Главная imuk.pnzgu.ru/IMUK13216 » Статья 13216

Статья 13216

Название статья

АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Авторы

Грачев Андрей Владимирович, начальник отдела технических средств обучения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), andean@mail.ru

Индекс УДК

621.317.33

Аннотация

Актуальность и цели. Кондуктометрические датчики широко используются в устройствах измерения электропроводности и состава жидких сред, влажности сыпучих и твердых материалов. Бесконтактные кондуктометрические датчики (БКД) обеспечивают ряд преимуществ перед более распространенными контактными кондукто-метрическими датчиками. БКД, например, позволяют осуществить измерение в широком диапазоне температур состава, находящихся в ампулах агрессивных и токсичных жидких сред. Сложность построения и анализа метрологических характеристик таких устройств состоит в том, что БКД представляется четырехэлементной эквивалентной электрической схемой замещения. При этом значительная доля погрешности измерения вносится на этапе преобразования пассивных параметров в активные величины, что делает актуальным анализ погрешностей активной измерительной схемы.
Материалы и методы. Анализ погрешностей проведен для четырехэлементной схемы замещения БКД с учетом реальных параметров используемого в активной измерительной схеме дифференциального операционного усилителя методом теории направленных графов.
Результаты. Составлены операторные уравнения выходного напряжения активной измерительной схемы, несущих информацию о всех параметрах БКД. Переход от операторной формы уравнений во временную и анализ погрешностей осуществлен с использованием символьного преобразования в программном продукте Maple. Представлены графики рассчитанных погрешностей.
Выводы. Проведенный анализ погрешностей позволил определить требования и выбрать тип операционного усилителя. По значениям погрешности инвариантности были определены диапазоны допустимых измерений значений неинформативных параметров БКД.

Ключевые слова

бесконтактный кондуктометрический датчик, активная измерительная схема, анализ погрешности.

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Худякова, Т. А. Кондуктометрический метод анализа : учеб. пособие для вузов / Т. А. Худякова, А. П. Крешков. – М. : Высшая школа, 1975. – 207 с.
2. Лопатин, Б. А. Кондуктометрия: измерение электропроводности электролитов / Б. А. Лопатин. – Новосибирск : Изд-во СО АН СССР, 1964. – 280 с.
3. Комиссаренков, А. А. Кондуктометрия и высокочастотное титрование : учебно-метод. пособие / А. А. Комиссаренков, Г. Ф. Пругло. – СПб. : ГОУ ВПО СПбГТУРП, 2009. – 42 с.
4. Джапаридзе, П. Д. Эквивалентная электрическая схема емкостного первичного преобразователя влажности с изолированными электродами / П. Д. Джапаридзе, Р. Н. Месхидзе, В. Е. Пруидзе // Измерительная техника. – 1975. – № 5. – С. 77–79.
5. Грачев, А. В. Анализ погрешностей измерительной схемы инвариантного преобразователя емкости кондуктометрического датчика / А. В. Грачев, П. П. Чураков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2012. – № 2. – С. 24– 29.
6. Сешу, С. Линейные графы и электрические цепи / С. Сешу, М. Б. Рид. – М. : Высшая школа, 1971. – 448 с.
7. Машошин, П. В. Преобразователь параметров емкостного датчика для диэлькометрических влагомеров / П. В. Машошин, П. П. Чураков, М. Ю. Щербаков // Датчики и системы. – 2003. – № 1. – С. 24–26.
8. Патент 2483313 Российская Федерация RU МКП G01R27/22. Преобразователь параметров кондуктометрического датчика в напряжение / Грачев А. В., Гудожников Е. С., Чураков П. П. – заявл. 06.10.2011 ; опубл. 27.05.2013, Бюл. № 15.
9. Крюков, М. А. Оценка погрешности измерительной схемы емкостных влагомеров / М. А. Крюков, П. В. Машошин, П. П. Чураков // Измерения-2000 : материалы МНТК.–Пенза:Изд-во ПензГУ,2000.–С.47–49.
10. Остапенко, А. Г. Анализ и синтез линейных и радиоэлектронных схем с помощью графов: аналоговые и цифровые фильтры / А. Г. Остапенко. – М. : Радио и связь, 1985. – 280 с.
11. Диткин, В. Интегральные преобразования и операционное исчисление / В. Диткин, А. Прудников. – М. : Физматлит, 1961. – 524 с.
12. Мэзон, С. Электрические цепи, сигналы и системы / С. Мэзон. – М. : Изд-во иностранной литературы, 1963. – 619 с.
13. URL: http://www.maplesoft.com/support/help/Maple.
14. Арбузов, В. П. Квазиуравновешенные измерительные цепи датчиков с комплексной схемой замещения параметрического преобразователя / В. П. Арбузов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2006. – № 6. – С. 253–262.
15. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А. И. Мартяшин, К. Л. Куликовский, С. К. Куроедов, Л. В. Орлова ; под ред. А. И. Мартяшина. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 216 с.

 

Дата создания: 20.09.2016 16:42
Дата обновления: 21.09.2016 10:56