Раздел 1 Тема 1 5 Перечислить механические воздействия влияющие на работу приборного оборудования

Раздел 1
Тема 1
5. Перечислить механические воздействия, влияющие на работу приборного оборудования, и указать диапазоны их изменения.
Механические воздействия:
воздействие вибрации, представляющей собой периодические механические колебания, особенно опасны, когда их частота совпадает с частотой собственных вибраций элементов электронного регулятора. При определенных условиях может возникать механический резонанс, который обычно приводит к разрушению аппаратуры. Момент возникновения резонанса определяется с помощью тензометрических датчиков, установленных в наиболее критичных точках конструкции. Электронный регулятор, расположенный на двигателе, должен выдерживать синусоидальные вибрации с амплитудой ускорения 20g в диапазоне частот 5. .2000 Гц;
воздействия в виде механических ударов возникают при резком изменении ускорения и характеризуются ускорением и длительностью. Удары имеют место при нормальных условиях эксплуатации во время приземления, руления или неожиданного столкновения с порывами ветра в полете. При расположении электронного регулятора на двигателе возможны механические одиночные и многократные ударные нагрузки. Пиковое ускорение одиночной ударной нагрузки может достигать 15g (длительностью 15 мс). При ударных нагрузках многократного действия пиковое ускорение достигает 8g (длительностью 20 мс);
акустические воздействия представляют собой вид механических воздействий, возникающих в основном из-за шума, создаваемого двигателями. Количественно акустический уровень шума характеризуется давлением звука и диапазоном частот звуковых колебаний. Акустический шум в зоне установки электронного регулятора на двигателе может достигать уровня звукового давления 150 дБ (в диапазоне частот 0,1. 10 кГц) [1].

Тема 2
5. Объяснить динамическую погрешность, дать ее определение. Привести пример.
Динамическая погрешность – это погрешность СИ, возникающая при измерении изменяющейся в процессе измерений физической величины.
Для определения динамических погрешностей необходимо знать одну из динамических характеристик АЭП (аналоговый электроизмерительный прибор), описывающую связь между входным и выходным сигналами, изменяющимися во времени. К числу таких характеристик относятся полные и неполные динамические характеристики АЭП.
Полная динамическая характеристика определяет изменение выходного сигнала прибора или преобразователя при любом изменении во времени информативного или неинформативного параметра входного сигнала или влияющей величины. Неполная, частотная динамическая характеристика представляет собой параметр или функционал полной динамической характеристики АЭП.
Например, параметры переходной характеристики электронно-лучевого осциллографа: время нарастания, выброс, неравномерность вершины; время установления показаний показывающих приборов; полоса частот, пропускаемая измерительным преобразователем, и прочие характеристики, знание которых позволяет выполнить измерение с требуемой точностью[1].

Тема 3
5. Описать процесс квантования и привести оценки погрешности квантования.
Процесс округления истинного значения отсчета до значения ближайшего разрешенного уровня называется квантованием или дискретизацией по значению (уровню).
После осуществления операции квантования непрерывная случайная величина превращается в дискретную, то есть имеющую конечное число возможных значений, а непрерывное сообщение в последовательность элементарных дискретных сообщений источника.
Из определения операции квантования следует, что ей присуща неизбежная потеря информации, обусловленная наличием погрешности квантования. Ее значение, следовательно, и количество теряемой из-за нее информации является контролируемым и может быть сделано необходимо малым путем выбора достаточного количества разрешенных уровней шкалы квантования (вследствие соответствующего уменьшения шага квантования). Таким образом, непрерывные сообщения, описываемые процессом с дискретным временем, с помощью квантования отсчетов процесса с контролируемой точностью могут быть преобразованы в дискретные[1].

Раздел 2
Тема 4
5. Объяснить принцип действия частотного преобразователя давления.
Частотные преобразователи давления находят применение в цифровых системах измерения высотно-скоростных параметров. Частотный сигнал мало искажается при усилении и передаче его по информационным каналам. Частотные преобразователи отличаются высоким быстродействием, что объясняется отсутствием подвижных деталей, малыми перемещениями УЧЭ. В качестве механического колебательного элемента используют струну и трубчатые элементы.

Рисунок 1 – Частотный преобразователь давления: а-струнный; б – с тонкостенной трубкой; в – схема деформации сечения трубки
Струна 1 крепится одним концом к жесткому центру 2 мембраны 3, а другим концом – к неподвижному зажиму 5. Колебания струны создаются возбудителем 4.
Используется затухающий режим колебаний струны и режим автоколебаний. В режиме затухающих колебаний частота собственных колебаний фиксируется при подаче единичного возбуждающего импульса с помощью приемника колебаний (электромагнитного или магнитоэлектрического). Электрический сигнал приемника колебаний через формирователь импульсов в цифровой форме может передаваться потребителям.
В автоколебательном режиме сигнал приемника колебаний через фазосдвигающее устройство подается на возбудитель. Автоколебания имеют частоту, совпадающую с частотой собственных колебаний струны. Для получения линейной зависимости выходного сигнала преобразователя от силы натяжения струны используют двухструнные дифференциальные преобразователи [1].

Тема 5
5. Указать методические и инструментальные погрешности термоэлектрических термометров и методы их компенсации.
Погрешности термоэлектрических термометров складываются из погрешностей датчика, Электроизмерительной схемы и указателя.
Погрешности возникают из-за потерь от теплоизлучения и теплопроводности, из-за торможения газового потока, инерционности. Нагрев термопары протекающим током влияет незначительно на результат измерения.
Дополнительные погрешности имеют место из-за паразитных термоЭДС, зависящих от температуры в местах соединения проводников.
Для компенсации влияния температуры окружающей среды в термометрах типа ТЦТ используют биметаллический корректор, закручивающий или раскручивающий противодействующие пружины указателя.
Погрешности электроизмерительной схемы вызываются изменением сопротивления электрической цепи, в частности сопротивления рамок указателя при изменении температуры окружающей среды. Для уменьшения этих погрешностей в схеме предусмотрены термочувствительные резисторы. Погрешности указателя имеют место из-за действия вредных сил трения в опорах, небаланса подвижной системы, изменения жесткости пружины и магнитной индукции в зазоре при изменении температуры [1].

Тема 6
5. Рассмотреть температурные погрешности магнитоиндукционного тахометра и методы их компенсации.
В условиях, отличных от нормальных, возникают погрешности из-за изменения температуры, которая влияет на параметры магнитоиндукционного чувствительного элемента и противодействующей пружины. Если пренебречь изменением геометрических размеров элементов, то общий температурный коэффициент
α=2αв-αρ-αЕ
где αв, αρ, αЕ – температурные коэффициенты изменения индукции, сопротивления диска (цилиндра) – чувствительного элемента измерителя, модуля упругости материала пружины.
Подбором материалов общий коэффициент α сводят минимальному значению. Дальнейшее уменьшение температурных погрешностей осуществляется термомагнитным шунтом. Положение шунта вдоль оси магнитного измерительного узла может регулироваться для изменения коэффициента αв в разных образцах тахометров. Погрешности сил трения, небаланса подвижной системы компенсируются обычными способами.
В ходе эксплуатации магнитоиндукционных тахометров проверяют работоспособность измерителя с датчиком, погрешности в нормальных условиях, межфазное напряжение генератора. Проверка может осуществляться с помощью стандартных образцовых средств измерений [1].

Тема 7
5. Рассмотреть принципиальную схему канала суммарного запаса топлива турбинного расходомера.
Принцип измерения суммарного расхода или запаса топлива основан на подсчете частоты вращения крыльчатки за определенный период.

Рисунок 1 – Схема датчика расходомера ДРТМС: 1- подшипник; 2-втулка со стальным сердечником; 3-магнитный шунт; 4-катушка постоянной индуктивности; 5-катушка переменной индуктивности; 6-крыльчатка; 7-постоянный магнит; 8-статор; 9-червячная передача.
Крыльчатка 6 через червячную передачу 9 вращает втулку со стальным сердечником 2, являющимся звеном в магнитной цепи катушки переменной индуктивности 5. Последняя совместно с катушкой индуктивности 4 составляет схему индуктивного моста. Двумя другими плечами моста являются вторичные обмотки трансформатора, находящегося в преобразователе ПСР.
За определенное число оборотов крыльчатки датчика индуктивный мост выходит из равновесия за счет изменения индуктивности катушки 5. При этом в диагонали моста появляется сигнал переменного тока частотой 400 Гц, модулированный частотой сигнала датчика. Этот сигнал совместно с сигналами двух других датчиков расхода поступают на вход преобразователя суммарного расхода ПСР, где происходит усиление, формирование и распределение приходящих импульсов в определенную последовательность, пропорциональную сумме
Q1+ Q2+Q3
где Qi (i=1,2,3) – объемный расход топлива на каждый двигатель [1].

Тема 8
5. Рассмотреть структурную схему виброметра скорости.
Приборы контроля вибраций обеспечивают измерение скорости или ускорения вибрации двигателя и выдачу сигналов повышенной и опасной вибрации в случаях повышения ее значения выше установленной нормы.

Рисунок 1 – Структурная схема виброметра скорости типа ИВ – 200
На двигатель устанавливают два датчика: один на передней опоре, второй-на задней. Электронный блок БЭ состоит из двух независимых идентичных каналов, каждый из которых является усилителем с полосой пропускания 50…200 Гц, и общего блока питания. Сигнал датчика усиливается, выпрямляется, подается на указатель и одновременно на ждущий мультивибратор схем сравнения. При достижении заданного уровня виброскорости мультивибратор обеспечивает срабатывание электронного рыле Р, которое включает сигнальную лампу. Указатель ИВ является микроамперметром магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой.
В схеме предусмотрена система встроенного контроля, при кнопочном включении которого на вход канала усиления подается напряжение контрольной частоты. При этом световая сигнализация (сигнальные лампы «Повышенная вибрация» и «Опасная вибрация») должна включиться, а стрелка указателя – показать определенное значение виброскорости [1].

Список использованных источников

Воробьев В.Г, Глухов В.В., Кадышев И.К. Авиационные приборы, информационно измерительные системы и комплексы. Учебник для ВУЗов / М.: Транспорт, 1992. – 399 с.