Канал измерения угловой скорости

ПНК последовательного  счета строятся либо по классическому  методу последовательно, либо с промежуточным  преобразованием входного напряжения в какую либо другую аналоговую величину. Промежуточное преобразование снижает точность измерения тем не менее именно по этому методу строились, в основном цифровые измерители напряжения. Это объясняется тем, что ЦАП(преобразователь напряжение код) реализующие классический метод последовательного счета содержат формирователь  ступенчатого эталонного напряжения, реализация которого на дискретных элементах приводила к большому объему оборудования по сравнению с другими типами ЦАП. Однако положение изменилось с развитием интегральной технологии и в настоящее время ЦАП исполняется в корпусе одной интегральной микросхемы

Измеренное напряжение высвечивается на индикаторах типа АЛС324Б предварительно пройдя через  двоично-десятичные счетчики типа К155ИЕ2и  дешифраторы КР514ИД2.

Анализ погрешностей цифрового тахометра:

В состав схемы цифрового  выхода входит нормирующий усилитель ( рис. 11) который масштабирует выходное напряжение с термопары. Данная схема вносит в проектируемый прибор погрешность. Суммарная погрешность нормирующего усилителя складывается из погрешности напряжения смещения (D_Uсм), погрешности тока сдвига (D_Iсдв), погрешности обратного тока диодов (В схеме защиты используются диоды марки 1N914A с обратным током утечки I_{Д ОБР.}=25 нА. Рассмотрим худший случай, когда (I_{Д ОБР.}== 2*I_{Д ОБР.}) (D_{Iд обр.}), погрешности КООС (D_КООС), погрешности разброса параметров сопротивлений от номинального значения (D_{R1 R2 MAX}).

Оценка погрешности  от напряжения смещения (D_Uсм)

                                      D_Uсм= Uсм*Ку                                    (4.2)

где Ку – коэффициент усиления (в нашем случае Ку=1)

Оценка погрешности  от обратного тока диодов (D_{Iд обр} )

                                      U_+д= I_{Д ОБР.}*R2                                    (4.3)

                                     D_{Iд обр}= U_+д*Ку                                      (4.4)

Оценка погрешности  от КООС (D_КООС)

                                        ,                                        (4.5)

где К_д – коэффициент усиления дифференциального сигнала (К_д=1);К_С – коэффициент усиления синфазного сигнала

                     D_КООС=U_{ВХ СИН MAX}*K_C,                                         (4.6)

где U_{ВХ СИН MAX} – синфазное максимальное входное напряжение.

Оценка погрешности  от тока сдвига (D_Iсдв)

                                    U₊=I_СДВ*R2                                            (4.7)

                             (4.8)

Достоинства и недостатки цифрового тахометра.

К достоинствам можно  отнести то, что на выходе получаем цифровой код, а не аналоговый. То есть уже не требуется дополнительных преобразований напряжение - код. Эту информацию непосредственно может использовать и БЦВМ, и летчик.

Недостатки проявляются  в дополнительных погрешностях. Помимо погрешностей самого датчика добавляются погрешности цифровой части. Кроме того, летчиком семисегментные индикаторы хуже воспринимаются, чем стрелочные.

 

 

5 Согласование тахометров с каналами связи

На самолетах и вертолетах объекты контроля - авиадвигатели: и  различное оборудование - располагаются на значительном удалении от кабины, поэтому возникает необходимость в дистанционном измерении важнейших параметров, по которым можно определить состояние и режимы работы систем самолета и двигателя. Например, чтобы постоянно контролировать частоту вращения вала авиадвигателя, необходимо датчик частоты вращения установить в местах измерения указанных параметров.  При передачи информации ее носителем обычно является не непосредственно измеряемый параметр, а электрический сигнал (напряжение или ток), который после соответствующего преобразования используется для управляющего воздействия на подвижную систему или другое исполнительное устройства индикатора.

По форме изменения, по времени и по способу шифровки информации об измеряемой величине различают три вида  электрических сигналов: аналоговые, дискретно - аналоговые и дискретные.

Аналоговые сигналы  получаются при непрерывном изменении  параметра и имеют форму либо изменяющегося напряжения постоянного  тока, либо синусоидального напряжения изменяющимися амплитудой, частотой или фазой.

Дискретный сигнал образуется путем кодирования непрерывно измеряемой величины. Кодирование - это процесс  отображения значений измеряемой величины символами, кодами. Применяют кодирование  с помощью чисел, используя при этом позиционные системы счисления с основанием 2, 3, 8 или 10. Форма дискретного сигнала при этом импульсная.  Его преимуществами являются возможность передачи по одному каналу информации множества сигналов, повышение точности, быстродействия и помехозащищенности.

Как уже отмечалось, каждый электрический прибор состоит из преобразователя физической величины в электрический сигнал (датчика), линий передачи и указателя.

По мере прохождения  по каналам связи может изменяться в преобразователях как природа, так и вид сигнала. Соответственно различают физические преобразователи и преобразователи вида сигналов.

К преобразователям вида сигнала относят преобразователи  «напряжение - код», «импульсы - код», «код - напряжение» и др.

Линии связи выполняются  из проводов БПВЛ, БПВЛЭ, БПТЭ. Для уменьшения помех производят экранирование проводов и заземление экрана, разнос проводов питания и линий связи, устанавливают искрогасящие устройства.

В качестве указателей в  большинстве электрических приборов использовались магнитоэлектрические гальванометры и логометры.

Современные средства  отражения информации реализуются  на электронных индикаторах различного типа, в частности  на ЖКИ.

6. Примеры современной реализации тахометров.

В настоящее время в авиации применяются частотно – импульсные тахометры, в которых используется зависимость частоты следования электрических импульсов напряжения от частоты вращения вала авиадвигателя.

Принцип действия частотно-импульсных тахометров основан на измерении  частоты переменной ЭДС, пропорциональной частоте вращения вала п:

                                                     f=кn.                                              (6.1)

В качестве датчиков в  таких системах могут использоваться датчики частоты вращения ДЧВ-2500 или ДТА-10Е.

Датчик частоты вращения ДЧВ-2500 предназначен для выдачи электрических импульсов напряжения, частота следования которых пропорциональна угловой скорости вращения вала авиадвигателя. Датчик работает совместно с индуктором, который является неотъемлемой частью двигателя и в состав датчика не входит.

Принцип действия датчика  ДЧВ-2500 заключается в индуцировании  электрических импульсов напряжения в обмотке датчика за счет изменения  сопротивления магнитной цепи при  вращении, индуктора под торцом датчика.

 

 

 

 

Рис. 14. Датчик частоты вращения ДЧВ – 2500: 1 – штпсельный разъем; 2 – корпус; 3 – катушка; 4 – индуктор; 5 – постоянный магнит.

Датчик частоты вращения (рис. 14) состоит из катушки 3 постоянного магнита 5, корпуса 2 и штепсельного разъема 1 со штепсельной колодкой и штырями.

Датчик является генератором  электрических импульсов напряжения и работает следующим образом: при  вращении индуктора 4 каждый из его зубьев проходит в непосредственной близости от торца датчика, результатом чего является возникновение ЭДС, индуцируемой в катушке датчика. Частота импульсов напряжения, снимаемая с датчика, соответствует частоте прохождения зубьев мимо его торца, зависит от частоты вращения индуктора и, следовательно, вала двигателя.

Зависимость частоты  следования электрических импульсов напряжения от частоты вращения определяется соотношением

                              

,                                                  (6.2)

где f - частота, Гц;

      z - число зубьев индуктора;

     п - частота вращения индуктора,.об/мин.

К частотно - импульсным тахометрам относится и тахометрическая  аппаратура ТА-6А, работа которой основана на преобразовании частоты f сигнала датчика индукционного тахометра типа ДТЭ в пропорциональное ей напряжение постоянного тока и измерении этого напряжения автокомпенсационным способом.

7. Контрольные  вопросы

1.Дайте определение тахометра и их классификацию.

2.Из–за чего возникают погрешности в электрических тахометрах постоянного тока.

3.Какие тахометры имеют квадратичную характеристику.

4.Что нужно сделать, чтобы магнитоиндукционный  тахометр стал             дистанционным.

5.Какими особенностями конструкции обладает магнитоиндукционный  тахометр.

6.Достоинства и недостатки  цифровых тахометров.