Введение к работе
Актуальность проблемы. Эффективное управление в технических системах немыслимо без точной информации о параметрах физических процессов, которые протекают в этих системах. Как известно, такую информацию получают посредством различных измерительных устройств, среди которых большую группу составляют датчики. Поскольку датчики являются первичными измерительными средствами, то от их качества изначально зависит эффективность управления.
Одним из главных параметров физических процессов, протекающих в технических системах, яляется давление. При этом, в большинстве случаев оно имеет динамический характер. Кроме того, в многочисленных современных системах, использующих датчики (авиа и ракетостроение, энергетическое машиностроение, автомобилестроение и др.), присутствуют нестационарные термовлияния, что требует применения специальных устройств - датчиков переменного давления.
В настоящее время сохраняется устойчивая тенденция в применимости датчиков давления тензометрического типа, что обусловлено их принципиальными преимуществами. Однако при этом наблюдается усиливающаяся неэффективность в производстве и эксплуатации датчиков. Этому способствует ряд проблем, заключающихся, среди прочего, в следующем.
Развитие технологии приборостроения (в первую очередь микроэлектронной) и достижения материаловедения, привели к появлению огромяого количества типоиоминалов датчиков. Однако таким многочисленным парком датчиков уже не удается в полной мере обеспечить качественные измерения и, тем самым, удовлетворить требованиям измерительных задач. На сегодня, в решении создавшейся ситуации, уже доказали свою бесперспективность путь варьирования известных технических решений, которые получены на прежнем этапе потребностей, а также эмпирический метод - практикой проб и ошибок. Очевидно, что описанная ситуация, в первую очередь, происходит из-за несовершенства методов проектирования датчиков, что само, по себе ставит вопрос о" состоянии их исследований. Кроме того, отчетливо проявляющееся несовершенство упомянутых исследований в совокупности с неразрешенными проблемами метрологического обеспечения
динамических измерений, также обуславливают
неэффективность существующих методов проектирования.
Традиционные подходы при исследованиях датчиков переменного давления базируются на общих принципах динамики колебательных систем, что приводит к несовершенному описанию такого особого процесса, каким является измерительное преобразование. Кроме того, воздействие на датчик нестационарных термовлияний порождает в его механических-измерительных преобразователях (МИП) сложные термоупругие явления, которые изменяют собственно динамику МИП. Отсутствие отражения этих проблем в известных исследованиях приводит к неадекватному моделированию датчиков и в результате - к построению несовершенных методик проектирования.
Цель работы: заключается в разработке инженерной методики проектирования конструктивных элементов тензометрических датчиков переменного давления для систем управления с нестационарными термовлияниями, при учете такой главной особенности условий эксплуатации, : как неопределенность заранее временных характеристик измеряемого давления и термовлияний.
Основными задачами исследования, вытекающими из поставленной цели, являются следующие:
- разработка математических моделей датчиков на основе соответствующих исследований динамики и термоупругих явлений в МИП, при учете влияния этих явлений собственно на динамику;
синтез метрологических-моделей датчиков;
оптимизиация конструктивных параметров элементов датчиков по критерию минимума основной динамической погрешности;
разработка инженерной методики проектирования конструктивных элементов тензометрических датчиков переменных давлений , для систем _ управления с нестационарными термовлияниямй и ее программной реализации при, том, . что такая , методика должна предусматривать предпосылки конструктивной унификации и сопоставимости метрологических характеристик в конкретных условиях эксплуатация.
Методы исследований - базируются - на уравнениях математической физики в части теории колебаний и термоупругости.
Научная новизна работы заключается в следующем: - получены аналитические зависимости, описывающие динамику МИП датчиков при прозвольпом временном характере входного воздействия;
- исследованы термоупругие явления в конструктивных
элементах датчиков при нестационарных термовлюшнлх;
- построены математические модели датчиков учитывающие
переходные и установившиеся процессы в динамике МИП, а
также учитывающие влияние на динамику преобразователей
термоупругих явления; .
- исследованы динамические погрешности математических
моделей, и синтезированы метрологические модели датчиков*,
разработана методика оптимизации конструктивных параметров элементов датчиков и их технологических допусков по критерию минимума основной динамической^ погрешности;
- разработана инженерная методика проектирования датчиков
переменного давления для систем управления с
нестационарными термовлияниямн, при этом в методику
заложены предпосылки конструктивной унификации датчиков и
сопоставимости их метрологических характеристик, в
конкретных условиях эксплуатации.
Практическая неиность работы: разработана инженерная методика проектирования датчиков переменного давлешія для систем управления с нестационарными термовлияниямн и алгоритм ее машинной реализации.
Основные результаты диссертационной работы внедрены и использованы при. проектировании датчиков давлешш для специализированных систем измерения, контроля и управления иа предприятиях общего машиностроения, а также для научных исследований в научно-исследовательской лаборатории "Полупроводниковых микросенсоров" Львовской политехники и Физико - механическом институте НАН Украины.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:
- Всесоюзных и межгосударственных научно - технических
конференциях и семинарах "Методы и средства измерения
механических параметров в системах контроля и управления"
(Пенза, 1991, 1992, 1993, 1994 г.г.);
- Международных научно - технических конференциях и
семинарах "Датчики и преобразователи информации систем
измерения, контроля и управления" (Москва, 1991, 1992, 1993, 1994 г.г.);
, - Международных научных конференциях инженеров -механиков (Львов, 1993, 1995 г.г.).
Публикации. По результатам проведенных исследований и разработок, выполненных в процессе работы над диссертацией, опубликован 17 печатных работ, а в том числе получено 5 авторских свидетельств.
Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы приложения и содержит 184 страницы основного текста, иллюстрируемого рисунками и таблицами на 25 страницах.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
