у = Σ β_Iу_I где β_I = 1/ (D_J Σ (1/ D_K)) – весовой коэффициент, учитывающий m сигналов из n : D_I , D_К – дисперсии погрешностей i-го и к-го датчиков; у_I – вых. сигнал j-го датчика; m – число сигналов датчиков для которых соблюдается неравенство │у_I – у │≤ δ₀,при этом остальные n-m сигналов для которых │у_I – у │> δ₀ не учитывается (отбрасывается)

δ₀ – половина абсолютной величины заданного поля допуска на погрешность датчика

В этом случае вых. сигнал вычисл. уст-ва равен среднему сигналу, взвешенному из вх. сигналов, отличающихся от вых. сигнала не более чем на вел. задан. порога δ₀. Т.е. выч. ус-во определяет среднее взвешенное из сигналов исправных датчиков, а сигналы неисправных отбрасываются.

12. Резервирование измерительных преобразователей.

Разделительное резервирование – это резервирование простейших элементов или отдельных узлов

Общее резервировании-проводят резервирование целиком приборов и датч. (напр., в одном корпусе помещается несколько датч., измеряющих одну и туже вел. и работающих параллельно на общий вых.).

Для расчета надежности эти виды резервирования можно представить в виде двух схем

1 -й эл-т повторяется м₁ раз, кратность резерв. м₁-1

2-й эл-т – м₂ раза, кратность резервирования м₂-1

i-й эл-т - м_I раза, кратность резервирования м_I-1

Раздельное резервирование

Внезапный отказ i-го участка будет иметь место только в случае внезапного отказа всех м_I параллельных элементов. Вероятность этого: Q_I = q_I^mi ,где q_I –вероятность отказа i-го не резервированного элемента; Q_I – тоже для резервированного i-го элемента.

Система будет исправна при отсутствии внезапных отказов во всех послед. соединен. цепей от 1до n.

Вероятность исправной работы резервной системы Р = Π Р_I =Π (1 – Q_I ) = Π (1 - q_I^mi)

Если вероятность отказов всех элементов одинакова и равна q, а кратность элементов резервирования всех элементов также одинакова (m₁=m₂=…=m_N), то Р = (1 - q_I^mi)^т

Общее резерв. имеется в наличии m парал. каналов и n последовательных эл-тов в каждом канале.

Вероятность исправной работы одного канала Р_J = Π Р_I, где Р_I = 1-q_I – вер. исправной раб. i-го эл-та.

Отказ всей сист. наступает только при отказе всех m каналов и поэтому его вер:Q = (1 – P_J)^M=(1–Π Р_I)^M.

Если все элементы имеют одинаковую вероятность безотказной работы Р = 1 – q , то Q = (1 – P^N)^M

Непрохождение сигн. отказавшего эл-та на вых. системы–для уст-в с дискр. сигн. Для аналог. уст-в применяются автомат. переключательные ус-ва, которые обнаруживают отказ и откл. неисправный эл-т.

13. Классификация измерительных преобразователей давления.

    По назначению авиационные преобразователи давления(манометры) делятся на манометры, измеряющие абсолютное давление, разность давлений (дифференциальные) и отношение двух давлений.

Манометры абсолютного давления (мановакуометры) применяются для измерения давления во всасывающих системах поршневых двигателей (декомпрессия)

Дифференциальные манометры – для измерения избыточных давлений жидкостей и газов в различных отсеках авиационных двигателей ( в топливной системе, системе смазки и др.).

Диапазон измерения от единицы до сотен кгс/см².

Манометры отношения давлений – служит для контроля степени сжатия газов в различных ступенях газотурбинных двигателей.

По методам измерения давления манометры делятся на следующие группы:

а) механические, в т. ч. жидкостные, весовые, пружинные

б) электромеханические, отличаются от механическим тем, что механический чувствительный элемент сочетается с электрическим дистанционным передатчиком.

в) электрические, в т.ч. электронные (на триоде), газоразрядные, радиоактивные, тепловые и пьезорезисторные (магнитные).

Электрические манометры измеряют высокие давления, от 1000 атм. и выше. На самолете, как правило, диапазон 1 – 100 кгс/см², которые могут измерять механические и электромеханические. Для чисто механических манометров необходим трубопровод с места измерения давления к указателю, что снижает его надежность и приводит к запаздыванию показаний.

Поэтому наиболее широко применяются электромеханические манометры, в которых имеется механический датчик (чувственный элемент) с электрическим преобразователем, сигналы с которого воспринимаются электроизмерительными приборами.