- •Лабораторное занятие 2. Основы проектирования авиационных иу
- •Порядок проектирования авиационных иу1
- •2.2Выбор физического принципа и типа чувствительного элемента
- •2.3Расчет статических и динамических характеристик иу
- •2.3.1Общие понятия
- •2.3.2Методы расчета статических характеристик
- •2.3.3Последовательное соединение звеньев (рис. 2.1. А)
- •2.3.5Встречно-параллельное соединение (рис. 2.1, в)
- •2.3.4Параллельное соединение звеньев (см. Рис. 2.1. Б)
- •Р ис. 2.3. Построение характеристик параллельного и встречно-параллельного соединений звеньев:
- •2.4Расчет динамических характеристик
- •2.4.1Уравнения типовых физических преобразований
- •2.5Расчет инструментальных погрешностей
- •2.5.1Определения и классификация инструментальных погрешностей
- •3.2 Расчет основных видов инструментальных погрешностей
- •3.2.1. Расчет производственно-технологических погрешностей
- •3.2.2 Температурные погрешности
2.3Расчет статических и динамических характеристик иу
2.3.1Общие понятия
Приборы и датчики могут работать в статическом и динамическом режимах. В статическом режиме измеряемая величина постоянна и выходной сигнал ИУ приобретает установившееся значение, как, например, при измерении курса во время прямолинейного невозмущенного полета самолета. В динамическом режиме измеряемая величина и выходной сигнал ИУ изменяются с течением времени, как это имеет место, например, при измерении курса во время возмущенного полета, сопровождающегося колебаниями самолета. Соответственно расчет характеристик ИУ делится на расчет статических и динамических характеристик.
2.3.2Методы расчета статических характеристик
Характеристики элементов определяются путем анализа физических законов, лежащих в основе работы этих элементов. Методы расчета типовых элементов изложены в специальной литературе: Асс Б.А., Жукова Н.М. и др., “Детали и узлы авиационных приборов, и их расчет”, М., Машиностроение, 1966.; Колосов С.П., Калмыков Н.В. и др., “Элементы автоматики”, М., Машиностроение, 1970.; Лаврова А.Т., “Элементы автоматических приборных устройств”, М., Машиностроение, 1975.
При определении статических характеристик сложных ИУ и информационно-измерительных систем в начале составляется структурная схема ИУ, в которой выделяются чувствительные и преобразующие элементы (звенья), а затем выполняются расчеты в следующей последовательности:
определяются характеристики элементов;
определяются характеристики ИУ на основании его структурной схемы.
Расчет статических характеристик заключается в определении функциональной зависимости выходного сигнала у ИУ от измеряемой величины х при установившихся значениях х и у.
Различают заданную и расчетную характеристики1. Заданная характеристика – это зависимость между х и у, требуемая по техническому заданию:
у зад = ƒзад (х).
Расчетная характеристика – это зависимость у от х, полученная в результате расчета конкретной схемы и конструкции ИУ:
y = ƒ(x, q1, …, qn)
где q1, …, qn – параметры схемы и конструкции, в число которых входят как геометрические параметры (размеры деталей), так и физические параметры (модуль упругости, электропроводность, магнитная проницаемость и т. п.).
Параметры q1, …, qn в различных образцах однотипных ИУ отличаются от номинальных значений вследствие влияния технологических факторов в процессе изготовления ИУ, кроме того они, могут дополнительно изменяться в процессе эксплуатации из-за изменения режимов питания и окружающих условий (температуры, атмосферного давления и др.).
Расчет статических характеристик ИУ (приборов и датчиков) ведется в следующем порядке:
составляется структурная схема ИУ;
рассчитываются характеристики и чувствительность всех звеньев исходя из принципов их работы, схемы и конструкции. Для типовых звеньев могут быть использованы справочные данные об их характеристиках;
производят расчет характеристики чувствительности ИУ в целом исходя из вида структурной схемы.
Рассмотрим методы определения результирующей характеристики и чувствительности ИУ для типовых соединений звеньев структурных схем.