Пример: Глобальная сеть INTERNET
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Главная/

Радиоэлектроника, компьютеры и периферийные устройства. /

Исследование функций преобразования и метрологоческих характеристик бесконтактых волоконно-оптических датчиков перемещений.

Документ 1 | Документ 2

←предыдущая  следующая→
1 2 

                                         МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РФ

          МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И                                                          

                                                            МАТЕМАТИКИ

 

                                      МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 к  лабораторным работам  по курсу "Основы метрологии  и измерительной техники".

                                                                              Факультет автоматики и

                                                                               вычислительной техники

                                                                               Кафедра "Электронно-                                                             

                                                                                вычислительная аппаратура

                                                         Москва - 1998

               Изучение и исследование средств измерений электрических и неэлектрических величин.

               Методические указания  к лабораторным работам являются составной частью программы по дисциплине  "Основы метрологии и измерительной техники " , изучаемой студентами 2-го курса специальности 2101 - ЭВМ. системы , комплексы и сети.

   

             Лабораторные работы выполняются в объеме 18 часов.

              Основным содержанием лабораторных работ является  получение практических навыков работы с современными измерительными приборами, изучение методик  определения основных метрологических характеристик измерительных преобразователей и построение алгоритмов практического применения преобразователей в системах с электронно-вычислительной аппаратурой.

Часть 2-3. Исследование функций преобразования и метрологических характеристик бесконтактных волоконно- оптических датчиков перемещений.

1.Цель работы, ее краткое содержание.

                

              Целью данной работы является освоение методик определения основных метрологических и эксплуатационных характеристик первичных измерительных преобразователей информации на примере бесконтактного волоконно- оптического датчика перемещений , а также разработка алгоритма адаптации в системы ,содержащие средства вычислительной техники.

2.Теоретические сведения.

              Исследуемый в лабораторной работе бесконтактный волоконно-оптический преобразователь перемещений представляет собой систему состоящую из  источника излучения  ,примо- предающего волоконно- оптического канала и фотоприемника. Здесь поток излучения  от источника 1 вводится в предающий световод  2 и на его выходе формируется расходящийся поток излучения в виде конуса, ограниченного апертурой оптических волокон. При падении потока на  поверхность объекта  часть его отражается и попадает в приемный световод 3 ,проходит по нему в фотоприемник 4, где преобразуется в электрический сигнал. Если изменять расстояние  между торцом приемо- предающего световода от нуля , то премещение и выходной ток фотоприемника связаны зависимостью , показанной на рисунке 2.

Рис.1 Схема  волконно-оптического             Рис2  Типичная зависимость   

            датчика.     

          Зависимость имеет восходящий участок, обусловленный увеличением потока, попадающего в приемный световод, участок максимума ,где наступает равновесие между потоком, входящим в приемный канал и выходящим за его пределы и падающий участок , где преобладает поток ,выходящий за границу приемного световода.

            На характеристике видны  два квазилинейных участка из которых могут быть сформированы функции преобразования ВОД , являющиеся основной метрологической  характеристикой. Наиболее часто для преобразования перемещения в электрический сигнал используется восходящий участок ,  гду крутизна существенно больше.

             Преобразователи такого типа , получившие применение для бесконтактного преобразования перемещений в электрический сигнал в сложных условиях окружающей среды , имеют индивидуальные  функции преобразования и для каждого экземпляра определяются отдельно.

              Функция преобразования на восходящем участке   с достаточной степенью точности можно апроксимировать полиномом третьей степени:

Коэффициенты определяются из соотношений:

А = ---------------------------------------------------------------------------

А = ----------------------------------------------------------------------------------

А = --------------------------------------------------------------------------------------

А =----------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------

где-   = 0,1... - номер  экспериментальной точки функции преобразования;

 - число полученных значений функции преобразования ;

А  -отклик ВОД при    - ом  значении входного параметра;

 х - приращение входного параметра.

       Положение начальной установки датчика относительно отражающей  поверхности  определяется  точкой перегиба  функции              .

              3. Оборудование лабораторного стенда

        При проведении экспериментальных исследований в данной работе используется следующее оборудование:

осциллограф, цифровой вольтметр, специальный штатив с возможностью контроля перемещений ,волоконно-оптический датчик.

        Питание волоконно-оптического датчика осуществляется от централизованного источника питания.

                 4. Методика проведения работы.

1. Изучить описание проведения лабораторной работы.

2. Подготовить измерительную установку к работе. Для этого необходимо:

включить питание датчика,

включить измерительные приборы и дать им прогреться в течении   15 мин.;

установить терец световода над исследуемым участком отражающей поверхности;

подключить выход ВОД ко входу цифрового  вольтметра.

3. Снять и построить функцию преобразования ВОД . Для этого необходимо:

-отвести общий торец световода с помощью микрометричекой пары до положения, когда на вольтметре появится максимальное значение напряжения:

-подводя общий торец световода  к отражающей поверхности через каждые 500 мкм зафиксировать и записать значения показаний вольтметра;

-определить примерное положение точки перегиба функции преобразования как

-установить преобразователь в положение соответствующее этой точке по показанию вольтметра;

-отводя датчик вверх и  вниз от точки перегиба снять показания вольтметра через каждые 500 мкм;

-повторить эти действия 10 раз, данные занести в таблицу.

4. По данным экспериментального исследования построить функцию преобразования по средним значениям экспериментальных точек.

5. По этим же данным определить:

-максимальное значение доверительного интервала для Р=0,95 ,используя таблицы Стьюдента:

-гистограмму распределения погрешностей.

6.Построить алгоритм и вычислить коэффициенты апроксимирующего полинома.

7. Провести исследование влияния

←предыдущая  следующая→
1 2 


Copyright © 2005—2007 «RefStore.Ru»