Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовая работа - Манометр с потенциометрическим преобразователем - файл Документ Microsoft Word (2).doc


Курсовая работа - Манометр с потенциометрическим преобразователем
скачать (300.5 kb.)

Доступные файлы (3):

Документ Microsoft Word (2).doc510kb.14.05.2009 18:12скачать
Мембрана Сборочный чертеж.bak
Мембрана Сборочный чертеж.cdw

содержание
Загрузка...

Документ Microsoft Word (2).doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание

  1. Введение 1




  1. Расчет статических характеристик 6




    1. 2.1 Расчет чувствительного элемента 6



    2. 2.2 Расчет передаточно-множительного механизма 9



2.3 Расчет параметров электрической схемы 11
2.4 Расчет логометра с подвижным магнитом 12


  1. Расчет динамической характеристики 13




  1. Расчет и анализ погрешностей 16


Литература 17
1. ВВЕДЕНИЕ

В измерительной технике, приборы, предназначенные для измерений положительных избыточных давлений, называют манометрами.

По назначениям манометры можно разделить на общетехнические, электроконтактные, специальные, образцовые и судовые.
Общетехнические: предназначены для измерения неагрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.
Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.




Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.
Образцовые: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.
Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.




В электрических манометрах в качестве чувствительных элементов применяются гофрированные мембраны, мембранные коробки, манометрические трубки и сильфоны.

Для преобразования деформации упругих элементов в электрический сигнал применяются либо омический (потенциометрический) преобразователь, либо индуктивный преобразователь, преобразующий перемещение чувствительного элемента в электрический сигнал, удобный для дистанционной передачи. В измерительных схемах осуществляется также компенсация температурных погрешностей прибора.

В качестве указателей в манометрах обычно применятся логометры с подвижным магнитом.
Функциональная схема прибора представлена на рис. 2.




Рисунок 2. Функциональная схема.
^ Звено 1 – мембранная коробка, преобразующая давление P в перемещение  жесткого центра коробки,

=f1(P).
Звено 2 – передаточно-множительный механизм, преобразующий перемещение центра мембранной коробки  в перемещение движка потенциометра ,

Y=f2().
Звено 3 – потенциометр, преобразующий перемещение щетки

потенциометра Y в изменение отношения сопротивлений , .
Звено 4 – электрическая схема, которая преобразует отношения сопротивлений потенциометра в изменение отношения токов в рамках логометра,

.

Звено 5 – логометр, преобразующий изменения соотношений токов в угловое перемещение  подвижной системы указателей


^ 2. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1 РАСЧЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА
Гофрированные коробки выполняются из гофрированных мембран. Профиль волн гофра может быть синусоидальным, пилообразным и трапецевидным.

В качестве основных характеристик гофрированных мембоан принимают зависимость перемещения (прогиба) жесткого центра мембраны и сосредоточенного центра р (рис.3)





Рис.3 Гофрированные мембранные коробки
(1)
где P – измеряемое давление;

 - прогиб центра мембраны [м];

R –радиус мембраны [м];

a,b – коэффициенты зависящие от формы мембраны

h – толщина материала мембраны [м];

Е – модуль упругости материала (Е=)

коэффициент Пуассона ()
(2)





(3)




Из формулы (1)выведем и рассчитаем её через программу MATLAB:



Рассчитаем радиус жесткого центра, где:


Эффективная площадь гофрированной мембраны с учетом жесткого центра радиуса r равна:

,

где rрадиус жесткого центра

R – радиус мембраны



Очевидно сила Р будет:




Чувствительность мембраны:



см/кг3


^ 2.2 РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНО-МНОЖИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА.
Для расчета рассмотрим схему передаточного механизма ,показано на рис.4





Рис 4 Схема передаточного механизма
Из схемы видно, что передаточное число i механизма связано с параметрами механизма соотношением:

,

где значения величин приведены на рисунке 4.
Величина сопротивления потенциометра выбирается из условий получения max чувствительности схемы и для находящихся в эксплуатации конструкции лежзит в пределах 300 – 1200 Ом.
Средняя длина витка потенциометра:


где b=7 мм – ширина насоса

h=6 мм – высота насоса



Диаметр проволоки:

,

где RП – сопротивление потенциометра в Ом;

l0 – средняя длина витка в мм;

lН – длина намотанной части потенциометра в мм

- удельное сопротивление в ом*мм2/м.







Число витков намотки потенциометра:



Длина провода:

мм2

^ 2.3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА.
При расчете электрической схемы следует определить зависимость


где I1 и I2 токи в рамках логометра.

При расчете плеч моста R1=R2=R и обозначив R0=RX+RY, характеристика электрической схемы имеет вид:


^ 2.4 РАСЧЕТ ЛОГОМЕТРА С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ.
Расчет логометра с постоянным магнитом подразделяется на 2 части:


  1. Определение необходимого характера кривых моментов и характеристики шкалы логометра.

  2. Расчет собственного измерительного механизма (параметры рамки, коэффициент усиления и т. д.)



Зависимость угла поворота λ подвижной системы от отношения токов в рамках для момента типа ЭДМУ можно определить по фрмуле:




  1. ^ РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ


С помощью структурной схемы (рис.3) определяется передаточная функция прибора.

Динамический расчет производим из условия постоянной чувствительности прибора во всем рабочем диапазоне измерения. Определяем передаточные функции звеньев.

^ Структурная схема (с логометром)





Wp(p)


Wc(p)


W2(p)


W3(p)


W4(p)


W5(p)


W0(p)

P

P’

FДВ



У

RX





Рисунок 5

Передаточная функция W1 состоит из трех звеньев:
А) подводящего трубопровода

,

где Т0 – постоянная времени

Постоянной времени можно пренебречь, и тогда получим

Б) чувствительного элемента – мембранной коробки
,
FЭФ – эффективная площадь чувствительного элемента( в нашем случае(FЭФ=2R при R=0.02 FЭФ=0.013 м)

В) подвижной системы
,
где КД – приведенный коэффициент демпфирования ,

СЖ – приведенный коэффициент жесткости,

Т – постоянная времени воздушного демпфера, в качестве которого служит мембрана чувствительно элемента.

м – приведенная масса подвижных частей.
Передаточная функция второго звена W2 – передаточно-множительного механизма

Передаточная функция 3-го звена W3 – потенціометр





Передаточная функция 4-го звена W4 –электрическая схема


На основании расчета характеристик отдельных звеньев прибора можно определить его чувствительность S
S=S1S2S3S4S5

^ 4.Расчет и анализ погрешностей
При расчете суммарной погрешности следует учитывать систематическую составляющую инструментальной погрешности, как наиболее характерную для данного типа прибора.

Суммарная погрешность находится по следующей формуле

где 1 – погрешность мембраной коробки, которая складывается из погрешностей изменения жесткости мембраны во времени и неточностей изготовления. Эти погрешности нормируются при проектировании и изготовлении и они не превышают 0.5% (1=0.5%)

2 – погрешности передаточно-множительного механизма, вызванные наличием зазоров, люфтов и влиянием температуры. Компенсируется подбором материалов и конструктивными способами.

3 – погрешность потенциометра; складывается из витковой и технологических погрешностей

Максимальная величена витковой погрешности выражается по следующей формуле:



4– суммарная погрешность логометра. Принимается равной 0.9 %

Исходя их этого получим :

‹ 3% ,

Значит наш монометр соответствует заданным параметрам.

^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:


  1. Берендс Д.А. Методическое руководство по курсовому проектированию по дисциплине « Теория, расчет и проектирование измерительных приборов», М.,1981 г.

  2. Браславский Д. А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970г.

  3. Боднер В.А. Авиационные приборы. М.: Машиностроение, 1969г.

  4. Веркович Г.А. Справочник конструктора точного приборостроения С-П: Машиностроение 1989 г.

  5. Антипов Е.Ф., Жукова Н.М. Детали авиационных приборов. Изд. 2-е М.: Машиностроение, 1966 г.

  6. Боднер В.А. Приборы первичной информации: Учебник для авиационных вузов. – М.: Машиностроение,1981г.





Скачать файл (300.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации