WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 |

«УДК 389 В. М. Коробов ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЁЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Рассмотрены проблемы повышения метрологической надёжности информационноизмерительных ...»

-- [ Страница 1 ] --

3. Сахаров П. В. Проектирование электрических аппаратов (общие вопросы

проектирования): учебное пособие для студентов электротехнических вузов.

М. : Энергия, 1971. 560 с.

A. M. Markov

PARTICULARITIES OF THE CALCULATION

OF THE SYSTEM OF THE EXTINGUISHING THE ELECTRIC ARC

IN ELECTROMAGNETIC CONTACTOR OF THE DIRECT CURRENT

They are considered problems calculation systems of the extinguishing the arc, allowing stable to extinguish the arc of the direct current, appearing on contact of the electric device. The offered methods of the system calculation execution of the extinguish, providing necessary engineering accuracy and validity result.

Keywords: electric arc of the direct current, including ability, transverse magnetic field, spool of the current for extinguishing the electric arc.

Марков Александр Михайлович — доцент кафедры «Электропривод и системы автоматизации» ФГБОУ ВПО ПсковГУ, канд. техн. наук, доцент.

УДК В. М. Коробов

ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЁЖНОСТИ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Рассмотрены проблемы повышения метрологической надёжности информационноизмерительных систем. Показано, что точность измерений в этих системах определяется, в основном, погрешностью первичного преобразования измерительной информации. Рассмотрен способ аппаратной коррекции погрешностей параметрических датчиков, имеющих зависимость метрологических характеристик от времени и условий эксплуатации.

Ключевые слова: информационно-измерительные системы, метрологическая надёжность, погрешность измерения, первичные преобразователи измерительной информации, программная и аппаратурная коррекция.

Проблемы компьютеризации измерительных средств стали активно обсуждаться в начале 1980-х гг. Это было обусловлено общими тенденциями в развитии вычислительной техники, темпами её освоения в измерительной практике, достижениями в разработке микропроцессорных средств и их технических приложений.

Включение процессора в состав измерительной цепи позволило возложить на программную часть измерительного средства реализацию сложных измерительных преобразований, обеспечивающих выполнение косвенных, совокупных и совместных измерений, статистических измерений, измерений с коррекцией и адаптивных измерений [1].

Прогресс в создании и совершенствовании информационноизмерительных систем (ИИС) идёт в двух направлениях [2]:

1. Формализация описания измерительных процедур за счёт формирования программной части измерительного средства.

2. Снижение погрешности преобразования измерительной информации на пути от первичного преобразователя (датчика) до ЭВМ за счёт достижений современной полупроводниковой схемотехники.

Совершенствование принципов построения измерительных средств и, в первую очередь, использование модульного подхода к синтезу как аппаратной, так и программной части ИИС, привело к созданию средств измерений с открытыми функциональными возможностями, варьируемыми за счёт трансформации состава ИИС.

Эта особенность ИИС в совокупности с усложнением реализуемых алгоритмов измерений требует формирования адекватных методов метрологического анализа результатов измерений.

Ключевыми для любого средства измерений, от простейшего аналогового прибора до компьютерной измерительной системы, являются понятия его метрологических характеристик (погрешности измерений и надёжности измерений) поскольку оператор всегда стоит перед дилеммой — верить или не верить полученному результату.

Метрологический анализ современных образцов ИИС, в структуру которых входят первичные преобразователи (аналоговые датчики), блоки первичной обработки измерительной информации (аналого-цифровые преобразователи) и вычислительная машина (микро ЭВМ или ПЭВМ), показывает, что:

1. Инструментальные погрешности аналого-цифрового преобразования в худшем случае не превышают погрешности квантования (для 12-ти разрядного АЦП это составит не более 0,005 %) [3]. Эта погрешность неизменна во времени и может быть учтена в программном обеспечении расчётов результатов измерений. Температурная погрешность канала аппаратной обработки измерительной информации может быть снижена до весьма малых величин термостатированием либо программной автокоррекцией.В последних разработках ИИС предусмотрена возможность определения индивидуальных функций влияния температуры на различные узлы системы: дрейф нуля усилителей постоянного тока, сопротивление коммутаторов, коэффициенты передачи различных структурных элементов. Коррекция производится автоматически. Аналогично снижают и частотную погрешность, доводя её до 10–7 % [1].

2. Погрешности расчётов с помощью ЭВМ сводятся, практически, к погрешности округления и могут быть пренебрежимо малы.

3. Слабым звеном в этой цепи являются первичные преобразователи, погрешности которых в зависимости от типа датчика лежат в диапазоне от десятых долей до единиц и более процентов [6]. Кроме того, многие датчики нестабильны во времени, стареют, имеют гистерезис, подвержены влиянию внешних возмущающих факторов, имеют разброс параметров в партии, требуют индивидуальной калибровки и т. п.

Таким образом, погрешности измерений в современных ИИС определяются, практически, погрешностями первичных преобразователей (датчиков) и именно проблемы с датчиками обычно приводят к метрологическим отказам ИИС.



Очевидно, что минимизация погрешностей первичного преобразования может быть достигнута путём совершенствования принципов и технологий изготовления как самих датчиков, так и за счёт оригинальных схемотехнических решений построения каналов первичной обработки измерительной информации.

Так, например, широко применяемые в промышленности сорбционные датчики при неплохих метрологических характеристиках, имеют и ряд существенных недостатков — не линейны, поляризуются, содержат в выходном сигнале неинформативные параметры, стареют в процессе эксплуатации, требуют регулярной метрологической аттестации и калибровки и т. д.

Схемотехнические решения [7, 8] построения каналов первичной обработки измерительной информации, полученной от сорбционных датчиков, позволили решить проблему нестабильности внутреннего источника опорного напряжения и масштабного коэффициента аналого-цифрового преобразователя, а также наличие неинформативных параметров в выходном сигнале датчика.

Метрологические характеристики любого средства измерения, в частности погрешности, могут изменяться в процессе эксплуатации. Следует отметить, что не все составляющие погрешности подвержены изменению во времени. Например, методические погрешности зависят только от используемой методики измерений. Среди инструментальных погрешностей есть много составляющих, практически не подверженных старению [4].

Изменение метрологических характеристик средства измерений во времени обусловлено процессами старения в его узлах и элементах, вызванными взаимодействием с внешней окружающей средой. Эти процессы протекают, в основном на молекулярном уровне и не зависят от того, находится средство измерения в эксплуатации или на консервации. Следовательно, основным фактором, определяющим старение средства измерения, является календарное время с момента изготовления, т. е. возраст. Скорость старения зависит, прежде всего, от используемых материалов и технологий. Исследования [5] показали, что необратимые процессы, изменяющие погрешность, протекают достаточно медленно и зафиксировать эти изменения в ходе эксперимента в большинстве случаев невозможно. Поэтому в современных ИИС используют различные математические методы, на основе которых строятся модели изменения погрешностей и производится прогнозирование метрологических отказов.

Чаще рассматривается одна из двух моделей изменения во времени погрешности средства измерений: линейная или экспоненциальная [3].

В общем виде модель погрешности с определенной вероятностью можно представить в виде: t 0 F(t), где 0 — начальная погрешность средства измерений; — случайная для совокупности средств измерений данного типа функция времени, обусловленная физико-химическими процессами постепенного износа и старения элементов и блоков. Получить точное выражение для этой функции исходя из физических моделей процессов старения практически не представляется возможным. Поэтому, основываясь на экспериментальных и статистических исследованиях, функцию F(t) аппроксимируют той или иной математической зависимостью.

Простейшей моделью изменения погрешности является линейная модель:

t 0 t где — скорость изменения погрешности.

Как показали проведённые исследования, данная модель удовлетворительно описывает процесс старения средства измерений в диапазоне от одного до пяти лет.

Практика показывает, что в ряде случаев с течением времени погрешность может, как нарастать, так и убывать. Эту ситуацию описывает экспоненциальная модель:

(t) 0et, где 0 — частота метрологических отказов на момент изготовления средства измерений (т. е. при t = 0), год–1; — положительное или отрицательное ускорение процесса метрологического старения, год–1.

Экспоненциальная модель процесса старения позволяет описать изменение погрешности средства измерения при увеличении его возраста от года и до практически бесконечности. Однако данная модель имеет ряд недостатков. Для средств измерений с отрицательным ускорением процесса старения она прогнозирует (при ) стремление погрешности к предельному нормируемому значению, а при положительном ускорении модель дает неограниченное возрастание погрешности с течением времени, что противоречит практике.

Очевидно, что программная корректировка погрешности первичных преобразователей возможна только, если определена функция F(t). А это, в свою очередь, возможно на основе достаточно длительных статистических наблюдений за конкретным типом датчиков, эксплуатируемых в одних и тех же условиях.

Таким образом, программная корректировка погрешностей, при всей её привлекательности, может быть применима только для решения весьма ограниченного круга задач, решаемых при проектировании ИИС.

Развитие технологий изготовления датчиков, достижения микроэлектроники позволили в настоящее время резко снизить стоимость первичных преобразователей, наладить выпуск «интеллектуальных датчиков», сочетающих в себе не только функции первичного преобразования измеряемой величины, аналого-цифрового преобразования, передачи измерительной информации по каналам связи, но и ряд других сервисных функций [1].

В этих условиях актуальным становится аппаратный способ коррекции погрешностей датчиков с явно выраженной зависимостью метрологических характеристик от времени и условий эксплуатации. Данный способ коррекции реализован в «Цифровом преобразователе влажности» (рисунок 1) [9].

Рис. 1. Цифровой преобразователь влажности: 1 — первичный преобразователь (датчик) влажности; 2, 9 — двухпозиционные ключи; 3, 8 — блоки выборки–хранения; 4 — цифро-аналоговый преобразователь; 5 — компаратор;

6 — блок преобразования; 7 — функциональный преобразователь;

10 — источник опорного напряжения; 11 — образцовый первичный преобразователь (датчик) влажности; 12 — добавочное сопротивление Устройство работает следующим образом.

Влажность преобразуется в датчике 1 в аналоговый сигнал. Блок 6 преобразует измеренный аналоговый сигнал в цифровой по методу поразрядного уравновешивания. Схемное решение позволяет в цикле измерений запитать цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 4 по цепи опорного напряжения выходным сигналом образцового датчика 11, а питание датчика 1 осуществить выходным напряжением ЦАП 4.



Pages:     || 2 |

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автоматики и электротехники РАСЧЕТ СИЛОВОЙ СЕТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА Методические указания к выполнению расчетно-графических и контрольных работ по электротехнике Казань 2013 УДК 621.3 ББК 31.2 З-38 З-38 Расчет силовой сети промышленного объекта: Методические указания к выполнению расчетно-графических и контрольных работ по электротехнике / Сост.: Г.И. Захватов, Л.Я....»

«1 МИНОБРНАУКИ РОССИИ –––––––——————————––––––– Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ ———————————————————— Р.И. ГРУШВИЦКИЙ, А.Х. МУРСАЕВ Проектирование дискретных устройств на VHDL Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство 2012 2 УДК 004.3144(075) ББК 3.973.2-04 Г Грушвицкий Р. И., Мурсаев А. Х. Г Проектирование цифровых устройств на VHDL: Учеб. пособие. – СПб.: 2012 Изд-во., 2012. 90 с. ISBN 978-5-7629-1086-6 Представлены основные этапы проектирования...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Учебное пособие Допущено Научно-методическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров – 220200 Автоматизация и управление и по направлениям...»

«1 Методические рекомендации по изучению дисциплины Электротехника и электроника 1. Общая характеристика дисциплины Электротехника, электроника и схемотехника Предмет изучения курса Электротехника и электроника – основные понятия и законы теории электрических цепей; методы анализа линейных и нелинейных цепей; переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета; принцип действия и характеристики компонентов и узлов электронной аппаратуры; основы аналоговой и цифровой схемотехники. Целью...»

«З.М. СЕЛИВАНОВА, Ю.Л. МУРОМЦЕВ ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет З.М. СЕЛИВАНОВА, Ю.Л. МУРОМЦЕВ ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов 2, 3 курсов дневного и заочного отделений, экстерната и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники (наименование кафедры) УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Микропроцессорные системы (наименование дисциплины) Основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности) 010701 Физика (код и наименование...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИКИ ИМ. Л.А. МЕЛЕНТЬЕВА МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ИрГТУ–ИСЭМ Н.И. Воропай ТЕОРИЯ СИСТЕМ для электроэнергетиков Учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области энергетики и электротехники Новосибирск Наука Сибирская...»

«Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Хабаровский государственный технический университет ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ Учебное пособие Утверждено издательско-библиотечным советом университета в качестве учебного пособия Составление и общая редакция Е.А. Жукова Хабаровск Издательство ХГТУ 2002 3 УДК 621.3 ББК Авторы: Е.С. Гафиатулина (лаб. раб. № 6, 8); Л.К. Гуц (лаб. раб. № 1); Е.А. Жуков (лаб....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой АПП и Э А.Н. Рыбалёв _ 2012 г. Энергетический факультет Кафедра Автоматизация производственных процессов и электротехники Учебно-методический комплекс дисциплины МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ для специальности: 220301 – Автоматизация технологических процессов и...»

«Федеральное агентство по образованию Тверской государственный технический университет Кафедра Электроснабжения и электротехники ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Методические указания к лабораторным работам Тверь 2006 УДК 621.3 Методические указания содержат описание восьми лабораторных работ по исследованию электроизмерительных приборов, измерительных преобразователей, методов измерения активных и пассивных электрических величин, исследование сглаживающих фильтров, полупроводниковых...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.