Рабочие параметры диодных механотронных преобразователей продольного управления.
Простейшая схема включения диодного механотрона имеет вид:
Rп Rа
Uп — измерительный прибор;
Uн — напряжение накала.
Uп
Ia Еа
М
Uн
Эта схема состоит из двухэлектродного механотрона М, анодной нагрузки Ra, измерительного прибора Uп с внутренним сопротивлением Rп, источника анодного питания Еа, которые соединяются последовательно.
Для этой схемы справедливо:
Еа = ( Rп - Ra ) + Uа (1)
Так как анодный ток I является одновременно функцией двух переменных Iа=f(d, Uа), то его полный дифференциал:
(2)
Если в формуле (2) значение статических параметров, то получим:
(3)
Для диодного механотронного преобразователя рабочая чувствительность по току к механотронной величине определяется:
(4)
ηim — статическая чувствительность механотронного преобразователя по I.
|
Чаще на практике применяется мостовая симметричная схема на основе двуханодного диодного механотрона, которая имеет вид:
Данная схема позволяет снизить пульсации (флуктуации) источников питания и внутриламповых эффектов на выходе сигнала преобразователя.
Рабочая чувствительность такой схемы, включаемой в мостовую симметричную схему, определяется как производная от I в цепи отсчётного прибора на величину изменения измеряемой механической величины.
(5)
Есть другие схемы анодного моста, только с одним подвижным анодом.
(6)
Выходное сопротивление мостовой схемы:
(7)
а рабочая характеристика мостовой схемы:
Iп = f ( M ) — ток в цепи выхода отсчётного прибора. (8)
В общем случае характеристика (8) нелинейна, причём степень её нелинейности зависит от степени нелинейности параметров механотронной системы и от параметров измерительной схемы.
Степень нелинейности механотронного преобразователя в статическом режиме, как правило, равно степени нелинейности суммарной статической характеристики перемещения его электродной системы.
Установлено, что степень нелинейности зависит от отношения Ra к внутреннему дифференциальному сопротивлению механотрона Ri (Ra/ Ri). Для простейшей схемы это отношение находится с помощью приближённого соотношения вида:
Ra опт ≈ 7,2 Riо
Для мостовой схемы это соотношение колеблется в диапазоне (2…3,5) Riо ≈ Ra опт.
1. Ra > Ra опт
2. Ra = Ra опт
3. Ra < Ra опт
Формула для нелинейности имеет вид:
∑раб = ∆Iп max / Iп max • 100%
где ∆Iп max — наибольшее отклонение реальной характеристики от линейной;
Iп max — наибольшее значение в измерительной диагонали механотрона.
В измерительной схеме с диодными механотронами в качестве отсчётных измерительных устройств с целью повышения чувствительности измерительной схемы применяются приборы с малым внутренним сопротивлением, т.е. Rп << Riо (микро- или миллиамперметры, самопишущие и цифровые измерительные приборы).