1. Динамические погрешности звеньев измерительных систем. Апериодические звенья.

Динамические погрешности связаны с инерционностью СИ. Характеризуются величиной запаздывания реагирования. При нулевой величине запаздывания имеем пропорциональное (безинерционное) звено

(53)

Динамические характеристики звеньев определяют как функцию отклика на ступенчатое входное воздействие.

Динамические погрешности звеньев измерительных преобразователей следует оценивать на базе модельных характеристик СИ. Существует несколько подходов к моделированию:

1. можно использовать статиcтические методы, однако они не пригодны на стадии проектирования;

2. кинетический подход. Этот подход как и предыдущий требует экспериментальных данных, но в меньшем количестве. Кинетический подход рассмотрим на примере звеньев СИ.

Апериодические звенья

При использовании кинетического подхода к моделированию динамической характеристики воспользуемся характеристикой пропорционального звена (53) дополнив ее членом, учитывающим запаздывание реагирования (скорость изменения выходного сигнала).

, (54)

где Т – временной параметр, – учитывает временную задержку показаний.

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

При , , если =0 ,то

Подставляем полученное выражение в формулу (59)

(60)

Выразим :

(61)

(62)

Если измеряемая величина изменяется в пределах 0,95 от установившегося значения, то измерения можно считать статическими.

При :

(63)

T – время, по истечении которого выходное значение сигнала достигнет 0,632 от установившегося. Т называют постоянной времени. Ее обычно заносят в паспорт прибора (динамический показатель). Иногда указывают частоту сигнала, при которой погрешность не превысит 5%.

На нижеследующем рисунке представлен график функции (62).

Рисунок 8

Примеры апериодических звеньев:

• преобразователи температуры (термометры);

• электрохимические элементы (звенья) измерительных систем.

2. Конструкции термопреобразователей на основе эффекта тэдс. Варианты изготовления термопары в лаборатории.

Промышленная термопара представляет собой спай, помещенный в металлическую гильзу. Для того, чтобы провода не соприкасались друг с другом на них надеты керамические бусы или кольца. Конструктивная схема такого первичного преобразователя представлена на рисунке 8. В качестве материалов электродов термопар используют сплавы: хромель, копель (формируемые спаи – хромель-копель), алюмель (формируемые спаи – хромель-алюмель). Для измерения высоких температур используют термостойкие металлы: платину, родий (платино-родиевые термопары) и другие.

1 – электроды, 2 – керамические бусы, 3 – головка, служащая для подключения внешних проводов, 4 – защитный чехол Рисунок 74 – Устройство промышленной термопары

Для работы в лаборатории используют малогабаритные термопары с открытыми спаями.

Обычно такие термопары изготавливают сами исследователи. В качестве материала для изготовления чаще всего используются сплавы хромель и копель (хромель-копелевые термопары), хромель и алюмель (хромель-алюмелевые термопары). Для этих термопар характерна высокая удельная (на единицу разности температур «рабочего» и «свободного» спаев) величина ЭДС.

Варианты изготовления термопары в лаборатории:

1)

1 – зажим с изолирующей ручкой, 2 – электрод, который вставлен в зажим, 3 – держатель проводников термопары, 4 – скрученные проводники, 5- флюс (обычно - тетрабарат натрия), Тр – понижающий трансформатор; ЛАТр – лабораторный автотрансформатор Рисунок 75

На рисунке 76 представлен вид готовой термопары. Диаметр головки термопары незначительно превышает удвоенный диаметр проводника.
	Рисунок 76

2) Следующий вариант изготовления термопары представлен на рисунке 77:

1 – сосуд из изоляционного материала; 2 – раствор электролита (обычно раствор поваренной соли); 3 – слой маловязкого масла; 4 – скрученный проволоки; 5 – держатель с изолирующей ручкой; 6 – электрод (пластина из нержавеющей стали) Рисунок 77