Диагностика строительных машин / Датчики средств диагностирования строительных машин / Глава 3.3
Требования, обусловленные видом и характером контролируемого параметра
При статическом процессе требования предъявляются к следующим характеристикам датчика:
- порог чувствительности (разрешающая способность) датчика- минимальное изменение контролируемой величины, вызывающее изменение выходного сигнала. Количественное значение устанавливается в ТУ на датчик;
- зона нечувствительности датчика, т. е. максимальное изменение контролируемой величины, не вызывающее изменения выходного сигнала;
Чувствительность датчика, т. е. отношение изменения выходного сигнала к вызывающему его изменению контролируемой величины (входного сигнала). Чувствительность, а также характер зависимости выходного сигнала от входного устанавливается в технических требованиях для отдельных типов датчиков в зависимости от их особенностей применения. Для датчиков по системе ГСП эти параметры регламентированы ГОСТ 9895-78:
- стабильность выходной характеристики (или выходного сигнала), т. е. качество преобразователя, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств. Нестабильность не должна выходить за пределы основной допускаемой погрешности. Это требование является одним из важнейших, так как при его соблюдении градуировочные характеристики остаются неизменными во времени, т. е. датчик не «стареет»;
- вариация выходного сигнала, т. е. средняя разность между значениями выходного сигнала, соответствующими данной точке диапазона измерения при двух направлениях медленного многократного изменения информативного параметра входного сигнала в процессе подхода к данной точке диапазона измерения. Вариация выходного сигнала при нормальных условиях не должна превышать значения, соответствующего основной допустимой погрешности.
При динамическом процессе к датчикам предъявляется ряд специальных требований. Динамические характеристики датчика и их динамические погрешности, а также методика их определения должны указываться в технических условиях на отдельные типы датчиков.
Датчики для контроля динамических процессов должны обладать повышенной механической прочностью при воздействии динамических нагрузок, т. е. циклопрочностью. Так, например, механическая прочность датчика давления топлива (в трубопроводе высокого давления) должна быть рассчитана с учетом воздействий неинформативного параметра с частотой пульсаций до 3000 Гц.
Для предотвращения возможности искажения измерительной информации при контроле динамических процессов в технических условиях на датчик должно указываться расчетное значение частоты собственных колебаний упругой механической системы датчика (или полоса пропускания частот). Частота собственных колебаний упругих элементов датчика должна быть достаточно высокой, исключающей появление частотных погрешностей. Обычно частота собственных колебаний датчика должна превышать частоту контролируемого процесса в 6-10 раз в зависимости от конкретных условий работы.
При статодинамическом процессе важным требованием является выбор оптимального соотношения чувствительности и полосы пропускания частот (ограничиваемой частотой собственных колебаний упругих элементов), так как это требование выполняется противоречивыми конструктивными мерами: увеличение чувствительности большинства упругих элементов пропорционально уменьшает их собственную частоту и наоборот.
Общие требования к датчику, обусловленные входной величиной при измерении любого процесса:
- однонаправленность действия, т. е. сведение к минимуму обратного силового воздействия со стороны датчика на контролируемый процесс объекта при диагностировании. При наличии обратного воздействия может иметь место искажение измерительной информации;
- перегрузочная способность датчика, характеризуемая отношением предельно допускаемого значения контролируемого параметра к его номинальному значению. Величина и время воздействия перегрузок устанавливаются при разработке технических требований на отдельные типы датчиков. Обычно допустимая перегрузочная способность датчиков, применяемых для технического диагностирования, равна 1,5-2 от рабочего диапазона измеряемой величины;
Избирательность датчика по отношению к информативному параметру входной величины характеризует его способность реагировать только на изменение того контролируемого параметра, для измерения которого он предназначен. Так, например, потенциометрический датчик давления измеряет только средний уровень давления и не реагирует на высокочастотные пульсации давления.