Методика исследования метрологических характеристик ДЛУ и порядок проведения работы.

4.2.1. Снятие статической выходной характеристики и определение ее крутизны.

Снятие выходной характеристики ДЛУ производится методом стати­ческого тарирования для ускорений от 0 до +/- 1. Датчик устанавливается на горизонтальной площадке поворотной платформы с угломерным уст­ройством. Горизонтальное положение датчика выверяется жидкостным уров­нем. В горизонтальном положении на датчик действует нулевое ускорение. При наклоне +/- 90 под действием собственного веса несбалансированных элементов подвижной системы датчика создается ускорение +/- 1g. В остальных случаях ускорение определяется в зависимости от угла наклона платформы:

a = g*sin(α)    (15)

где α - ускорение, действующее на чувствительный элемент, м/с;

α - угол наклона платформы, град или рад;

g - ускорение силы тяжести.

Идеальная расчетная статическая характеристика представляет собой линейную зависимость выходного сигнала от входного, проходящую через начало координат. В реальных случаях выходная характеристика апрокси­мируется уравнением (13). Такая выходная характеристика может быть по­лучена спрямлением экспериментальной зависимости. Спрямление экспериментальной зависимости производится путем построения линии рег­рессии с использованием метода наименьших квадратов. В этом случае сумма квадратов отклонений экспериментальных точек от спрямленной ха­рактеристики должна быть наименьшей. Уравнение линии регрессии запи­шется в виде:

    U_ВЫХ = Ka + U₀           (16)

где K- крутизна характеристики ДЛУ, c/m²;

U₀ - нулевой сигнал, определяющий смещение характеристики.

Для нахождения наиболее правдоподобных оценок коэффициентов К и U₀ уравнения (16) на основе экспериментальных данных a_i  и U_{ВЫХ i} выво­дится:

                (17)

где i - значения координат экспериментальной характеристики;

n - число экспериментальных точек.

Эти уравнения легко решаются, если принять за начало отсчета среднеарифметическое значение.

При этом для оценки коэффициентов уравнение (16) примет вид:

                    (18)

В общем случае смещение характеристики, спрямляющей эксперимен­тальные данные по отношению к идеальной статической характеристики, соответствует систематической аддитивной погрешности, а изменение ко­эффициентов ее наклона определяет мультипликативную систематическую погрешность. Разброс экспериментальных точек возле линии регрессии соответствует случайной составляющей погрешности.

Снятие статической характеристики производится в следующем поряд­ке.

Прежде, чем подключить источник питания, привести установку в исходное состояние, установив все тумблеры в положение "выкл.". Плат­форма должна занимать горизонтальное положение, что соответствует ну­левому делению угломерного устройства.

Подключить источник питания 36 В 400 Гц путем включения тумблера К1, проконтролировать подачу напряжения по вольтметру V1.

Для измерения выходного напряжения U_вых подключить вольтметр V2 путем включения тумблера К3.

Снять показания вольтметра V2 при различных положениях платформы в диапазоне от -90 до +90 . Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Идеальная расчетная характеристика имеет вид:

где U_H  =10 В и a_M = 3g = 29,4 м/с.

Тогда будем иметь:

По полученным данным вычисляется приведенная относительная пог­решность измерений по формуле:

   (19)

Построить графики характеристик: U_ВЫХ = f(a) и U_ВЫХ =ka

4.2.2. Определение методической погрешности от несовпадения осей чувствительности датчика с направлением действующего ускорения.

Установить платформу по вертикали в положение, заданное преподавателем. Изменяя положение горизонтальной плоскости с шагом 10 в диапазоне углов от -90 до +90, записать показания цифрового вольтметра.

Повторить эксперимент при другом значении угла вертикального отклонения платформы. По полученным данным построить графики зависимости выходного сигнала датчика от величины угла отклонения Uвых=f(α) при всех заданных значениях вертикального отклонения платформы. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

Вертикальное отклонение =…

4.2.3. Определение амплитудно-частотной характеристики ДЛУ.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) снимается как изменение амплитуды выходного синусоидального сигнала при подаче на вход ДЛУ, находящегося в горизонтальном положении, синусоидального сигнала от генератора.

Для выполнения этой части работы необходимо сделать следующие пе­реключения в лабораторной установке.

Тумблером К3 в положении "выкл." отсоединить вольтметр V2 от вы­хода датчика. Затем к выходным клеммам (5-6 или 7-8) подсоединить осциллограф. Переключатель К2 установить в положение "1", соответству­ющее подсоединению клемм 3-4 к входу моментного задатчика. За­тем произвести коммутацию генератора низкой частоты к клеммам 3-4.

Включить осциллограф и генератор низкой частоты при включенном низком питании ДЛУ. Установить лимб генератора на частоту 20 Гц и добиться устойчивого изображения синусоидального выходного сигнала на экране осциллографа. Изменяя частоту f синусоидального сигнала на вы­ходе генератора от 1 Гц до 300 Гц замерить амплитуду выходного сигнала по осциллографу. Генератор синусоидальных сигналов обеспечивает посто­янную амплитуду входного сигнала. С ростом частоты входного сигнала амплитуда выходного сигнала с ДЛУ уменьшается. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) определяет полосу частот, пропускаемых прибором.

Полученные данные сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Определяется относительное значение амплитуды Аотн, равное:

где U_ВЫХ(f) - измеренное значение выходного напряжения при частоте f;

U_ВЫХ(f = 0) - значение выходного напряжения, аппроксимированное до нулевой частоты.

По полученным результатам строится график

4.2.4. Экспериментальное определение переходного процесса ДЛУ.

Переходный процесс ДЛУ определяется как реакция его подвижной системы при воздействии скачкообразного сигнала путем подачи на обмот­ки моментного задатчика ДЛУ, находящегося в горизонтальном положении, скачкообразного изменения напряжения.

Для этого тумблер К3 должен находиться в положении "выкл.", а пе­реключатель К2 переведен в состояние "2". Включить тумблер питания К1. Подключить и включить осциллограф.

Нажатием кнопки К1 подать на моментный задатчик ступенчатое нап­ряжение. Держать кнопку нажатой до окончания переходного процесса, ко­торый на экране осциллографа наблюдается. Зарисовать осциллограмму пе­реходного процесса, одновременно определив его парамет­ры: время переходного процесса t и характер изменения координат по оси ординат. Результаты представить в отчете. После окончания всех опытов установку привести в исходное состояние, отключив питание всех прибо­ров.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

                  Отчёт должен содержать:

1. Титульный лист (название института, работы, фамилии бригады).

2. Содержание работы.

3. Цель работы

4. Краткую теоретическую часть (типы приборов, методы измерения, конструкции, характеристики, погрешности).

5. Заполненные таблицы в ходе эксперимента (графики).

6. Выводы о проделанной работе и пригодности поверяемых приборов.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов.

М.:Машиностроение, 1970., стр.356.

2. Боднер В.А. Приборы первичной информации. М.:Машиностроение,

1981, стр.332-342.

3. Браславский Д.А. и др. Авиационные приборы и автоматы.

М.:Машиностроение, 1978., стр.358-361.