РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 6
1.1. Физико-механические свойства материалов 6
1.2. Методы измерения свойств материалов 6
1.2.1. Методы определения упругих свойств 6
1.2.3. Методы определения параметров, характеризующих трение 8
1.2.4. Метод резонансных стержней для определения вязкости жидких сред 10
1.3. Обзор и классификация пьезоэлектрических устройств, реализующих
резонансный метод измерения 12
1.3.1. Пьезорезонансные датчики 12
1.3.2. Примеры применения пьезорезонаторов в измерительной технике 14
1.3.3. Пьезоэлектрические трансформаторы 22
1.4. Варианты конструктивного исполнения ПТ ИП 25
1.5. Анализ способов расширения функциональных возможностей и улучшения
метрологических характеристик ПТ ИП с одной степенью свободы 26
1.6. Эквивалентная электрическая схема замещения ПТ ИП 28
ГЛАВА 2. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 32
2.1. Имитационное моделирование режимов работы ПТ ИП 32
2.2. Содержание лабораторных работ 34
2.3. Отладочная плата Миландр 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ ФРАГМЕНТЫ ИСХОДНОГО КОДА
В настоящий момент существует потребность в высокочувствительных и многопараметрических датчиках, обладающих повышенной чувствительностью и избирательной способностью, приспособленных к тяжелым и экстремальным для человека условиям. Во многих отраслях промышленности прибегают к измерению различных физических величин: плотность, вязкость, внутреннее и внешнее трение, упругость, давление, и т.п. Решением данной проблемы может стать разработка многофункционального датчика, который способен измерять отдельно каждую характеристику мате-риала и не реагировать на другие [1]. Наиболее приемлемыми для этого являются датчики, основанные на использовании резонансных методов измерения.
Резонансные методы и средства измерений находят широкое применение в современных измерительных, управляющих и робототехнических системах. К их числу относятся и электромеханические измерительные устройства, в частности пьезотрансформаторные первичные измерительные преобразователи. Устройства такого типа обладают высокой чувствительностью, эффективностью, избирательностью и добротностью, а применение в них микропроцессорной техники позволяет не только расширить их функциональные возможности, но и улучшить метрологические характеристики [2]. При этом особый интерес представляет разработка пьезорезонансных датчиков, основанных на использовании нелинейных динамических процессов в сложных системах. Выходными сигналами таких датчиков могут служить амплитуды, фазы и частоты колебаний пьезорезонаторов [3].
В связи с этим предлагается разработать учебный стенд, предназначенный для изучения принципов построения и исследования режимов работы микропроцессорных измерительных устройств, созданных на основе пьезотрансформаторных первичных преобразователей.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка программной и аппаратной части учебного стенда по изучению резонансных методов измерения с использованием пьезотрансформаторных измерительных преобразователей (ПТ ИП) и подготовка методических указаний к лабораторным работам.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. провести моделирование и исследование резонансных методов измерения;
2. изучить особенности построения ПТ ИП;
3. сравнить ПТ ИП с амплитудным и частотным выходом;
4. разработать конструкцию макета ПТ ИП;
5. провести экспериментальные исследования ИП на базе пьезоэлектрического трансформатора (ПЭТ);
6. рассмотреть особенности использования платы Миландр для исследования ПТ ИП;
7. разработать тематику лабораторных работ по изучению принципов построения и исследования режимов работы ПТ ИП.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были изучены резонансные методы измерения, рассмотрены устройства, реализующие данные методы. Была продумана конструкция лабораторного стенда для курса МПИУ. Было проведено имитационное моделирование колебательной системы в программе Micro-Сар. На основании этого были проанализированы полученные АЧХ.
По завершению выпускной квалификационной работы был разработан лабораторный стенд для изучения резонансных методов. Помимо этого, была описана тематика лабораторных работ по курсу МПИУ.
Исходя из этого, цель выпускной квалификационной работы можно считать достигнутой.
