Исследование характеристик СИ давления, применяемого для приемо-сдаточных испытаний гидроаккумулятора

2. Исследование характеристик СИ для датчика датчиков давления
Для того, чтобы выбрать наиболее подходящие датчики давления необходимо провести анализ по следующим методам:
1. Анализ методов преобразования по чувствительности
Анализ по чувствительности подразумевает как анализ по выбору метода измерения, так и конструкции УЭ. А так как выбор конструкции УЭ возможен только после выбора метода преобразования, то сейчас остановимся только на первом вопросе.
По методу измерения датчик наиболее просто может быть реализован на основе потенциометрического, индуктивного и тензорезисторного метода преобразования. Возможность реализации емкостным и струнным методами преобразования потребует дополнительных исследований по чувствительности, поэтому остановимся на первых трех методах измерения.
2. Анализ датчика по частотному диапазону измерения
Известно, что чем выше чувствительность датчика, тем меньше его динамический диапазон работы. Поэтому возможностью обеспечения заданного динамического диапазона обладают практически все методы преобразования. Из диаграммы видно, что самые жесткие условия по частотному диапазону у потенциометрических датчиков. В ТЗ задан диапазон частот от 0 до 10 Гц. По этому условию мы проходим даже по потенциометрическому методу, на нем и остановимся.
Таким образом, анализ только двух основных требований приводит к выводу о применении в разработке потенциометрического метода преобразования. Однако анализ, теперь уже потенциометрического метода преобразования, для обеспечения остальных требований необходимо продолжить и если выяснится, что выбранный метод преобразования не обеспечивает хотя бы одно из требований, необходимо будет провести повторный анализ по чувствительности, в части обеспечения каким-либо другим методом преобразования заданной чувствительности датчика.
3. Анализ датчика по диапазону измерения давления
Исходя из требований к гидроаккумулятору, можно сделать заключение, что заданные пределы измерения лежат в низком диапазоне давлений. Следовательно, выбранный метод преобразования сможет обеспечить данное требование.
4. Анализ работоспособности датчика в рабочем диапазоне температур.
Так как диапазон рабочих температур окружающей среды достаточно узок ±50°С, то анализ работоспособности датчика необходимо проводить для более широкого диапазона температур рабочей среды от +50°С до +200°С. Данный, сравнительно широкий диапазон температур не ограничивает применение потенциометрических датчиков.
5. Анализ точности измерения. Анализ точности измерения показывает, что для обеспечения требований технического задания, в данном датчике давления, можно использовать потенциометрический метод. Однако введение в тракт измерения дополнительных измерительных преобразователей приводит к появлению дополнительных погрешностей, которую могут значительно увеличить основную погрешность датчика, поэтому в процессе разработки датчика необходимо будет провести дополнительные исследования по обеспечению допустимой величины основной погрешности.
Исходя из вышеперечисленного: выбранный метод обладает высокой временной стабильностью. А, обладая сравнительно низкими стоимостью и массогабаритными показателями, данный метод является наиболее подходящим для разработки датчика давления с заданными ТТ.
Технические требования (ТТ) накладывают определенные ограничения по выбору метода измерения, конструкции отдельных измерительных преобразователей датчика и методам их расчета.
Одним из критериев выбора метода преобразования является анализ максимальных возможностей каждого типа преобразования по различным характеристикам. При этом строят диаграмму (например, круговую), по осям которой откладывают максимально возможные характеристики по каждому методу преобразования.
Одним из критериев выбора метода преобразования является анализ максимальных возможностей каждого типа преобразования по различным характеристикам. При этом строят диаграмму (например, круговую), по осям которой откладывают максимально возможные характеристики по каждому методу преобразования. Круговая диаграмма методов преобразования представлена на рис. 2.


4. Характеристики датчика избыточного давления STEK-CAN
Принцип действия датчиков основан на преобразовании избыточного давления контролируемой среды, воздействующей на мембрану чувствительного элемента, в цифровой сигнал, пропорциональный механической деформации мембраны от приложенного измеряемого давления.
Датчики представляет собой моноблочную конструкцию, включающую в себя чувствительный элемент, преобразователь сигнала и интерфейс CAN, которые расположены в стальном герметичном корпусе, что позволяет использовать их со всеми средами, совместимыми с нержавеющей сталью. Для подсоединения к магистрали давления на одном торце корпуса расположен резьбовой штуцер с гайкой «под ключ». На другом торце корпуса расположен электрический разъём.
В качестве чувствительного элемента используется измерительная упругая мембрана и наклеенный на нее тензорезистор.