ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет погрешности и конструирование рычажных весовых механизмов из "Автоматизированные системы взвешивания и дозирования " В соответствии с общей методикой исследования типовых структур измерительных устройств (ИУ) схема прохождения сигнала через ВУ показана на рис. 13, где X яУ — соответственно измеряемая величина и выходной сигнал q,, qj, - внутренние параметры ВУ Zj, Zj,. .., Z . - внешние параметры, отображающие условия, в которых эксплуатируются ВУ. [c.38] Нулевой индекс у частной производной означает, что производная вычисляется для номинального значения параметра. [c.38] На погрешность весов оказывают влияние отклонение размеров плеч рычагов, отклонение лезвий призм от теоретической плоскости, деформация рычажной системы под нагрузкой, изменение углов наклона тяг, серег и рычагов, трение в ножевых опорах и ряд других факторов. [c.39] Для обеспечения единого подхода при классификации погрешностей отметим следующее. Вид статической характеристики ВУ определяется их конструкцией и схемой. Параметры этой функции могут изменяться по определенным законам в зависимости от внешних факторов, а также — случайным образом. [c.39] ВУ определенного типа характеризуются номинальной статической характеристикой. В то же время статическая характеристика каждого ВУ может отличаться от номинальной. Некоторые погрешности ВУ, например погрешности плеч рычагов, отклонение лезвий призм от плоскостности, погрешности, вызванные наклоном тяг, серег и т.д., определяемые как случайные для совокупности ВУ, следует рассматривать как систематические для конкретных ВУ, учитьшая индивидуальную юстировку, выполняемую в рассматриваемых ВУ. К случайным погрешностям будем относить те из них, которые приводят к самопроизвольному, случайному изменению статической характеристики конкретного ВУ. [c.39] Расчет погрешности, вызываемой деформацией изгиба. Рассмотрим погрешность передаточного отношения рычага (рис. 14, а), находящегося под действием измеряемого усилия Р1 и уравновешивающего Р2 При этом возникает деформация рычага и происходит изменение положения призм. Так как лезвия призм расположены на некотором расстоянии/ от нейтральной оси рычага, поворот сечений последнего вызывает приращение плеч соответственно на Д/ и (рис 14, б, в). Вертикальные смещения призм, вызывающие изменения чувствительности, устойчивости и периода колебаний, представляют особый интерес при изучении лабораторных весов и колебаний коромысла. [c.39] Полученные выше значения а и 3 позволяют найти условия оптимальной юстировки, при которой погрешности от деформации находятся в области допускаемых значений. Соотношение (3) является весьма важным для юстировки весов, так как определяет основную точку кроме нуля и предела, в котором следует проверить правильность регулировки передаточного отношения рычажного механизма. В выражении (3) величина относительной погрешности 5 принята равной допускаемой только для определения возможностей юстировки. Так как погрешность от деформации изгиба рычагов представляет часть суммарной погрешности весов, в выражении (5) следует принимать 613 как соответствующую долю от 5. [c.41] Деформация при Р/Рщах = 1 и Р/Рта.х = = 1/2 определяет максимальное значение систематической и случайной погрешностей. [c.42] Рычаги большей частью изготовляют из стали СтЗ и стали 20. Кривые зависимости коэффициента поглошения энергии ф для стали СтЗ и стали 15 от напряжения изгиба приведены на рис. 17. При напряжении изгиба а = 90 МПа ф = 3% при = 160 МПа ф = 6%. Следовательно, о,. зсл 0,02 Sj, 3. Случайные составляющие погрешности, вызываемые другими упругими несовершенствами, не превышают погрешности из-за внутреннего трения. [c.43] Проведенное исследование позволяет сделать важный вывод среднеквадратическое отклонение погрешности, вызываемое деформацией рычагов, даже при напряжениях изгиба = 160 МПа не превышает 0,02 части систематической погрешности и, следовательно, не является препятствием к повышению допускаемых напряжений изгиба в рычагах при условии компенсации нелинейности. Применение компенсатора нелинейности [A. . 522419 (СССР)] позволяет повысить допускаемые напряжения и снизить массу и габариты ВУ. [c.43] Расчет погрешности, вызываемой трением. Трение в ножевых опорах является фактором, который определяет предельно возможную точность ВУ. Поэтому важно получить выражение для оценки погрешности, вызванной трением. [c.44] Известно, что процесс упругого изменения формы тела под действием нагрузки б (рис. 18) даже в пределах упругих деформаций есть процесс необратимый, т.е. одной и той же силе при разгрузке соответствует большая величина деформации, чем при нагрузке. Вследствие этого точка приложения реакции N ножевой опоры переместится в сторону движения на величину коэффициента трения качения/. [c.44] Величина коэффициента бьша определена экспериментально методом исследования затухающих колебаний коромысла. Для исключения влияния датчиков на процесс колебания при осциллографировании был применен специальный датчик перемещений в виде осветителя и оптической системы, установленной на коромысле и фокусирующей световой поток на фотобумагу, перемещаемую лентопротяжным механизмом осциллографа. Исследовались колебания с различными начальными амплитудами в диапазоне частот колебаний 0,05-0,5 Гц. Варьирование частоты колебаний и квазижесткости С в диапазоне 20-705 Н/м осуществлялось методом смещения ЦТ коромысла. В эксперименте применяли коромысло массой т = 17,5 кг, с моментом инерции/ = 1,36 кгм и с ножевыми опорами из стали У8А и У9А НКС 60-64. Определяли статическую характеристику и петлю гистерезиса при колебании коромысла (рис. 20) и измеряли длину контакта ножевых опор. [c.46] Анализ большого числа осциллограмм колебаний коромысла с радиусом лезвий призм г = 0,06 мм и нагрузкой на грузоприемную призму Сг = 200 Н, опорную призму 2 = 375 Н показал, что в диапазоне частот 0,05—0,5 Гц величина рассеянной энергии за период колебаний не зависит от частоты (рис. 21). Определение коэффициента необратимых потерь /Гр = Ку + в ножевых опорах осуществляли из следующих соотношений. [c.46] Величина рассеянной энергии Д =С(Л 1 -Л 2)/2/ где 1 иА 2 -смежные амплитуды на осциллограммах к = 12 — коэффициент приведения амплитуд к тяге коромысла. [c.46] Полученные с помощью осциллограмм данные для АЕ в зависимости от угла поворота ip = (Ai + А2) I (2L) выравниваем методом наименьщих квадратов АЕ = 0,185 10 — 0,107 Ю + 0,426 10 . Произведя вычисления, получим К = 6ip 0,00754. [c.47] Таким образом, установлено, что коэффициент потерь в ножевых опорах Кр не зависит от частоты колебаний и значительно зависит от амплитуды угла поворота коромысла (рис. 22). [c.47] В подплатформенных механизмах тяжелых весов обычно размеры плеч рычагов и длины тяг достаточно большие, что позволяет получать незначительные изменения углов наклона при взвешивании и, следовательно, небольшие величины этих погрешностей. Лишь концевой рьмаг и тяга, соединяющая его с указательным прибором, могут при прямом методе измерения значительно изменять в процессе взвешивания углы наклона и стать источником существенных погрешностей. [c.48] Численные расчеты показывают, что величина этой погрешности для технологических весов является несущественной. [c.49] Абсолютная величина относительной погрешности 5 = 1Д/М = 1/( - 1). [c.51] Вернуться к основной статье