книги из ГПНТБ / Зарипов, М. Ф. Индуктивные датчики с улучшенными метрологическими характеристиками [учеб. пособие]

формационное действие погрешности как шума, помехи, сопровож­ дающих измерительный процесс. Ее величина максимальна при нор­ мальном распределении, т.к.. нормально распределенная помеха

обладает наибольшей мощностью [37J,

Для вычисления практического энтропийного значения погреш­

где Н&)- энтропия шума, или функционал закона распределения

случайной величины с учетом его особенностей;

- 92 -

(Гу - среднеквадратическая величина, определяемая как

ванной линии статической характеристики ширину полосы неопределенности;

S - крутизна исследуемой характеристики;

К- коэффициент, который изменяется только при изменении

закона распределения погрешностей от 2,07 при нормаль­ ном распределении до нуля для очень далеких от нормаль­ ного. Пои равномерном распределении погрешностей !d=i,73.

б) Количество измерительной иншормапии определяется энтро­

т.е. передаваемая информация с энтропией Н (х )'т .

мы уменьшается на величину энтропии шума Н С л )

эквивалентно, потере часто информации от помех.

Имея в виду универсальное использование датчика, следует считать, что измеряемая величина X распределена по закону рав­ ной вероятности в диапазоне заданных перемещений Л X , а пог­ решность датчика - в интервале ± з б по закону Гаусса. Тогда количество измерительной информации [38] :

(3-72)

- 93 -

Расчет по формулам (3-68),(3-69) и (3-72) показал, что информационные характеристики ИДСЭ выше характеристик ИДС.

Например, для диапазона перемещений Л X = 300 мкм средне­ квадратичная инструментальная погрешность, определенная по допускам ферритовых сердечников, составила (Гу = 1,36 мкм,

тогда для нормального распределения погрешностей Л = 2,82 мкм

<2= 3,97. Для ИДС при сохранении прежней линейности выходной характеристики и 6^. необходимо сузить диапазон перемещений

Л Х = 150 мкм, тогда й ' - 2,82 мкм, ^ = 3,28 .

Г 1 А В А 1У

ПРИМКНКНИИ ИППЭ

§4-1. Электродинамометрические устройства

Вэлектродинамометрических устройствах ИДСЭ используются

в комплекте с упругими элементами [39 + 44].

В качестве примера рассмотрим электродннамометрические пе­ реносные крановые весы ПКВ-I, предназначенные для взвешивания штучных изделий, переюсишх краном, доя контроля веса деталей и узлов машин, машин в сборе, для испытаний грузоподъемных прис­ пособлений. Переносные крановые весы ПКВ-I состоят из ИДСЭ,

встроенного в упругий элемент и соединенного посредством гиб­ кого измерительного кабеля с регистрирующим устройством.

Упругий элемент, рис.4-1, выполнен в виде стальной трубы*?,

имеющей внутреннюю резьбу с обеих сторон. С одной стороны,в

трубу ввертывается стандартный рым-болт I, с помощью которого упругий элемент подвешивается на крюк крана. С другой стороны,

в трубу ввертывается стандартный однорогий крюк 8, с помощью которого упругий элемент сочленяется с поднимаемыми и контроли­ руемый изделиями.

Упругий элемент в данном случае можно рассматривать как стержень, работающий на растяжение. Средняя часть трубы имеет меньшее сечение на определенной длине, которая является базой упругого элемента. Внутренний диаметр трубы выбирается в зави­ симости от диаметра датчика, наружный - в зависимости от грузо­ подъемности. База определяется чувствительностью датчика и запа­ сом прочности упругого элемента. В качестве материала упругого

- 96. -

элемента выбрана сталь марки 40Х термообработанная до твер­ дости 42 * 45.

Встроенный дифференциальный ИДСЭ имеет цилиндрическую

форму. Ферромагнитные броневые Сердечники с измерительными катушками и экранными кольцами закреплены относительно корпу­ са датчика. Корпус 3 и шток 4 датчика жестко сочленяются с упорами 2 и 5 соответственно, которые ввертываются в упругий элемент и фиксируются стопорными винтами. При настройке дат­ чика стопорный винт, фиксирующий упор 5, ослабляется, после чего упор вместе со штоком может перемещаться вдоль оси упру­ гого элемента. Упор выполнен с мелкой резьбой и с нанесенными по окружности отверстиями, доступ к которым осуществляется снаружи через специальный проем.

Электрический сигнал, пропорциональный измеряемому весу,

с датчика поступает на регистрирующее устройство, принципиаль­

ная схема которого дана на рис.4-2.

Питание схемы осуществляется от сети через феррорезонанс-

увеличения выходного напряжения. На выход выпрямительного коль­ ца включен стрелочный индикаторный прибор Ш типа М24, который фиксирует разбаланс моста.

Установка "нуля" осуществляется сопротивлением Q через

- 97 -

Rs u R t0выполнены переменными для регулировки чувствительнос-

■тж на каждой диапазоне. Вывод стрелки на контрольную отметку

осуществляется через калибровочное сопротивление /? 3 переклю­

чателем f7z

Экспериментальная зависимость показаний индикаторного

прибора ИП в делениях от усилий в ньютонах ( тоннах ), снятая

на прессе, полностью воспроизводит линейную зависимость выхо­ да ИДСЭ от перемещения подвижного штока, снятую с помощью мик­ рометрического винта. Это оказывается возможным только тогда,

когда расчетное механическое напряжение стали б'р оказывается

ниже предела текучести , т.е. при работе в зоне уцругости

металла. Отсутствие остаточных деформаций обеспечивает систе­ матическое воспроизведение результатов измерений.

Основные технические данные весов ПКВ-1:

Переносные крановые весы ПКВ-1, ржо.4-3, могут также использоваться как стационарные, если регистрирующее устрой­ ство установить на пульте управления или в кабине крановщика.

13-4164

- 99 -

На базе прибора EEB-I, электронного потенциометра ЭПВ^01.

и счетного устройства индукционного счетчика были оозданы ав­ томатические крановые весы БАК-1, рис.4-4, которые позволяет визуально определять вес груза на крике и сушарннй вес, пере­ носимый краном за некоторый цромехуток времени.

§ 4-2. Эдектротензометрические устройства

Электротензометрические устройства предназначены для изме­ рения деформаций в листовых материалах при их растяжении [45+49].

Измеритель деформаций ИД-1 представляет собой переносный прибор, в комплект которого входят два выносных датчика типа идеэ с рычажно-механическими приспособлениями для установки на объекте измерения, и регистрирующее устройство. Прибор предназ­ начен для определения оотаточных деформаций в плоских листовых материалах толщиной до 10 ш .

Датчики прибора ИД-1 устанавливаются на изделии с помощью специальных рычажно-механических приспособлений, рис.4-5.-К лжо-

ту I окобой 2 принимаются неподвижный нож 3 и подвижный нож 4.

Расстояние между ножами ■€ является базой тензометра. В хомути­ ках 5,6 жестко сочлененных со скобой, размещаются эбонитовые стержни 7,8, которые фиксируются стопорными винтами 9,10 для обеспечения нужного начального заэора.

На стержнях располагаются ферритовые сердечники 11,12 типа Б

(безкорпусиый датчик ), между которыми перемещается якорь 13 с

экранам* на поверхности из медной фольги. Выводы от обмоток ИДСЭ

15,16 выведены черев эбонитовые стержни.

При растяжении листа под действием усилий Р расстояние между ножами увеличится на величину Л •€ . Подвижный нож повер-