Использование магнитострикционного эффекта для измерения физических величин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ными физическими знаниями, накопленную за десятилетия лабораторных опытов информацию по магнитострикционным материалам.
Например, были детально исследованы различные варианты схемы преобразователя торсионных импульсов, которые представлены на
рисунке 17. При этом оказалось, что оптимальная конструкция преобразователя должна быть такой, как на варианте 3 (рисунок 17). Именно так получается наиболее уверенный и точный сигнал, так как регистрируется только торсионная часть механической волны, а продольные колебания не оказывают влияния на результат измерения.
Применение торсионных волн и регистрирующей системы, которая реагирует только на торсионную (скручивающую) волну, позволяет не бояться влияния вибрации на процесс измерения, так как торсионный импульс нельзя вызвать внешней механической вибрацией.
Рисунок 17 - Варианты конструкции преобразователя торсионных импульсов
Для того, чтобы все физические процессы принципа измерения могли протекать без влияния со стороны внешних воздействий, MTS использует специальные механическую конструкцию корпуса и электронную схему при обработке сигнала. Причем в каждом поколении датчиков Temposonic конструкция и схема совершенствуются и развиваются, находясь на самом современном уровне.
3. Источники погрешностей, ограничивающих точность измерений на основе магнитострикционного эффекта
Погрешность измерения - оценка измерения.
При использовании магнитострикционного эффекта имеет место абсолютная погрешность ?X, которая является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины Xmeas. При этом неравенство равно
?X > | Xtrue ? Xmeas | , (16)
где Xtrue - истинное значение ,- измеренное значение, должно выполняться с некоторой вероятностью близкой к 1.
Если случайная величина Xmeas распределена по нормальному закону измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.
Также выявляется относительная погрешность, т.е. отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное
, (17)
Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах .
По причине возникновения при использовании данного эффекта могут возникать следующие виды погрешностей:
инструментальные / приборные погрешности - погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений , ненаглядностью прибора.
методические погрешности - погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.
субъективные / операторные / личные погрешности - погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.
В области магнитострикционных измерений применяют приборы для измерения лишь с определенной заранее заданной точностью - основной погрешностью, допускаемой нормали в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.
Если прибор работает в условиях, отличных от нормальных, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной, установочная, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения, и т. п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20 C, за нормальное атмосферное давление 101,325 кПа.
Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими параметрами, влияющими на точность средств измерения; значение параметров установлено стандартами на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств, так как точность зависит так