Реферат: Исследование функций преобразования и метрологических характеристик бесконтактных волоконно-оптических датчиков перемещений

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Государственный
комитет РФ по
высшему образованию

Московский
государственный
институт электроники
и математики

по курсу
"Метрология
и измерительная
техника"

Исследование
функций преобразования
и метрологических
характеристик
бесконтактных
волоконно-оптических
датчиков перемещений.

Цель работы:
Освоение методик
определения
основных
метрологических
и эксплуатационных
характеристик
первичных
измерительных
преобразователей
информации
на примере
бесконтактного
волоконно-оптического
датчика перемещений.
Используемое
оборудование:
волоконно-оптический
датчик перемещения,
специальный
штатив с возможностью
контроля перемещений,
цифровой вольтметр,
микрометрический
винт, четыре
различных типа
поверхности.
Волоконно-оптический
датчик подключают
к цифровому
вольтметру.
Часть
1. Нахождение
функции преобразования.
Изменяя
расстояние
между датчиком
и поверхностью,
находим положение
датчика, при
котором напряжение
на выходе датчика
будет максимальным.
Находим
точку перегиба
функции преобразования.
Для этого измеряем
напряжение
в нескольких
точках при
x max,
находим, на
каком интервале
самое большое
изменение
показаний
вольтметра.
Точка перегиба
- внутри этого
интервала.

Дальнейшие
измерения
расстояния
будут вестись
относительно
точки х 0 ,
соответствующей
напряжению
( + )/2 = В
Находим
напряжение
в 10 точках, в две
стороны от х 0­
с шагом
100 мкм. Измерение
в каждой точке
производится
6 раз.
Для
каждого расстояния
находим
среднеквадратическое
отклонение,
относительную
погрешность
и доверительный
интервал.
По
средним значениям
напряжения
и с учетом
доверительного
интервала
строим график
функции преобразования
датчика:
График
можно аппроксимировать
кубическим
полиномом

,где коэффициенты
определяются
по формулам:
j=
0,1... - но­мер
экс­пе­ри­мен­таль­ной
точ­ки функ­ции
пре­об­ра­зо­ва­ния;
n
- чис­ло по­лу­чен­ных
зна­че­ний
функ­ции
пре­об­ра­зо­ва­ния
(n=11);
A j
- от­клик ВОД
при j-ом зна­че­нии
вход­но­го
па­ра­мет­ра;


х i
- при­ра­ще­ние
вход­но­го
па­ра­мет­ра
(  х i =0,1
мм).
Часть
2. Исследование
влияния условий
(типа поверхности)
на функцию
преобразования.
Измерения
производятся
для четырех
типов поверхности:
белая бумага,
черная бумага
и текстолит
с двух сторон.
Измеряем напряжение
на выходе датчика
в точках от x=0
до значения,
при котором
напряжение
будет максимальным,
с шагом 200 мкм.
Ра­бо­та
во­ло­кон­но-оп­ти­че­ско­го
дат­чи­ка за­ви­сит
от со­стоя­ния
по­верх­но­сти
ра­бо­чей
пла­сти­ны,
ее ко­эф­фи­ци­ен­та
от­ра­же­ния
и сте­пе­ни
рас­сеи­ва­ния
све­та при
от­ра­же­нии
от по­верх­но­сти.
Функ­ция
пре­об­ра­зо­ва­ния
дат­чи­ка
ин­ди­ви­ду­аль­на
для ка­ж­до­го
со­че­та­ния
дат­чик —
по­верх­ность.
Раз­мер (дли­на)
ра­бо­че­го
уча­ст­ка
ха­рак­те­ри­сти­ки
оп­ре­де­ля­ет­ся
рас­сеи­ва­ни­ем
све­та от
по­верх­но­сти,
а угол на­кло­на
— ко­эф­фи­ци­ен­том
от­ра­же­ния
све­та. Дат­чик
ха­рак­те­ри­зу­ет­ся
пол­ным от­сут­ст­ви­ем
влия­ния на
объ­ект.
По­греш­ность
(аб­со­лют­ная)
мик­ро­мет­ра
при из­ме­ре­ни­ях
со­став­ля­ла
5 мкм. А по­греш­ность
вольт­мет­ра
— во вто­ром
зна­ке по­сле
за­пя­той, то
есть при из­ме­ре­ни­ях
с ме­тал­ли­че­ской
пла­сти­ной
она со­ста­ви­ла
до 0,05 Воль­та.
Вольт­метр
об­ла­да­ет
тре­мя с по­ло­ви­ной
раз­ря­да­ми,
но слу­чай­ная
по­греш­ность
из-за не­пре­рыв­но­го
из­ме­не­ния
по­ка­за­ний
в дан­ном слу­чае
ока­за­лась
вы­ше.

Государственный
комитет РФ по
высшему образованию

Московский
государственный
институт электроники
и математики

по курсу
"Метрология
и измерительная
техника"
Исследование
функций преобразования
и метрологических
характеристик
бесконтактных
волоконно-оптических
датчиков перемещений.

Цель работы:
Освоение методик
определения
основных
метрологических
и эксплуатационных
характеристик
первичных
измерительных
преобразователей
информации
на примере
бесконтактного
волоконно-оптического
датчика перемещений.
Используемое
оборудование:
волоконно-оптический
датчик перемещения,
специальный
штатив с возможностью
контроля перемещений,
цифровой вольтметр,
микрометрический
винт, четыре
различных типа
поверхности.
Волоконно-оптический
датчик подключают
к цифровому
вольтметру.
Часть
1. Нахождение
функции преобразования.
Изменяя
расстояние
между датчиком
и поверхностью,
находим положение
датчика, при
котором напряжение
на выходе датчика
будет максимальным.
Находим
точку перегиба
функции преобразования.
Для этого измеряем
напряжение
в нескольких
точках при
x max,
находим, на
каком интервале
самое большое
изменение
показаний
вольтметра.
Точка перегиба
- внутри этого
интервала.

Дальнейшие
измерения
расстояния
будут вестись
относительно
точки х 0 ,
соответствующей
напряжению
(1,78+0,92)/2 = 1,36 В
Находим
напряжение
в 10 точках, в две
стороны от х 0­
с шагом
100 мкм. Измерение
в каждой точке
производится
6 раз.
Для
каждого расстояния
находим
среднеквадратическое
отклонение,
относительную
погрешность
и доверительный
интервал.
По
средним значениям
напряжения
и с учетом
доверительного
интервала
строим график
функции преобразования
датчика:
Г рафик
можно аппроксимировать
кубическим
полиномом

,где коэффициенты
определяются
по формулам:
j=
0,1... - но­мер
экс­пе­ри­мен­таль­ной
точ­ки функ­ции
пре­об­ра­зо­ва­ния;
n
- чис­ло по­лу­чен­ных
зна­че­ний
функ­ции
пре­об­ра­зо­ва­ния
(n=11);
A j
- от­клик ВОД
при j-ом зна­че­нии
вход­но­го
па­ра­мет­ра;


х i
- при­ра­ще­ние
вход­но­го
па­ра­мет­ра
(  х i =0,1
мм).
Часть
2. Исследование
влияния условий
(типа поверхности)
на функцию
преобразования.
Измерения
производятся
для четырех
типов поверхности:
отражающая
поверхность,
белая бумага,
черная бумага
и текстолит.
Измеряем напряжение
на выходе датчика
в точках от x=0
до значения,
при котором
напряжение
будет максимальным,
с шагом 200 мкм.
Ра­бо­та
во­ло­кон­но-оп­ти­че­ско­го
дат­чи­ка за­ви­сит
от со­стоя­ния
по­верх­но­сти
ра­бо­чей
пла­сти­ны,
ее ко­эф­фи­ци­ен­та
от­ра­же­ния
и сте­пе­ни
рас­сеи­ва­ния
све­та при
от­ра­же­нии
от по­верх­но­сти.
Функ­ция
пре­об­ра­зо­ва­ния
дат­чи­ка
ин­ди­ви­ду­аль­на
для ка­ж­до­го
со­че­та­ния
дат­чик —
по­верх­ность.
Раз­мер (дли­на)
ра­бо­че­го
уча­ст­ка
ха­рак­те­ри­сти­ки
оп­ре­де­ля­ет­ся
рас­сеи­ва­ни­ем
све­та от
по­верх­но­сти,
а угол на­кло­на
— ко­эф­фи­ци­ен­том
от­ра­же­ния
све­та. Дат­чик
ха­рак­те­ри­зу­ет­ся
пол­ным от­сут­ст­ви­ем
влия­ния на
объ­ект.
По­греш­ность
(аб­со­лют­ная)
мик­ро­мет­ра
при из­ме­ре­ни­ях
со­став­ля­ла
5 мкм. А по­греш­ность
вольт­мет­ра
— во вто­ром
зна­ке по­сле
за­пя­той, то
есть при из­ме­ре­ни­ях
с ме­тал­ли­че­ской
пла­сти­ной
она со­ста­ви­ла
до 0,05 Воль­та.
Вольт­метр
об­ла­да­ет
тре­мя с по­ло­ви­ной
раз­ря­да­ми,
но слу­чай­ная
по­греш­ность
из-за не­пре­рыв­но­го
из­ме­не­ния
по­ка­за­ний
в дан­ном слу­чае
ока­за­лась
вы­ше.

МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ
И

к
лабораторным
работам по
курсу "Основы
метрологии
и измерительной
техники".

Изучение
и исследование
средств измерений
электрических
и неэлектрических
величин.

Методические
указания к
лабораторным
работам являются
составной
частью программы
по дисциплине
"Основы метрологии
и измерительной
техники " , изучаемой
студентами
2-го курса специальности
2101 - ЭВМ. системы
, комплексы и
сети.

Лабораторные
работы выполняются
в объеме 18 часов.

Основным
содержанием
лабораторных
работ является
получение
практических
навыков работы
с современными
измерительными
приборами,
изучение методик
определения
основных
метрологических
характеристик
измерительных
преобразователей
и построение
алгоритмов
практического
применения
преобразователей
в системах с
электронно-вычислительной
аппаратурой.
Часть
2-3. Исследование
функций преобразования
и метрологических
характеристик
бесконтактных
волоконно-
оптических
датчиков перемещений.
1.Цель
работы, ее краткое
содержание.

Целью данной
работы является
освоение методик
определения
основных
метрологических
и эксплуатационных
характеристик
первичных
измерительных
преобразователей
информации
на примере
бесконтактного
волоконно-
оптического
датчика перемещений
, а также разработка
алгоритма
адаптации в
системы ,содержащие
средства
вычислительной
техники.

Исследуемый
в лабораторной
работе бесконтактный
волоконно-оптический
преобразователь
перемещений
представляет
собой систему
состоящую из
источника
излучения
,примо- предающего
волоконно-
оптического
канала и фотоприемника.
Здесь поток
излучения от
источника 1
вводится в
предающий
световод 2 и
на его выходе
формируется
расходящийся
поток излучения
в виде конуса,
ограниченного
апертурой
оптических
волокон. При
падении потока
на поверхность
объекта часть
его отражается
и попадает в
приемный световод
3 ,проходит по
нему в фотоприемник
4, где преобразуется
в электрический
сигнал. Если
изменять расстояние
между торцом
приемо- предающего
световода от
нуля , то премещение
и выходной ток
фотоприемника
связаны зависимостью
, показанной
на рисунке 2.
Рис.1
Схема волконно-оптического
Рис2 Типичная
зависимость



Зависимость
имеет восходящий
участок, обусловленный
увеличением
потока, попадающего
в приемный
световод, участок
максимума ,где
наступает
равновесие
между потоком,
входящим в
приемный канал
и выходящим
за его пределы
и падающий
участок , где
преобладает
поток ,выходящий
за границу
приемного
световода.

На характеристике
видны два
квазилинейных
участка из
которых могут
быть сформированы
функции
преобразования
ВОД , являющиеся
основной
метрологической
характеристикой.
Наиболее часто
для преобразования
перемещения
в электрический
сигнал используется
восходящий
участок , гду
крутизна существенно
больше.

Преобразователи
такого типа
, получившие
применение
для бесконтактного
преобразования
перемещений
в электрический
сигнал в сложных
условиях окружающей
среды , имеют
индивидуальные
функции
преобразования
и для каждого
экземпляра
определяются
отдельно.

Функция
преобразования
на восходящем
участке с
достаточной
степенью точности
можно апроксимировать
полиномом
третьей степени:
Коэффициенты
определяются
из соотношений:
А
=
---------------------------------------------------------------------------
А
=
----------------------------------------------------------------------------------
А
=
--------------------------------------------------------------------------------------
А
=----------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------
где-
= 0,1... - номер экспериментальной
точки функции
преобразования;
-
число полученных
значений функции
преобразования
;
А
-отклик ВОД
при - ом значении
входного параметра;



Положение
начальной
установки
датчика относительно
отражающей
поверхности
определяется
точкой перегиба
функции .

При проведении
экспериментальных
исследований
в данной работе
используется
следующее
оборудование:
осциллограф,
цифровой вольтметр,
специальный
штатив с возможностью
контроля перемещений
,волоконно-оптический
датчик.

Питание
волоконно-оптического
датчика осуществляется
от централизованного
источника
питания.
1.
Изучить описание
проведения
лабораторной
работы.
2.
Подготовить
измерительную
установку к
работе. Для
этого необходимо:
включить
измерительные
приборы и дать
им прогреться
в течении 15 мин.;
установить
терец световода
над исследуемым
участком отражающей
поверхности;
подключить
выход ВОД ко
входу цифрового
вольтметра.
3.
Снять и построить
функцию преобразования
ВОД . Для этого
необходимо:
-отвести
общий торец
световода с
помощью микрометричекой
пары до положения,
когда на вольтметре
появится максимальное
значение напряжения:
-подводя
общий торец
световода к
отражающей
поверхности
через каждые
500 мкм зафиксировать
и записать
значения показаний
вольтметра;
-определить
примерное
положение точки
перегиба функции
преобразования
как

-установить
преобразователь
в положение
соответствующее
этой точке по
показанию
вольтметра;
-отводя
датчик вверх
и вниз от точки
перегиба снять
показания
вольтметра
через каждые
500 мкм;
-повторить
эти действия
10 раз, данные
занести в таблицу.
4.
По данным
экспериментального
исследования
построить
функцию преобразования
по средним
значениям
экспериментальных
точек.
-максимальное
значение
доверительного
интервала для
Р=0,95 ,используя
таблицы Стьюдента:
-гистограмму
распределения
погрешностей.
6.Построить
алгоритм и
вычислить
коэффициенты
апроксимирующего
полинома.
7.
Провести исследование
влияния одного
из дестабилизирующих
факторов по
указанию
преподавателя.

5. Требование
к отчету по
выполненной
работе.
В
отчет по лабораторной
работе необходимо
включить:
2.
Структурную
схему определения
параметров
ВОД.
5.
Алгоритм расчета
и величины
коэффициентов
апроксимирующей
функции.

Название: Исследование функций преобразования и метрологических характеристик бесконтактных волоконно-оптических датчиков перемещений
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат
Добавлен 11:59:50 14 августа 2005 Похожие работы
Просмотров: 827
Комментариев: 17
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Результаты измерений и средние значения
* Отсчет ведется от расстояния, соответствующего максимальному наклону характеристик
Исследование влияния дестабилизирующих факторов на функцию преобразования.
Результаты измерений и средние значения
* Отсчет ведется от расстояния, соответствующего максимальному наклону характеристик
Исследование влияния дестабилизирующих факторов на функцию преобразования.
Результаты
измерений
и средние
значения
Результаты
измерений
и средние
значения
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Исследование функций преобразования и метрологических характеристик бесконтактных волоконно-оптических датчиков перемещений
Реферат: Кредит и его использование в развитии народного хозяйства
Сочинение Рассуждение На Тему Портрет Милы Хабаров
Практическая Работа По Родному Языку
Курсовая работа по теме Великая хартия вольностей
Реферат: Количественная оценка риска аварий на объектах хранения нефтепродуктов
Контрольная работа: Информационные технологии управления. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Работа Технология Машиностроения Ось
Доклад: Царицино - природа и история
Курсовая Работа На Тему Особенности Финансирования Инвестиционных Проектов
Сочинение На Тему Дружба 9.3
Реферат: Маркетинговое исследование боулинг-клуба. Скачать бесплатно и без регистрации
Методы выявления патологических состояний глаза
День Первобытного Человека Сочинение 5 Класс
Бала Құқығы Адам Құқығы Эссе
В Формате Fb2 Собрания Сочинений
Дневник Преддипломной Практике Бухгалтера
Курсовая работа: Меры по предотвращению гонки вооружений и разоружений. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение На Тему Сложный Характер
Реферат по теме Расчет экономической эффективности применения ПЭВМ для решения задачи
Эссе Информация Без Понимания Лишена Смысла
Доклад: Герберт фон Караян (Karajan)
Сочинение: Роман Гончарова «Обломов» и наша современность
Доклад: Depeche Mode