Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [ 51 ] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

где Xi - мгновенное значение X, зафиксированное в начале цикла.

Зависимость между Yi vi X нелинейна, что неудобно для измерения Xi, но удобно для измерения величины, обратной Xt.

В обоих случаях (рис. 5.1, б, в) при х = const моменты мгновенной компенсации следуют через одинаковые промежутки времени. - В третьем случае в момент равенства Хп и Хк

Хп = PiFiX, = p,F,Xo; = X, . (5.3)

Такое устройство удобно для выполнения различных математических операций.

В большинстве известных АИП развертывающего уравновешивания использован первый случай, поскольку образцовую величину Хк более удобно изменять по заданному закону с высокой точностью. Поэтому далее будем рассматривать АИП уравновешивания с изменением Хк.

Выходной величиной Y в аналоговых приборах развертывающего уравновешивания выбирают угол поворота а, линейное перемещение /, интервал времени Т или частоту /. Компенсирующая величина Хк прямо пропорциональна выходной величине а, I, Т или f:

Хк = Pik; Хк = Рг/; Хк = РзГ; Хк = PJ.

Известны АИП развертывающего уравновешивания с нелинейной зависимостью между Хк и выходной величиной для функционального преобразования, например для устранения нелинейности входных преобразователей.

В каждый начальный момент цикла, когда а, I или Т равны нулю и Хк = О, генерпруется первый импульс. В каждом цикле изменения Хк, при равенстве X и Хк, усилителем некомпенсацин генерируется второй импульс. В каждом цикле изменения Хк прибором выдаются ограниченные этими двумя импульсами значения выходной величины угла - а, перемещения или интервала времени Т, пропорциональные данной мгновенной ординате измеряемой величины Х- (рис. 5.1, б).

Синхронное и пропорциональное изменение компенсирующей величины в виде напряжения Uk, в зависимости от угла а, очень просто осуществляется в ОП в виде делителя напряжения с переменным сопротивлением, например в виде кольцевого реохорда, движок которого непрерывно вращается.

Устройствами, выдающими пилообразное напряжение как линейную функцию времени, являются генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). ГЛИН используются в частотных и временных преобразователях развертывающего уравновешивания, которые применяются в цифровых измерительных приборах (п. 7.5).

Структурная схема электромеханического прибора развертывающего уравновешивания с изменением Хк (рис. 5.2,а) состоит из двигателя и обратного преобразователя, устройства сравнения, усилителя некомпенсации (УН), устройства регистрации выходной величины а или / (РУ). Звенья ОП и РУ непрерывно приводятся в движение двигателем М. В момент равенства X и Хк усилитель некомпенсации выра-



Kc=consi

а if

рис. 5.2. Структуры аналоговых э-пектромеханических приборов развертывающего уравновешивания:

а - с принудительным изменением компенсирующей величины Xft; б - с принудительным изменением величины Х, пропорциональной мгновенному значению измеряемой величины К.

батывает сигнал, индицирующий или фиксирующий данное значение а, или Zi, прямо пропорциональное измеряемой величине в момент компенсации. Этот сигнал передается на РУ. При дискретном во времени измерении Л (О необходима импульсная мгновенная индикация или регистрация результата измерения.

На рис. 5.2,6 показана структурная схема аналогичного прибора, но с разверткой величины Х,, пропорциональной Xi - мгновенному значению измеряемой величины, которое было внесено в запоминающее устройство (ЗУ) в момент начала цикла.

В приборах развертывающего уравновешивания динамическая погрешность от инерционности звена, генерирующего Хк не возникает. Равенство измеряемой и компенсирующей величин в приборах длится в течение каждого цикла изменения Хк только одно мгновение. Следовательно, циклические аналоговые АИП измеряют в течение цикла отработки Хк только одну мгновенную ординату измеряемой величины X в момент равенства Х и Хк (рис. 5.1,6).

В приборах развертывающего уравновешивания погрешности возникают от нестабильности порога чувствительности и запаздывания УН, а также от изменения коэффициента пропорциональности К между Хк и выходной величиной Y. Усилитель некомпенсации в таких приборах должен индицировать мгновение равенства X и Хц. В действительности индицируется момент, когда Хк становится больше X на Ап.ч - порог чувствительности усилителя некомпенсации. В результате УН генерирует импульс (рис. 5.3,а) не в момент t, а в момент и в показаниях прибора возникает погрешность (%)

Vn. 4 = 100.

(5.4)

Если Дп.ч = const, то это погрешность может быть скомпенсирована соответствующим уменьшением интервала Т\ на время АТп. ч. При осуществлении такой компенсации погрешность возникает только от нестабильности порога чувствительности. В приборах непрерывного во времени уравновешивания погрешность уп. ч компенсировать труднее, так как она знакопеременна.

В приборах, развертывающего уравновешивания погрешность возникает и от запаздывания УН. Если УН имеет время запаздывания





Рис. 5.8. Погрешности аналогового прибора развертывающего уравновешивания:

а - от порога чувствительности и от запаздывания УН; б - от изменения коэффициента пропорциональности К между компенсирующей величиной Xft и выходной величиной прибора t.

Дуи, ТО УН срабатывает в момент /3. Возникающая погрешность 7А/ун аналогична погренности от порога чувствительности (%)

Тлун = • 100- (5-5)

* н

Изменение коэффициента р, т. е. тангенса угла наклона линейной развертки (рис. 5.3,6), может возникнуть в результате изменения параметров ОП. При этом возникает погрешность, приведенное значение которой составляет (%)

(l/Pi-I./P) 100

1/Рн

(5.6)

В таких приборах к обратному преобразователю предъявляются требования высокой стабильности коэффициента преобразования и строгой линейности. Приборы, в зависимости от вида используемых в них элементов, могут быть электронными или электромеханическими.

Первый аналоговый прибор развертывающего уравновешивания типа ДК-1 (динамический компенсатор, рис. 5.4) был разработан Ф. Е. Темниковым в Московском энергетическом институте в 1935 г. Значительно позже, после опубликования работы Ф. Е. Темникова о принципе динамической компенсации, Г. Кейнатом был разработан аналогичный по принципу действия прибор, названный Свип Баланс Рекордер (рис. 5.5). Прибор использовался для измерения и регистрации температуры термопреобразователем сопротивления.

Примером аналоговых приборов развертывающего уравновешивания с промежуточной выходной величиной в виде частоты являются спектроанализаторы с электронно-лучевой трубкой (рис. 5.6,о). Вэтом приборе на первый вход УС, представляющего собой смеситель частот с узкополосным фильтром, подается напряжение Ux, имеющее линейчатый частотный спектр с гармоническими составляющими Uy, U,

UnC частотами /2. fn, на второй вход УС подается напряжение с линейно-изменяющейся частотой /к в диапазоне > /н- В схему





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [ 51 ] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166