розділ 2), а
гранично допустима зведена похибка ВК ІВС для автоматичного контролю параметрів
РС згідно із експериментальними дослідженнями в статичному режимі роботи не
перевищує 0,5 %.
5.3. Експериментальні дослідження похибок вимірювання розробленої ІВС
Точність ВК ІВС в першу чергу виражається точністю первинного вимірювального
перетворювача [16]. Тому, при дослідженні похибок розробленої ІВС, перш за все
необхідно врахувати загальну зведену похибку акселерометра, яка згідно із
паспортними даними не перевищує 0,5%.
Оскільки вимірювання механічних переміщень здійснюється при зміні
температурного діапазону 30оС, а дрейф напруги зміщення нуля попереднього
підсилювача заряду дорівнює 0,1 нВ/оС, то враховуючи відомі параметри,
отримаємо напругу зміщення, яка складає Uзм=30оС·0,1нВ/оС=3нВ. При відомому
коефіцієнті підсилення попереднього підсилювача заряду К=105, знайдемо
максимальну напругу зміщення, що дорівнює Uзмmax=Uзм·K=0,3мВ. Знаючи
максимальну вихідну напругу попереднього підсилювача Uвих = ±0,5 В, максимальна
відносна похибка ОП заряду дорівнює:
. (5.16)
Похибку ПФ та МП розрахуємо аналогічно вище наведеного алгоритму. Тоді для ПФ,
дрейф нуля якого складає 1 мВ/оС, коефіцієнт підсилення К=1 та максимальна
вихідна напруга якого дорівнює ±5 В, відносна похибка вимірювання складає . А
для МП, дрейф нуля якого складає 15мкВ/оС, коефіцієнт підсилення К=3 та
максимальна вихідна напруга якого дорівнює 4,95 В, відносна похибка вимірювання
складає .
Похибка ЦСП, частота ядра якого складає 160 МГц, у порівнянні з розрахованими
вище настільки мала, що нею можна знехтувати.
Відносна похибка квантування 14-ти розрядного АЦП при максимальній вхідній
напрузі UАЦПmax=3 В дорівнює:
. (5.17)
Отже, сумарна відносна похибка вимірювання вібропараметрів розробленої ІВС для
автоматичного контролю параметрів РС складає:
. (5.18)
Приймаючи закон розподілу похибок нормальним, отримаємо такі СКВ:
Загальної зведеної похибки акселерометра:
; (5.19)
Відносної похибки попереднього підсилювача заряду:
; (5.20)
Відносної похибки ПФ:
; (5.21)
Відносної похибки МП:
; (5.22)
Відносної похибки АЦП:
. (5.23)
Таким чином, загальне СКВ відносної похибки ІВС дорівнює:
. (5.24)
Отже, розраховане значення СКВ похибки розробленої ІВС, що зумовлене дією
випадкових завад, приблизно дорівнює 0,34 %, а сумарна відносна похибка
вимірювання вібропараметрів та автоматичного контролю не перевищує 0,6 %.
Порівнюючи теоретичне і експериментальне значення похибок видно, що вони
приблизно рівні між собою. Їх розбіжність визначається відносною похибкою за
формулою:
. (5.25)
Підставивши у (5.25) визначенні значення частот обертання під час моделювання з
другого розділу та виміряні в результаті експериментальних досліджень,
отримаємо відносну похибку, яка характеризує розбіжність теоретичних і
експериментальних досліджень. Значення цієї похибки знаходиться в межах 0,5 ...
4 %. Це дає можливість зробити висновок про високу збіжність теоретичних і
експериментальних досліджень.
5.4. Висновки до розділу
В п’ятому розділі дисертації отримано наступні результати:
1. Досліджено розподіл вібрації РС та дано рекомендації, за якими вибрано
акселерометр і розраховано опір зворотного зв’язку для забезпечення вимірювань
нижньої границі частот. Показано, що проектування містить два етапи: розробка
апаратних засобів та програмного забезпечення, робота якого проілюстрована при
експериментальних дослідженнях.
2. Розроблено, на сучасній елементній базі, схему електричну принципову, з
використанням ЦСП серії ADSP21990, схему електричну принципову задавача частот
обертання, що реалізована у педалі та схему електричну з’єднання.
3. Розроблено програмне забезпечення для ЦСП, яке дозволяє вимірювати частоти
обертання РС за віброметричними параметрами, шляхом утворення ВКФ між зсунутими
в часі ВС, автоматично контролювати несинхронність обертання РС, у разі
відхилення частоти обертання допоміжної РС від головної, контролювати механічні
та вібраційні параметри за розробленими методами та попереджувати оператора про
виникнення дефектів під час технологічного процесу, шляхом виводу інформації на
рідкокристалічний дисплей і світлодіоди.
4. Виконано експериментальні дослідження вібраційних процесів за якими
побудовано ВКФ, між затриманими в часі ВС, і визначено частоти обертання РС,
які підтверджують справедливість розробленої теорії. Встановлено, що
несинхронність обертання РС, як і ВС є „періодично-нестаціонарними” і при
вимірюванні на одних і тих же частотах, в різні моменти часу, несинхронність
обертання РС змінюється випадковим чином, але в допустимих межах. Проведено
також експериментальні дослідження несинхронності обертання РС, за виміряними
параметрами вібрації, на різних кутових швидкостях, і встановлено, в ході
багаторазових спостережень, що максимальна зведена похибка автоматичного
контролю несинхронності обертання РС не перевищує 0,5%.
5. Досліджено похибки ВК розробленої ІВС для автоматичного контролю параметрів
РС, і встановлено, що сумарна відносна похибка не перевищує 0,6%, а її СКВ –
0,34 %. Також розраховано відносну похибку, що характеризує розбіжність між
теоретичними і експериментальними дослідженнями, яка знаходиться в межах 0.5
... 4 %.
6. Розроблені експериментальні зразки ІВС для автоматичного контролю параметрів
РС, які впроваджені на Вінницькому заводі „Кристал” та на Ямпільському
приладобудівному заводі. Їх впровадження підтвердило високу точність
синхронізації
- Київ+380960830922