Аналоговые измерительные устройства

3.1.4. Общая методика проектирования.

При проектировании электромеханических приборов сначала на основе технических требований выбирают конструкцию и размеры отдельных элементов прибора (или ИМ), а затем определяют его основные параметры: механические, электрические и метрологические.

Конструкцию выбирают исходя из заданных габаритов и других технических требований: выбирают тип кон­струкции ИМ, размеры и материалы его основных элементов: магнитной системы или намагничивающих катушек, конструк­тивных деталей подвижной части и опор, успокоителя, обоймы или стойки и др. Выполняют компоновочный эскиз ИМ, который уточняется после расчетов. При выборе конструкции она оценивается с точки зрения технологичности, прочности, массы, точности надежности работы. 

Основными критериями при выборе размеров деталей подвижной части являются малая масса и достаточная жесткость. Размеры деталей опор, каркасов рамки выбирают по стандартам  в за­висимости от выбранных размеров магнитной системы (или совместно).

После выбора конструкции ИМ и его подвижной части рассчитывают массу, и моменты инерции конструктивных деталей подвижной части ИМ. Для облегчения расчетов сложные детали заменяются простыми геометрическими фигурами.

Далее производят расчет уравновешенности подвижной части. Для этого сначала определяют статические моменты отдельных деталей подвижной части и их суммарный момент, а затем массу и момент инерции противовеса.

При проектировании магнитоэлектрических и ферродинамических приборов перед расчетом Мвр должен быть выполнен расчет магнитной системы механизма для получения значения магнитной индукции в рабочем воздушном зазоре системы. В приборах магнитоэлектрической, электродинамической и ферродинамической систем подвижные части ИМ содержат рамки с обмоткой, поэтому  расчет  параметров  механизмов  тесно  связан  с  расчетом  электрических  параметров  ИЦ.  Наиболее  известны  методы  Η. Η.  Разумовского  и  С. М. Пигина. Метод Η. Η. Разумовского основанный на получении наибольшего коэффициента добротности, применяется для расчета приборов на кернах. Метод С. М. Пигина основан на обеспечении нормального успокоения подвижной части и получения допусти­мой температурной погрешности и применяется для расчета магни­тоэлектрических приборов на растяжках.

Расчет параметров успокоения  подвижной части ИМ производится в зависимости от выбранного типа и размеров успокоителя. Сначала определяют коэффициент успокоения Ρ, затем вычисляют степень успокоения β и период свободных колебаний Т0  подвижной части.

Расчет электрических параметров цепей в каждой системе приборов имеет свои особенности. В приборах с подвижной рамкой расчет электрических параметров цепи тесно связан с расчетом парамет­ров ИМ и производится совместно. Измерительные цепи содержат добавочные резисторы, шунты и другие элементы. Методика конструктивного расчета добавоч­ных резисторов и шунтов основана на допустимом перегреве проходящим через них током.

Заключительным этапом проектирования электромеханических приборов является расчет их погрешностей. Составляющими в суммарную основную погрешность входят как общие для всех приборов со­ставляющие (погрешность от упругого послед­ствия растяжек (или спиральных пружин) γУП, шкальная погреш­ность (погрешность отсчета по шкале) γШ, погрешность от трения в опорах γТР и др.) так и специфические для каждого прибора погрешности (погреш­ность от гистерезиса в электромагнитных приборах, погрешность от контактной разности потенциалов в электростатических при­борах и т. д.).

Кроме основной погрешности рассчитывают изменения показа­ний электромеханических приборов, вызванных отклонением влия­ющих величин от нормальных значений. Наиболее значительными из них являются: температурная погрешность γt , (изменение показаний, вызванное изменением температуры окружающего воздуха), частотная погрешность γf  (от изменения частоты переменного тока), погрешность от влияния внешнего магнитного поля γH  и др.

© Copyright 2008, SLAiPS. All Rights Reserved. | Design by Design by analogiu.ru