Использование магнитострикционного эффекта для измерения физических величин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
же от метода измерений и условий их выполнения. Измерительным приборам, пределы допускаемой основной погрешности которых заданы в виде приведенных основных (относительных) погрешностей, присваивают классы точности, выбираемые из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)*10n, где показатель степени n = 1; 0; ?1; ?2 и т. д.
По способу измерения различают:
-погрешность прямых измерений, т.е. при непосредственном сравнении данной измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой;
-погрешность косвенных измерений, например погрешности связанные с конечным числом знаков при промежуточных вычислениях.
Если F = F(x1,x2...xn), где xi - непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность ?xi, тогда:
, (18)
Магнитострикционные преобразователи положения (МПП) прочно заняли свое место среди предлагаемых на рынке датчиков положения. Это обусловлено в первую очередь их высокой надежностью, устойчивостью к вибрационным воздействиям, а также большим диапазоном преобразований, относительно невысокой стоимостью.
Нашедшие в настоящее время широкое применение структурные, технологические и алгоритмические методы повышения точности МПП ориентированы на уменьшение составляющих полной погрешности.
Повышение метрологических и эксплуатационных характеристик методами информационных технологий позволяет не только исключить дополнительные погрешности МПП, но также скоректировать систематическую инчтументальную погрешность ИП, обусловленную неоднородностью волнового сопротивления звукопровода по его длине и его провисанием. Следовательно, МПП в основном определяется случайной составляющей погрешности МПП.
Наличие случайной погрешности преобразования в МПП обусловлено следующими факторами:
конечное отношения сигнал/шум в процессе считывания, что приводит к появлению погрешности фиксации временного положения сигнала считывания. Сдесь речь идет о шумах и помехах, которые приводят к флуктуациям значения результата преобразования в незначительном диапозоне;
погрешность квантования при преобразовании временного интервала в цифровой код. Данную погрешность следует рассматривать как одну из составляюещих общей погрешности МПП.
Развитие в последнее время интеллектуальных МПП, наряду с их индивидуальной градуировкой, приводит к достижению практически предельной точности МПП в статическом режиме.
Однако, даже интеллектуализация МПП с записью в ПЗУ устройства данных по индивидуальной градуировочной характеристике, характеристик систематической и случайной погрешностей, функций влияния дестабилизирующих факторов, не учитывает изменения записанных параметров в течение срока эксплуатации, т.е. прогрессирующих (дрейфовых) погрешностей, что приводит к потере точности достаточно сложного устройства. Кроме того, реализованы не все функциональные возможности которые дает интеллектуализация МПП.
Особенностью прогрессирующих погрешностей является то, что они могут быть скорректированы введением поправки лишь в данный момент времени, а далее вновь монотонно возрастают. Поэтому, в отличие от систематических погрешностей, которые могут быть скорректированы один раз на весь срок службы прибора, прогрессирующие погрешности требуют непрерывного повторения коррекции и тем более частого, чем меньше должно быть их остаточное значение, Другая особенность прогрессирующих погрешностей состоит в том, что их изменение во времени представляет собой нестационарный случайный процесс и поэтому в рамках хорошо разработанной теории стационарных случайных процессов они могут быть описаны лишь с оговорками.
Как бы тщательно ни был изготовлен и отрегулирован измерительный преобразователь при выпуске приборостроительным заводом, с течением времени в его элементах и узлах неизбежно протекают разнообразные процессы старения и его погрешности неуклонно возрастают.
В условиях эксплуатации любой преобразователь взаимодействует со средой, в которой он находится. В зависимости от вида взаимодействия со средой все разнообразие физических и физико-химических процессов, определяющих старение измерительных преобразователей, можно разделить на группы:
при изготовлении всех элементов прибора их материал подвергается коренным физическим воздействиям (напылению, травлению, плавке, пайке, штамповке, протяжке, волочению, отжигу, окраске и т. д.), приводящим к появлению внутренних напряжений, нарушениям кристаллической структуры, т.е. к тем или иным механизмам запасания энергии в веществе; с течением времени происходит постепенное высвобождение этих внесенных запасов энергии (рассасываются внутренние напряжения, перемещаются дислокации, происходит перекристаллизация, релаксационные процессы в них и т.п.);
процессы, вызываемые взаимодействием вещества элементов систем управления с окружающей средой (осаждение пыли, влаги, конденсация паров и газов на поверхности материала - адсорбция, проникновение внутрь твердого материала - абсорбция и т.п.);
процессы, вызываемые колебаниями температуры и другими потоками энергии (растекание, усыхание, возгонка атомов и молекул с поверхности материала, изменение фазового состояния, флуктуационные изменения межмолекулярных и межатомных связей и т.п.).
Так как все эти процессы происходят, в основном, на молекулярном уровне, то поэтому приборы подвержены старению практически одинаково как во включенном состоянии, так и при хранении.
Таким