Занятие 5 Содержание: Структурные схемы измерительных преобразователей (ип). Метрологические характеристики ип. Задание к практическому занятию:

1. Составить логическую схему базы знаний по содержанию блока.

2. Составить терминологический словарь.

3. Выполнить все пункты, перечисленные в разделе подготовительного этапа к практическому занятию.

Практическое занятие (деловая игра)

Цели: 1. Закрепить и углубить изучаемый материал студентами.

2. Уметь изложить свою точку зрения по вопросам обработки, хранения и передачи информации.

Участники: Студенты распределены на 3 подгруппы:

1-я подгруппа – заказчики (задающие вопросы);

2-я подгруппа – специалисты (отвечающие на вопросы);

3-я подгруппа – экспертная группа (оценивающие правильность формулировки вопросов и ответов на них).

Время: 90 минут.

1. Подготовительный этап (домашняя работа):

1. Подготовить материл по ранее выданной на текущее занятие (в конце предыдущего занятия) преподавателем теме:

- составить план блока;

- составить терминологический словарь: выписать встречаемые в тексте блока термины и дать им расшифровку;

2. По содержанию блока составить до десяти вопросов.

3. Быть готовыми ответить на вопросы по рассматриваемой теме. Уметь оценить вопросы и ответы участников будучи в подгруппе экспертов.

4. Оформить домашнюю работу в виде отчета.

2. Порядок проведения практического занятия

1. Организация занятия (проверка присутствующих и готовности к занятиям, объявление темы исходя из содержания текущего занятия). (5 минут.)

2. Распределение на подгруппы и доведение порядка проведения занятия. (5 минут.)

3. Присвоение подгруппам первоначальных ролей (заказчики, специалисты, экспертная группа). (5 минут.)

4. Обсуждение студентами подгрупп вопросов, вынесенных на практическое занятие с целью выработки общих позиций:

4.1. Вопросы со стороны подгруппы заказчиков. (15 минут.)

4.2. Ответы со стороны подгруппы специалистов. (15 минут.)

4.3. Оценивание подгруппой экспертов вопросов и ответов участников. (15 минут.)

4.4. Дискуссии. (10 минут.)

4.5.Выработка общей позиции и общего подхода к вопросам рассматриваемым на текущем занятии согласно его теме. (5 минут.)

5. Обсуждение преподавателем и старшими групп оценок участников занятия. (5 минут.)

6. Подведение итогов занятия с объявлением окончательных оценок участников практического занятия. (5 минут.)

7. Объявление темы и содержания следующего практического занятия. (5 минут.)

3. Структурные схемы измерительных преобразователей (ип).

С труктурная схема ИП прямого однократного преобразователя:

Здесь Y=K1X, а δИП=δ1 – погрешность измерительного преобразователя равна погрешности однократного преобразования этого звена. Например, термопара ( схема термопары условно она линейна).

В

Рис. 2.32.

тех случаях, когда первичное преобразование не позволяет получить требуемый сигнал, применяют схему последовательного или каскадного преобразования.

Рис. 2.33.

- погрешность равна сумме каждого звена.

В данном случае, статическая характеристика равна произведению каждого звена. (см. пример последовательного преобразования манометрического датчика температуры Рис. 2.21.).

Дифференциальная схема.

Рис. 2.27

Характерная особенность дифференциальных датчиков – наличие двух однотипных звеньев, выходные сигналы которых вычитаются. Причем на входы звеньев может подаваться либо контролируемая величина, либо на один – контролируемая, на другой – постоянная, в том числе нулевая.

Рассмотрим пример:

Дифференциальный трансформатор.

О бозначения:

1 – магнитопровод (феррит, магн. эл. железо);

2 – якорь;

3 – обмотка питания;

4

Рис. 2.28

– измерительная обмотка возбуждения.

Здесь Uвых=U1- U2

Напряжение выхода Uвых пропорционально разности потоков магнитной индукции Ф1 и Ф2 через встречновключенные обмотки. Если якорь в среднем положении, то разность потоков магнитной индукции равна нулю. При отклонении якоря от нулевого положения, возникает сигнал, отличный от нулевого.

Преимущества дифференциальных датчиков:

снижение дополнительных погрешностей,

возможность увеличения чувствительности и исключение постоянной составляющей в выходном сигнале,

возможность линеаризации статической характеристики датчика в целом.

С хема компенсационного соединения (с отрицательной обратной связью).

П

Рис. 2.29.

реимущества:

Основное достоинство в способности компенсировать изменения параметров измерительного тракта (путь прохождения сигнала). Основной параметр ИП – погрешность: статическая и динамическая. При наличии обратной связи можем управлять этой погрешностью. Применяя различные звенья, можем управлять динамической ошибкой и т. п.

Например, чтобы уменьшить статическую ошибку, необходимо ввести астатизм (интегрирующее звено).