Измерение деформаций

метки: Деформация, Измерение, Современный, Перемещение, Датчик, Преобразователь, Частота, Диапазон

В последнее десятилетие в условиях рыночной экономики важным фактором успеха предприятий стало качество измерительной информации, которое в основном зависит от качества средств измерений.

Сегодня качество измерений характеризуется преобразователями измерений, которые обладают высокими эксплуатационными параметрами: быстродействием, малыми погрешностями, многоразрядностью.

Современные технологии требуют постоянного контроля за многими параметрами технологических процессов и контроля состояния оборудования. Не маловажными являются параметры упругого механического напряжения, а именно изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга (деформации).

Измерение деформаций называется тензометрией; измерения производятся с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются резистивные тензодатчики, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеноструктурный анализ.

1. Общие сведения

Деформация (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.

Деформации разделяют на обратимые (упругие) и необратимые (пластические, ползучести).

Упругие деформации исчезают после окончания действия приложенных сил, а необратимые — остаются. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия (другими словами, атомы не выходят за пределы межатомных связей); в основе необратимых — необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия (то есть выход за рамки межатомных связей, после снятия нагрузки переориентация в новое равновесное положение).

Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность.

Виды деформации тела:

• растяжение-сжатие,
• сдвиг,
• изгиб,
• кручение.

В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных видов деформаций. В конечном счёте, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.

Взаимные превращения жидкостей и газов. Твердые тела

... кипения имеем: PНАС.+PВОЗДУХА[pic] PАТМ.+ ?gh+PП.Н. ? жидкость Температура TК, при которой исчезает различие между жидкостью и ее насыщенном паром, пар называется критической. 0 TК ... хранении продуктов и материалов; В) хранения произведений искусств; Г) в проектирование строительных сооружений; Деформация. Виды деформации твердых тел. Деформацией назв. изменение формы или объема тела под действием ...

Деформация твёрдого тела может явиться следствием фазовых превращений, связанных с изменением объёма, теплового расширения, намагничивания (магнитострикция), появления электрического заряда (пьезоэлектрический эффект) или же результатом действия внешних сил.

Измерения производятся с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются резистивные тензодатчики, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеноструктурный анализ.

Тензометры — это приборы измеряющие напряжение и деформацию на локальном участке. Существует несколько видов тензометров. Среди них механический, резистивных, струнный и другие виды.

2. Виды деформации твердых тел

Деформация растяжения — вид деформации, при которой нагрузка прикладывается продольно от тела, то есть соосно или параллельно точкам крепления тела. Проще всего растяжение рассмотреть на буксировочном тросе для автомобилей. Трос имеет две точки крепления к буксиру и буксируемому объекту, по мере начала движения трос выпрямляется и начинает тянуть буксируемый объект. В натянутом состоянии трос подвергается деформации растяжения, если нагрузка меньше предельных значений, которые может он выдержать, то после снятия нагрузки трос восстановит свою форму.

Данные испытания являются главными для всех тросов и веревок, которые используются для строповки, крепления грузов, альпинизма. Растяжение имеет значение также при строительстве сложных подвесных систем со свободными рабочими элементами.

Деформация сжатия — вид деформации, аналогичный растяжению, с одним отличием в способе приложения нагрузки, ее прикладывают соосно, но по направлению к телу. Сдавливание объекта с двух сторон приводит к уменьшению его длины и одновременному упрочнению, приложение больших нагрузок образовывает в теле материала утолщения типа «бочка».

Деформация сжатия широко используется в металлургических процессах ковки металла, в ходе процесса металл получает повышенную прочность и заваривает дефекты структуры. Сжатие также важно при строительстве зданий, все элементы конструкции фундамента, свай и стен испытывают давящие нагрузки. Правильный расчет несущих конструкций здания позволяет сократить расход материалов без потери прочности.

Деформация сдвига — вид деформации, при котором нагрузка прикладывается параллельно основанию тела. В ходе деформации сдвига одна плоскость тела смещается в пространстве относительно другой. На предельные нагрузки сдвига испытываются все крепежные элементы — болты, шурупы, гвозди. Простейший пример деформации сдвига — расшатанный стул, где за основание можно принять пол, а за плоскость приложения нагрузки — сидение.

Деформация изгиба — вид деформации, при котором нарушается прямолинейность главной оси тела. Деформации изгиба испытывают все тела подвешенные на одной или нескольких опорах. Каждый материал способен воспринимать определенный уровень нагрузки, твердые тела в большинстве случаев способны выдерживать не только свой вес, но и заданную нагрузку. В зависимости от способа приложения нагрузки при изгибе различают чистый и косой изгиб.

Проектирование производства работ по усилению фундамента здания

... захваток по периметру всего фундамента, т. е. составит 27 перестановки. 1.3 Общие принципы производства работ по усилению фундамента с помощью железобетонных обойм Укрепление кладки фундаментов железобетонными ... для проектирования Рис. 1.1 Усиление бутовых фундаментов путём устройства железобетонной обоймы При двухстороннем усилении монолитная обойма выполняется с двух сторон фундамента, как ...

Значение деформации изгиба важно для проектирования упругих тел, таких, как мост с опорами, гимнастический брус, турник, ось автомобиля и другие.

Деформация кручения — вид деформации, при котором к телу приложен крутящий момент, вызванный парой сил, действующих в перпендикулярной плоскости оси тела. На кручение работают валы машин, шнеки буровых установок и пружины.

3. Классификация тензометров

Резистивные тензометры представляют популярную группу универсальных приборов для контроля растяжения или сжатия контролируемого изделия. В качестве чувствительного элемента в тензометрах этого типа используются тензорезисторы. Принцип действия тензорезистора базируется на изменении электрического сопротивления при деформации его вместе с изделием. Он представляет собой отрезок тонкой проволоки, уложенный змейкой на изоляционной основе. Для увеличения чувствительности в тензометрах используют по несколько тензорезисторов, включаемых по мостовой схеме.

Чувствительным элементом струнного тензометра служит отрезок стальной проволоки, закрепленной внутри трубки к ограничивающим торцы крепежными блоками. Принцип работы тензометра заключается в наличии зависимости частоты колебаний проволоки (струны) от ее натяжения.

Устанавливается датчик на поверхности контролируемого изделия путем приварки шаблона, с помощью болтовых соединений или клея. Датчик является изделием многоразового использования. Съем информации с помощью кабеля.

Индуктивные тензометры

В настоящее время выпускаются индуктивные тензометры двух видов. Первый — это тензометры с опорными призмами и регулируемой базой. Второй — с ножевыми опорами для работы с изделиями стержневого вида. В обеих чувствительным элементом служит катушка индуктивности с подвижным сердечником.

Катушка индуктивности закрепляется неподвижно на объекте. Подвижный сердечник соединен с ним через подвижную призму или нож и изменяет свое положение под воздействием деформирующей силы. Это перемещение приводит к изменению индуктивности или взаимоиндуктивности катушки. Зависимость электрических параметров катушки индуктивности от положения ее подвижного элемента положено в основу работы тензометров этого типа.

4. Основные параметры преобразователей

Тензорезистивные преобразователи.

Тензодатчик — измерительный преобразователь деформации твердого тела, вызываемой механическими напряжениями в электрический сигнал, предназначенный для последующей обработки.

Бывают металлические (проволочные, фольговые, пленочные) и полупроводниковые (пластинчатые).

Металлические

В основе принципа работы металлических тензорезисторов лежит явление тензоэффекта, заключающееся в изменении электрического сопротивления проводящего материала при его механической деформации.

Основной характеристикой чувствительности материала к механической деформации является коэффициент относительной тензочувствительности , определяемый как отношение относительного изменения сопротивления к относительному изменению длины проводника:

Так как сопротивление проводника связано с удельным электрическим сопротивлением с материала, длиной и площадью поперечного сечения этого проводника зависимостью

Тензо измерительная система. Тензодатчики

... датчик. По принципу действия тензометры делятся на механические, оптические, пневматические, струнные (акустические) и электрические. При выборе тензодатчиков ... на измерении местных деформаций. Методы и ... датчиков на бумаге. Развитие компьютерной техники и аналого-цифрового преобразователя изменило облик этой аппаратуры. На настоящий момент стала возможна не только регистрация сигналов тензодатчиков, ...

то относительное изменение сопротивления, вызванное деформацией проводника под действием равномерного механического напряжения,

Из последнего выражения следует, что при конечном изменении напряжения относительное изменение сопротивления

При деформации твердых тел изменение их длины связано с изменением объема. При этом изменение объема в зоне упругих деформаций для каждого материала является величиной постоянной и характеризуется коэффициентом Пуассона

(здесь — диаметр проводника круглого сечения или поперечный размер проводника квадратного сечения).

Учитывая, что

получим выражение для коэффициента относительной тензочувствительности

Фольговые преобразователи представляют собой ленту из фольги толщиной 4—12 мкм, на которой часть металла выбрана травлением таким образом, что оставшаяся его часть образует решетку с выводами. Фольговые преобразователи имеют меньшие габариты, чем проволочные; известны тензорезисторы с базой до 0,8 мм. У фольговых тензорезисторов поперечная чувствительность значительно меньше за счет расширения поперечных участков . Характерные типы фольговых преобразователей показаны на рис. . Недостатком обычных фольговых преобразователей является сравнительно низкое сопротивление, не превышающее обычно 50 Ом.

Металлические пленочные тензорезисторы изготовляются путем вакуумной возгонки тензочувствительного материала с последующим осаждением его на основу (подложку).

Форма тензорезистора задается маской, через которую производится напыление. Пленочные тензорезисторы имеют толщину меньше 1 мкм. Для изготовления пленочных тензорезисторов применяются металлические сплавы (например, титаноалюминиевый).

5. Особенности тензодатчиков

измерение деформация тензометр тензодатчик

Работа тензодатчика основана на простых принципах механики, и если на механическую конструкцию действуют внешние силы, то она изменяет свою форму таким образом, чтобы противостоять воздействию этих сил. Такие изменения могут быть явными и значительными, как в случае изгиба удочки при выуживании пойманной рыбы или могут быть микроскопическими, например — прогиб железнодорожного моста при проезде по нему поезда. Если в данной металлической конструкции сделать небольшое отверстие, оно будет деформироваться в эллипс при деформации самой конструкции, прямо пропорционально приложенной к конструкции силе. Если в это отверстие вклеить пленочный тензорезистор, можно с большой точностью измерить эту деформацию или нагрузку. Таким образом, тензорезистор эффективно превращает всю конструкцию в датчик для измерения силы, нагрузки или положения.

Максимальная нагрузка на тензодатчик зависит от конструкции: существующие системы измерений имеют пределы взвешивания от нескольких грамм до сотен тысяч тонн. При этом обеспечивается минимальная чувствительность к колебаниям температуры за счет схемотехнических решений. В современных тензорезисторных датчиках используется двойной мост (мост Кельвина), что позволяет снизить ошибки нелинейности, повторяемости и гистерезиса. Определенная степень точности должна быть обеспечена при выборе места установки датчиков в конструкцию используемого измерительного устройства. Необходимо учитывать, что на точность полученной системы влияют количество датчиков, нагрузка на каждый датчик, материал самой конструкции. Отметим, что минимального уровня ошибок можно достичь только при правильной установки датчиков в конструкцию.

Емкостные преобразователи

... где g - ускорение силы тяжести. К емкостным преобразователям близки по своим характеристикам полупроводниковые диоды, в ... слуховых или зрительных образов, отображающих свойства входной информации; формирование управляющих сигналов, используемых для управления ... с диэлектрической проницаемостью e, ёмкость будет C = es/d (3) Рассматриваемый преобразователь на электрической стороне характеризуется ...

Тензометрические датчики подразделяются:

• по типам (балочные, S-образные, таблеточные, сдвоенная балка и т.п.);

• по максимальной нагрузке ( от нескольких грамм до десятков и сотен тонн);
• по чувствительности (1..2..3 mV выходного сигнала на 1 V питающего напряжения);

• по классу точности (количество поверочных интервалов) и т.д.

Классификация тензодатчиков по области применения:

• тензодатчики для С/Х оборудования;
• тензодатчики для прокатных станов;
• тензодатчики для штамповочных прессов;
• тензодатчики для автопогрузчиков;
• тензодатчики для контроля износа оборудования;
• тензодатчики для охранных систем;
• тензодатчики для измерения нагрузок в конструкциях;
• тензодатчики для измерения моментов;
• тензодатчики для взвешивания емкостей;
• тензодатчики для монорельсовых весовых систем;

6. Понятие пьезоэффекта и его основные параметры

В настоящее время наиболее широкое применение контактные пьезоэлектрические вибропреобразователи инерционного действия. Пьезоэлектрические вибропреобразователи основаны на использовании явлений прямого и обратного пьезоэффектов. При прямом пьезоэффекте под действием механических сил на некоторые вещества с кристаллической структурой возникает деформация элементарных ячеек кристалла, приводящая к смещению положительных и отрицательных ионов относительно друг друга, что вызывает электрическую поляризацию вещества. При обратном пьезоэффекте воздействие внешнего электрического поля вызывает относительное смещение положительных и отрицательных ионов, что приводит к деформации вещества. Пьезоэффект наиболее сильно выражен у кварца, сегнетовой соли, титаната бария, цирконата титана свинца (ЦТС), ряда других материалов.

Основными параметрами, характеризующими пьезоэффект являются: напряженность электрического поля Ј, поляризация Р (или электрическая индукция D), упругое напряжение <3 и деформация С3. Упругое напряжение (СТ) определяется как сила, действующая на единицу площади. Деформация L, объема пьезоэлемента сопровождается некоторым его смещением Y, которое может быть представлено вектором с компонентами Yx, YY, Yz, направленными по осям симметрии кристалла. Поляризация Р изотропного диэлектрика, помещенного в электрическое поле 8, определяется следующей формулой:

где X — коэффициент поляризации. Величины Р и 8 являются векторами, Электрическая индукция:

• где ЕО — электрическая постоянная;
• Е — диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

Если пренебречь анизотропными свойствами диэлектрика и предположить однонаправленность электрического поля, то математическое выражение прямого пьезоэффекта имеет вид:

• где d — пьезомодуль, характеризующий взаимозависимость между механическими и электрическими величинами;
• упругое напряжение; D — электрическая индукция. При этом обратный пьезоэффект описывается выражением:
• где — деформация;
• напряженность электрического поля. Численное значение пьезомодуля различно для различных кристаллических веществ. Из формул (3) и (4) следует, что

Индекс — означает, что при прямом пьезоэффекте напряженное состояние кристалла создается в отсутствии внешнего электрического поля (т.е. к обкладкам кристалла не подводится внешнее напряжение).

Индекс означает, что при обратном пьезоэффекте создается внешнее поле в отсутствии напряжений в кристалле (кристалл не задан).

7. Условия применения преобразователей

1. Габаритные размеры и массы измерительных преобразователей должны быть достаточно малы, чтобы они не оказывали обратного действия на испытываемые изделия, а также чтобы обеспечивались измерения деформации в «точке», а не на «площади». 1 Известно, что скорость распространения продольных колебаний в твердых телах составляет 5*103 м/с. При воздействии деформации в механических элементах конструкции преобразователя возникают стоячие волны, длина которых оказывается соизмеримой с габаритными размерами указанных элементов, в результате чего форма частотной характеристики преобразователя искажается. Поэтому необходимо, чтобы максимальный габаритный размер преобразователя L был бы значительно меньше длины (К) распространяющейся волны, т.е.

При выполнении данного требования можно считать, что преобразователь позволяет измерять параметры в определенной точке испытываемого изделия.

2. С целью уменьшения габаритов преобразователя необходимо изготавливать инерционный элемент из металлических сплавов с большой плотностью.

3. Создание восстанавливающей силы, обеспечивающей демпфирование инерционного элемента, достигается с помощью специальных пружин, обеспечивающих подвес инерционного элемента к корпусу преобразователя. ‘ При выборе материала пружины следует учитывать, что величина коэффициента упругости, изготовленной из него пружины, существенно влияет на собственную частоту механического резонанса преобразователя, а также, что он определяет статическую прочность упругого подвеса. Необходимо также, чтобы его допустимая деформация была достаточно большой. При этом пределы пропорциональности не должны нарушаться.

4. Как указывалось, наибольшее применение получили преобразователи направленного действия. Однако, при испытаниях, в некоторых случаях, на преобразователь может действовать произвольная вибрация и тогда возникает вопрос, действие какой из компонент измеряется преобразователем. Для уменьшения чувствительности преобразователи к не измеряемым компонентам прибегают к различным конструктивным усовершенствованиям.

5. Анализ приведенных выше условий применения измерительных преобразователей позволяет сделать вывод о предпочтительном использовании акселерометров, а не велосиметров, т. к. они могут иметь меньшие габариты и более широкий частотный диапазон. Необходимость измерения параметров в диапазоне высоких частот обусловлена быстрым развитием скоростных видов транспорта и особенно авиации и космонавтики.

8. Причины неравномерности амплитудно-частотной характеристики пьезоэлектрических преобразователей

Одним из основных параметров преобразователей является действительный коэффициент преобразования (Кл), характеризующий чувствительность преобразователя к ускорению. Пользуясь приводимыми выше формулами можно вывести уравнение для определения Кд, дающее возможность проанализировать амплитудно-частотную характеристику пьезообразователя.

где: Свх — входная емкость вместе с приведенной емкостью кабеля, измеренные на входе измерительной схемы;

• частота колебаний;
• гвх. входное сопротивление измерительной схемы;

• k=(k) d=o — коэффициент упругости пьезоэлемента при отсутствии заряда;
• h — коэффициент демпфирования. В области низших частот можно пренебречь суммой С0 + Свх по сравнению с и тогда:

Анализ приведенной формулы показывает, что амплитудно-частотная характеристика пьезопреобразователя имеет завал в области низких частот, который тем ближе к О.=0, чем сильнее неравенства:

Физически этот завал объясняется тем, что заряды на гранях пьезопреобразователя относительно быстро стекают через RBX, а также через изоляцию и по поверхности пьезокристалла. Поэтому с уменьшением частоты колебаний это стекание зарядов заметнее. Уменьшение завала частотной характеристики достигается за счет применения соответствующих пьезоматериалов, улучшения изоляции, укорочения кабеля, использования в измерительной схеме входных устройств с большим RBX, а также включение дополнительных конденсаторов, ёмкость которых позволяет сдвигать завал характеристики ближе к W=0. С целью уменьшения завала амплитудно-частотной характеристики преобразователя в области низших частот целесообразно увеличивать собственную ёмкость Со за счет увеличения толщины кристалла, что ведет к снижению чувствительности, но к возрастанию упругости К и изменению

Сильное шунтирующее действие на собственную ёмкость преобразователя оказывает ёмкость проводов (кабелей), которая может быть сравнима с ёмкостью преобразователя.

В области высших частот амплитудно-частотная характеристика будет равномерной, если выполняется условие, что собственная частота Wo колебательной системы преобразователя значительно выше частоты Q.B в спектре вибрации:

9. Условия осуществления оптимальной конструкции пьезоэлектрического преобразователя

Желательно, чтобы пьезоэлектрический преобразователь имел большой коэффициент преобразования и высокую собственную частоту преобразования (сои) и емкость (С»).

Однако, формулы (6) и (7) показывают, что эти требования частично противоречивы. Увеличение модуля упругости (Е) только повышает собственную частоту. Увеличение диэлектрической проницаемости увеличивает собственную ёмкость С» и уменьшает коэффициент преобразования. Увеличение частоты (В) пьезоэлемснта и инерционного элемента увеличивает коэффициент преобразования, но понижает собственную ёмкость (С»).

Увеличение площади пьезоэлемента S1 повышает собственную ёмкость (С»), но требует соответственного увеличения площади инерционного элемента S1 чтобы

Увеличение плотности материала инерционного элемента (А), повышает коэффициент преобразования, но снижает собственную частоту.

Таким образом, уменьшение габаритов преобразователя уменьшает коэффициент преобразования и собственную ёмкость, но увеличивает собственную частоту механического резонанса.

В настоящее время для изготовления пьезоэлектрических преобразователей наиболее широкое применение имеет пьезокерамика ЦТС — цирконат титанит свинца, обладающая высокой чувствительностью (ЗООнК/Н), равномерной температурной характеристикой и обеспечивающая возможность измерения при температурах до 260 °С.

10. Тензорезисторный датчик М50

10.1 Область применения

Взвешивание емкостей и баков.

10.2 Описание средства измерения

Тензодатчики серии М семейство тензодатчиков мембранного типа, в основном используемых для взвешивания емкостей и баков. Благодаря конструктивным особенностям тензодатчики легко встраиваются в весоизмерительные системы. При этом обеспечивается высокая надежность встройки. Датчики могут работать в любых условиях окружающей среды. Тензодатчики мембранного типа выигрывают в цене по сравнению с тензодатчиками других типов. Типоразмеры тензодатчиков охватывают широкий спектр нагрузок от 500кг до 50т.

Особенности

Датчики изготовлены из материалов и комплектующих лучших мировых производителей.

Герметизация датчика производится крышкой из нержавеющей стали, прикрепленной к упругому элементу с помощью лазерной сварки.

Каждый датчик проходит проверку на герметичность гелиевым течеискателем.

Тензодатчики проходят испытания на эталонных силозадающих машинах производства «Тензо-М». Машины аттестованы в качестве эталонов первого разряда согласно Государственной поверочной схеме для средств измерения силы (ГОСТ Р 8.663-2009)

Потребителю тензодатчики поставляются подобранными по группам для совместного использования в весах

Гарантийный срок 4 года

Соответствие стандартам — ГОСТ Р 8.726-2010.

Датчики сило- и весоизмерительные серии М внесены в Госреестр средств измерений Республика Беларусь под № РБ 03 02 5309 13.

Датчики сило- и весоизмерительные серии М внесены в Госреестр средств измерений РФ под № 53673-13.

Датчики весоизмерительные серии М сертифицированы на соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза TP ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». Сертификат №ТС RU C-RU.ГБ05.В.00238.

10.3 Технические характеристики

Технические характеристики

Параметры датчика	Единицы измерения	Значения параметров
Наибольший предел измерения (НПИ)	т	0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0
Класс точности по ГОСТ Р 8.726-2010		С1	C3
Число поверочных интервалов		1000	3000
Минимальный поверочный интервал		НПИ / 5000	НПИ / 10000
Рабочий коэффициент передачи (РКП	мВ/В	2 ± 0,010	2 ± 0,002
Начальный коэффициент передачи (НКП	% от РКП	< 3	< 3
Комбинированная погрешность	% от РКП	? ±0,040	? ±0,020
Ползучесть (30 мин.)	% от РКП	? ±0,049	? ±0,025
Изменение НКП от температуры	% от РКП/°С	? ±0,0028	? ±0,0014
Изменение РКП от температуры	% от РКП/°С	? ±0,0022	? ±0,0011
Наибольшее напряжение питания постоянного тока	В	12
Сопротивление входное	Ом	750 ±15
Сопротивление выходное	Ом	700 ±1
Сопротивление изоляции	ГОм	? 5
Диапазон термокомпенсации	°С	-10… +40
Рабочий диапазон температур	°С	-30… +50
Диапазон температур хранения	°С	-40… +50
Степень защиты по ГОСТ 14254		IP68
Допустимая перегрузка в течение не более 1 часа	% от НПИ	25
Разрушающая нагрузка	% от НПИ	300
Материал датчика		Нержавеющая сталь

10.4 Расчет погрешности виброметра ВК-5

Основная погрешность виброметра в рабочем диапазоне амплитуд определяют на фиксированной частоте (базовой), находящейся в диапазоне 10-1000 Гц, не менее чем при пяти значениях амплитуд, равномерно распределённых по амплитудному диапазону, одно из которых должно быть минимальным, другое — максимально допустимым. Для многодиапазонных виброметров должно быть не менее одной точки в каждом диапазоне.

1. Основная (относительная) погрешность виброметра в процентах определяется по формуле

да=(Vn — Vg)/Vg*100,

где Vg — значение параметра вибрации, воспроизводимое поверочной виброустановкой;

• Vn — соответствующее показание виброметра (на базовой частоте).

2. Основную (относительную) погрешность виброметра в рабочем диапазоне частот в процентах определяют по формуле:

дf=(Vn — Vб)/Vб*100,

где Vn -максимальное или минимальное показание виброметра;

• Vб — показание виброметра на базовой частоте.

3. Расчет погрешности виброметра при доверительной вероятности 0,95

Двб=1,1*SQRT(SQR(до)+SQR(Д)+SQR(н1)),

где до — погрешность образцового средства измерения;

Д — основная погрешность виброметра в рабочих диапазонах частот и амплитуд

Д=SQRT(SQR(дa)+SQR(дf)),

где дa — основная погрешность виброметра в рабочем диапазоне амплитуд;

• дf — основная погрешность виброметра в рабочем диапазоне частот;

н1 — нестабильность виброметра за время работы

н1=0,5*Д.

4. Значение нестабильности виброметра за время работы определяется из документации поверяемого виброметра, при отсутствии значения в документации — по формуле выше .

5. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики ИПВ в процентах определяется по формуле

гИПВ=ДVм /Vб*100,

где ДVм — максимальное отклонение показания ИПВ от значения, полученного на базовой частоте;

• ДVб — показание ИПВ на базовой частоте;

6. Действительное значение коэффициента преобразования ВИП определяют по формуле (для пьезоэлектрических ВИП)

КDA=Uб /(гсу*aD),

где Uб -показание электронного вольтметра;

• гсу -коэффициент передачи СУ (при отсутствии, гсу=1);
• aD -значение виброускорения, воспроизводимое образцовой виброустановкой.

7. При поэлементной поверке виброметра погрешность рассчитывают по формуле

Двб=1,1*SQRT(SQR(ДВИП)+SQR(гИПВ)+SQR(н2)),

где ДВИП — погрешность виброизмерительного преобразователя;

• гИПВ — неравномерность амплитудно-частотной характеристики измерительного прибора виброметра;

н2 — нестабильность измерительного прибора виброметра за время работы

н2=0,5*Д.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы ознакомились с общей характеристикой измерителей деформации, их видами, а также с конкретным прибором — тензорезисторным датчик М50,который благодаря конструктивным особенностям он легко встраивается в весоизмерительные системы. При этом обеспечивается высокая надежность встройки. Датчики могут работать в любых условиях окружающей среды. Изучили технические данные и принцип работы данного устройства.

В промышленном производстве в настоящее время существует разнообразный ряд технических средств, решающих задачу измерения и контроля деформаций. Средства измерения деформации реализуют разнообразные методы, основанные на различных физических принципах.

Библиографический список

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/sovremennyie-metodyi-izmereniya-peremescheniy-i-deformatsiy/

1. Автоматизация измерений и контроля электрических и неэлектрических величин. / Под ред. А.А.Сазонова. — М.: Изд-во стандартов, 1987. 328с.

2. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. -М.: Энергоатомиздат,1986. 448с.

3. Хофманн Д.Техника измерений и обеспечение качества: Справочная книга. — М.: Энергоатомиздат,1983. 472с.

4. Метрологическое обеспечение электронных средств измерений электрических величин: Справочная книга. /А.М.Федоров, М.Я.Цыган, В.И. Мичурин. — Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. 208с.

5.