Динамических измерений

Для регистрации быстро протекающих процессов, а также для измерения частоты, динамических характеристик [например, петли гистерезиса (см. 8.10)], характеристик полупроводниковых приборов и электронных ламп служит электронно-лучевой осциллограф.

Привод лебедки пускают включением электромагнитной муфты путем подачи тока в обмотку возбуждения. Система управления может быть выполнена автоматической или полуавтоматической с возможностью оперативного вмешательства бурильщика. Формирование необходимых динамических характеристик может быть получено регулированием тока возбуждения.

Привод лебедки пускают включением электромагнитной муфты путем подачи тока в обмотку возбуждения. Систему управления можно выполнить автоматической или полуавтоматической с возможностью оперативного вмешательства бурильщика. Формирование необходимых динамических характеристик можно получить, регулируя ток возбуждения.

Для определения статических и динамических характеристик системы проводились соответствующие замеры и осциллографи-рование процессов как в рабочих, так и в специально создававшихся искусственных режимах. Переходные процессы в электроприводе лебедки весьма многообразны, что потребовало снятия большого числа осциллограмм. Далее приводятся только некоторые из них, наиболее характерные. Переходные процессы исследовали для достижения максимальной производительности лебедки при существующей системе управления и выявления резервов повышения производительности.

возможность реализации с высокой точностью желаемых передаточных функций систем электропривода, т. е. обеспечения наилучших статических и динамических характеристик электроприводов;

перенастройка параметров или структуры регуляторов таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия работы замкнутой системы во всем диапазоне изменений параметров. По способу организации процесса адаптации системы могут выполняться как поисковые и беспоисковые, т. е. с автоматическим поиском оптимальных условий работы и без него. Кроме того, по уровню адаптации системы разделяются на самонастраивающиеся, в которых на основе динамических характеристик объектов или системы и информации о параметрах внешних воздействий, получаемой в процессе работы, осуществляется изменение параметров регуляторов, и самоорганизующиеся, в которых на основе текущей информации о состоянии объекта происходит формирование алгоритма управления и изменение не только параметров регуляторов, но и их структуры.

Схема замещения туннельного диода может быть представлена цепью с сосредоточенными параметрами, как показано на 5.27. На этой схеме: С — емкость р — га-перехода; г — омическое сопротивление потерь; LK — собственная индуктивность корпуса; Ск — емкость корпуса; г„Иф — дифференциальное сопротивление р — га-перехода. Из этой схемы можно получить формулу для оценки критической частоты /„р, определяющей частотные возможности туннельного диода, /кр = 1/4 пгС. Таким образом, динамические свойства туннельного диода можно оценить количественно с помощью постоянной времени т = СУ, с уменьшением которой увеличивается быстродействие диода. Основной путь улучшения динамических характеристик — снижение емкости р — га-перехода при неизменном значении максимального тока.

режиме ( 6.13, б). На этой характеристике штриховой линией нанесена входная динамическая линия нагрузки, которая строится по точкам пересечения выходных динамических характеристик с нагрузочной прямой.

В качестве входного каскада такого типа усилителей используют простейшие схемы балансного типа — ДУ. Улучшение динамических характеристик ДУ по сравнению с элементарными усилительными каскадами происходит за счет стабилизации режима его работы генератором тока. При построении интегральных широкополосных усилителей каскады усилителей тока имеют определенные преимущества перед усилителями напряжения, так как в основном паразитные элементы в ИМС представляют собой емкости. Ширина полосы пропускания может быть увеличена, если применяют элементарные усилители тока, а не усилители напряжения, так как при этом можно избегать больших перепадов напряжений на паразитных емкостях. Даже в тех случаях, когда необходимо осуществить усиление напряжения, целесообразно напряжение входного сигнала преобразовать в ток, затем усилить его с помощью нескольких каскадов усилителей тока, после чего на выходе усилителя снова преобразовать ток в напряжение. На 2. 18 приведена схема входного каскада усилителя тока с взаимными связями. Входные сигналы подаются от двух источников тока /ВХ1 и /ВХ2 :

Для регистрации быстро протекающих процессов, а также для измерения частоты, динамических характеристик [например, петли гистерезиса (см. 8.10)], характеристик полупроводниковых приборов и электронных ламп служит электронно-лучевой осциллограф.

Для регистрации быстро протекающих процессов, а также для измерения частоты, динамических характеристик [например, петли гистерезиса (см. 8.10)], характеристик полупроводниковых приборов и электронных ламп служит электронно-лучевой осциллограф.

Как видно из этого выражения, значение х не зависит от изменений характеристики линейных измерительных устройств. Такой способ уменьшает как аддитивную, так и мультипликативную составляющие погрешности СИ. Он дает хорошие результаты, когда значение х и величины аг, а2 не изменяются за время, необходимое для получения одного результата измерения. Поскольку процесс измерения прерывается, это приводит к погрешности дискретизации (при выполнении динамических измерений). Остаточная погрешность СИ со скорректированными параметрами будет определяться изменением коэффициентов характеристики преобразования и сигнала между двумя коррекциями, а также адекватностью реального входного сигнала и образцовых сигналов, инструментальными погрешностями всего устройства и отличием реальной статической характеристики преобразования от запомненной в J3
ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СРЕДСТВ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Эти характеристики для линейных СИ между собой однозначно связаны, поэтому в каждом конкретном случае необходимо нормировать ту из них, которую наиболее просто определить и контролировать. Из теории и практики динамических измерений известно, что предпочтительнее применение прямых методов определения полных динамических характеристик. В этом случае при использовании стандартных испытательных сигналов -— ступенчатого, импульсного и гармонического — отклик исследуемого СИ совпадает соответственно с переходной, импульсной и частотной характеристиками, что позволяет избежать некорректности при обработке экспериментальных данных. Главный недостаток прямых методов в том, что полученные оценки характеристик могут быть представлены только в виде графика или таблицы, в то время как для теории удобно иметь эти характеристики в аналитической форме записи.

ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ........... 169

Кроме того, измерения делятся на статические и динамические. При статических измерениях выходной сигнал измерительной информации постоянный, при динамических — изменяющийся. Примером динамических измерений может служить регистрация изменяющейся величины при помощи самопишущего прибора.

измерений. Для оценки динамической погрешности необходимо знать передаточную функцию средства измерения, а также характер изменения измеряемой величины. Метрология динамических измерений находится в стадии становления.

ных метода их применения. Во-первых( можно применить те преобразо» ватели, входная величина которых соответствует измеряемому усилию (силе, давлению или напряжению). Так, для измерения давления естественно использовать пьезоэлектрические или магнитоупругие преобразователи, входной величиной которых является внешнее распределенное давление; для измерения внутренних напряжений и малых деформаций материала детали—тензорезисторы, чувствительные именно к деформациям детали, на которую они наклеены. Во-вторых, посредством упругих элементов можно сначала преобразовать измеряемое усилие, деформацию или давление в достаточно большое (доли милли-:..метра) перемещение, а затем уже применять преобразователи, воспринимающие перемещение (см. гл. XXI). Оба эти метода применяют на практике, а выбор того или иного определяется конкретной задачей. Одним из важных условий выбора метода построения приборов для измерения усилий, давлений или деформаций является характер изменения измеряемой величины во времени. Дело в том, что как возникающие в деталях машин при их работе механические напряжения, так и измеряемые давления или силы в большинстве случаев не остаются постоянными во времени, а быстро и в значительных пределах изменяются. Отсюда важнейшим условием выбора типа прибора для проведения подобных динамических измерений является его достаточно малая инерционность с тем, чтобы он успел с допустимым минимумом искажений (см. гл. III.Б) передать такой динамический процесс. Применение стрелочного прибора на выходе измерительного устройства в этом случае не имеет смысла, так как такой прибор ив-за своей инерционности не будет успевать следовать за быстрыми изменениями измеряемой величины. Однако вопрос не решается и в том случае, если инерционный прибор заменить безынерционным, например электронным осциллографом. Дело в том, что человек, наблюдая такую быстро-изменяющуюся картину на экране электронного осциллографа, также не сможет за короткое время ни понять ее, ни запомнить. Поэтому единственным способом измерения быстропротекающих процессов является их автоматическая регистрация с помощью самопишущих приборов (самоуравновешивающихся мостов и компенсаторов), свето-лучевых и электронных осциллографов

Примером тензостанции для динамических измерений может служить тензостанция типа ПЭТ-бТ. Она имеет шесть параллельно работающих каналов усиления на транзисторах. Измерительные мосты всех каналов питаются частотой 3500 Гц от общего транзисторного генератора, а выходы каждого канала через фазочувствительные демодуляторы подаются на шесть вибраторов светолучевого осциллографа. Рабочий диапазон измеряемых деформаций от 1,5 • 10—г до 1,2 • 10~3 разбит на пять отдельных пределов измерения.

При часто встречающемся значении Сэкв = 100 пФ эквивалентное сопротивление (изоляции) R3Kli — 1 013 Ом. Поэтому получается /н = со„/2я ж 1,6-10~4 Гц, следовательно, достаточно низкая нижняя граница частоты для динамических измерений. Общая постоянная времени достигает тсум = 103 с. Но эта величина показывает, что при скачке силы уже через 1 с появляется погрешность в 10~3 из-за стекания заряда.

Пьезоэлектрические кварцевые датчики подходят прежде всего для динамических измерений при высоких температурах или при малых объемах для размещения датчика. При динамических измерениях сил получаются лишь небольшие систематические погрешности благодаря очень большой жесткости датчиков. Статическая градуировка, имеющая важное значение, всегда может быть гарантирована с помощью современной усилительной техники. Благодаря этому в измерении сил кварцевые датчики занимают прочное место, причем положение их укрепляется благодаря совершенствованию технологии изготовления датчиков и усилительной аппаратуры. Трудности из-за требуемых больших сопротивлений изоляции возникают также при измерениях в очень влажной окружающей среде. Хотя кварцевые датчики в принципе очень хорошо подходят для прецизионных измерений, на практике это не всегда можно использовать.

Оценочные классы четко различаются Друг от друга (в том числе сточки зрения технического применения). Характерным для класса А является нулевая нижняя граница частоты сигнала, в то время как класс Б имеет определенную нижнюю границу частоты сигнала, и соответствующие приборы пригодны только для динамических измерений. Класс В позволяет осуществить очень высокую точность измерений, однако в ограниченном диапазоне номинальных сил. Несколько затруднительно разграничение класса Г от класса А, особенно для датчиков с резисторными, емкостными или электромагнитными преобразователями, которые работают с модулируемым вибратором. Чтобы не усложнять основу для сравнения, подобные датчики, частотные по вторичному признаку, отнесены по принципу действия к классу А.