.

Метрология (реферат)

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 240
Скачать документ

Цель работы: Освоение методик определения основных метрологических и
эксплуатационных характеристик первичных измерительных преобразователей
информации на примере бесконтактного волоконно-оптического датчика
перемещений.

Используемое оборудование: волоконно-оптический датчик перемещения,
специальный штатив с возможностью контроля перемещений, цифровой
вольтметр, микрометрический винт, четыре различных типа поверхности.

Алгоритм получения результатов.

Волоконно-оптический датчик подключают к цифровому вольтметру.

Часть 1. Нахождение функции преобразования.

Изменяя расстояние между датчиком и поверхностью, находим положение
датчика, при котором напряжение на выходе датчика будет максимальным.

Находим точку перегиба функции преобразования. Для этого измеряем
напряжение в нескольких точках при x<xmax, находим, на каком интервале
самое большое изменение показаний вольтметра. Точка перегиба – внутри
этого интервала.

Расстояние до xmax, мкм Показания вольтметра, В Разность соседних
показаний, В

0 3,30

-300 3,13 0,20

-600 2,60 0,50

-900 1,78 0,82

-1200 0,92 0,86 – максимум

-1500 0,29 0,63

-1800 0,18 0,11

Дальнейшие измерения расстояния будут вестись относительно точки х0,
соответствующей напряжению (1,78+0,92)/2 = 1,36 В

Находим напряжение в 10 точках, в две стороны от х0 с шагом 100 мкм.
Измерение в каждой точке производится 6 раз.

Результаты измерений и средние значения

x, мкм

U, B

Uср, В

-500 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24

-400 0,38 0,37 0,37 0,36 0,37 0,37 0,37

-300 0,56 0,56 0,56 0,55 0,56 0,56 0,558333

-200 0,8 0,79 0,79 0,78 0,79 0,79 0,79

-100 1,06 1,04 1,05 1,04 1,05 1,05 1,048333

0 1,36 1,36 1,34 1,33 1,34 1,34 1,345

100 1,64 1,72 1,68 1,62 1,62 1,63 1,651667

200 2 2,01 2 1,9 1,9 1,95 1,96

300 2,25 2,3 2,26 2,2 2,19 2,2 2,233333

400 2,5 2,55 2,52 2,47 2,45 2,46 2,491667

500 2,77 2,74 2,73 2,66 2,66 2,69 2,708333

Для каждого расстояния находим среднеквадратическое отклонение,
относительную погрешность и доверительный интервал.

По средним значениям напряжения и с учетом доверительного интервала
строим график функции преобразования датчика:

График можно аппроксимировать кубическим полиномом

,где коэффициенты определяются по формулам:

? i N

?

o

&

F

o

qqq

o

qqq

o

qqq

o

qqq

o

qqq

o

o

???$

??

&

F

где:

j= 0,1… – номер экспериментальной точки функции преобразования;

n – число полученных значений функции преобразования (n=11);

Aj – отклик ВОД при j-ом значении входного параметра;

(хi – приращение входного параметра ((хi=0,1 мм).

Часть 2. Исследование влияния условий (типа поверхности) на функцию
преобразования.

Измерения производятся для четырех типов поверхности: отражающая
поверхность, белая бумага, черная бумага и текстолит. Измеряем
напряжение на выходе датчика в точках от x=0 до значения, при котором
напряжение будет максимальным, с шагом 200 мкм.

x, мкм Тип поверхности

отражающая белая черная текстолит

0 0,37 0,53 0,048 0,35

200 0,43 0,65 0,127 0,35

400 0,47 0,82 0,145 0,355

600 0,575 1,02 0,173 0,36

800 0,7 1,24 0,187 0,365

1000 0,89 1,44 0,2 0,372

1200 1,245 1,66 0,203 0,38

1400 1,62 1,8 0,21 0,38

1600 1,9 1,87 0,21 0,38

1800 2,15 1,93 0,205 0,385

2000 2,4 1,95 0,2 0,38

2200 2,5 1,94 0,19 0,375

2400 2,48 1,93 0,18 0,37

2600 2,47 1,92

Часть 3. Выводы.

Работа волоконно-оптического датчика зависит от состояния поверхности
рабочей пластины, ее коэффициента отражения и степени рассеивания света
при отражении от поверхности. Функция преобразования датчика
индивидуальна для каждого сочетания датчик — поверхность. Размер (длина)
рабочего участка характеристики определяется рассеиванием света от
поверхности, а угол наклона — коэффициентом отражения света. Датчик
характеризуется полным отсутствием влияния на объект.

Погрешность (абсолютная) микрометра при измерениях составляла 5 мкм. А
погрешность вольтметра — во втором знаке после запятой, то есть при
измерениях с металлической пластиной она составила до 0,05 Вольта.
Вольтметр обладает тремя с половиной разрядами, но случайная погрешность
из-за непрерывного изменения показаний в данном случае оказалась выше.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020