19 | 01 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Технические средства для проведения испытаний.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (1 Голос)

Средства для проведения испытаний

Классификация величин измерения.

Для получения численных значений различных величин, характеризующих свойства объектов исследования и процессов, проводят измерения различного характера, применяя при этом большой арсенал измерительных средств, приборов и аппаратуры.

При испытаниях с. х. техники для измерения различных физических (неэлектрических) величин электрическими методами с разными вариантами фиксации, отображения и обработки полученной информации используются современные измерительные приборы и специальные измерительные системы.

Экспериментальные исследования с. х. машин и процессов проводят в разнообразных природно-почвенных условиях, когда необходимо зафиксировать и измерить большую, разнообразную по своей сути группу показателей.

В этой связи, большое разнообразие условий работы машин и агротехнические показатели качества их работы целесообразно разделить на три группы.

Первая группа показателей характеризует технологические возможности машины: предельные показатели фона, режимов работы и технологических характеристик, при которых может удовлетворительно происходить технологический процесс (влажность почвы, засоренность поля, плотность почвы, скорость движения, пропускная возможность, урожайность и т. д. ).

Вторая группа показателей характеризует качество выполнения машиной технологического процесса в типичных для зоны условиях при оптимальных и предельных режимах работы. То есть так называемые технологические показатели качества работы, которые регламентированы исходными требованиями и ТЗ: глубина обработки, подрезание сорняков, качество заделки семян, потери урожая, повреждение корнеплодов, количество примесей в собранном урожае и т. п.

Третья группа показателей характеризует стабильность протекания технологических процессов в пространстве и во времени при разных условиях эксплуатации машины.

Одновременно или параллельно с агротехническими показателями определяются технические параметры, характеризующие условия и режимы работы машины.

Измерительные величины технических параметров разделяют на:

1)  геометрические;

2)  кинематические;

3)  динамические;

4)  другие специфические величины.

К геометрическим величинам относятся:

1)  линейные размеры - размеры и деформации объектов обработки деталей и технологического оборудования, зазоры в клапанах, свечах и т. д.;

2)  объемы - объемы блоков, цистерн, рабочих цилиндров и т. д. ;

3)  углы - углы поворота колес, тяг, углы подъема и т. д. ;

4)  перемещение: а) линейные - перемещение рабочих органов, частиц материалов, штоков, пройденный путь, тормозной путь и т. д. ; б) угловые - угловые перемещения колес рычагов;

5)  амплитуда колебаний - амплитуда колебаний рабочих органов, рамы, вибраций двигателя и т. д.

К кинематическим величинам относят:

1)  скорости движения (линейные и угловые) - скорость движения рабочих органов и машины, скорости перемещения (линейные и угловые) тяг, рычагов, угловые скорости вращения и т. д. ;

2)  ускорение (линейные и угловые) - ускорение машины и рабочих органов в переходных режимах, угловые ускорения валов и т. д. ;

3)  частоты вращения - угловые скорости вращения рабочих органов, вала двигателя, трансмиссии машины, роторов электродвигателей и т. д. ;

4)  частоты колебаний и вибраций - частоты колебаний и вибраций конструктивных элементов и рабочих органов машин, стеблей с. х. культуры, корнеплодов и т. д.

К динамическим величинам относят:

1)  массы - загрузка машин, агрегатов, объектов обработки и т. д.;

2)  выборки сыпучих материалов, жидкостей, газов - затраты материалов обработки, топлива, смазочных масел, подача компрессоров и т. д. ;

3)  силы, усилие - усилие на рабочих органах, сницах, силы, которые действуют на технический материал обработки, усилие в гидро - и пневмоцилиндрах и т. д. ;

4)  напряжение - напряжение в элементах материалов обработки, точках конструкции машин (рамах, валух) и т. д.;

5)  давления - давление на почву, на рабочие органы, в системах пневмо и гидроприводов и т. д. ;

6)  моменты сил - моменты на валах привода рабочих органов, трансмиссии, моменты затяжки креплений и т. д. ;

7)  работа - работа подъема, трение, сопротивления и т. д. ;

8)  мощность - мощность на вале двигателя, валух рабочих органов и трансмиссии, мощность электродвигателей, технологического оснащения и т. д..

К специальным величинам относят:

1)  время - время движения частичек материала обработки, время торможения, время включения тормозного повода и т. д. ;

2)  температура - температура материала обработки, маслила в картере двигателя, охлаждающей жидкости и т. д. ;

3)  цвет - цвет кормов, материала обработки и т. д. ;

4)  освещение и сила света - сила света фар, освещение рабочего места, яркость освещения знаков и т. д. ;

5)  акустические сигналы - шумы на рабочем месте, шумы в отдельных агрегатах машины и т. д. ;

6)  параметры структурных свойств - плотность и твердость материалов обработки, дисперсность распила, вязкость масел, топлива и т. д. ;

7)  параметры химических свойств - концентрация продуктов, плотность электролита, химический состав кормов, анализ отработанных газов и т. д. ;

8)  излучение - радиационные измерения при использование активных радиоизотопов.

Характеристика технических средств измерения

Для определения перечисленных агротехнических показателей используют разнообразные измерительные инструменты, весы, пробоотборники, оснащение и приборы для обработки и анализа проб, разнообразные лабораторные установки специального назначения, например, лабораторные молотилки-сепараторы, подвижные лабораторные поля и т. д. Применение этих приборов и оснащения позволяет механизировать и ускорить процесс отбора и обработки проб технологического материала.

В зависимости от вида определяемых показателей и физических принципов работы приборы и измерительная аппаратура делится на:

1)  линейно угловые, пружинные динамометры, акселерометры;

2)  пневматические и гидравлично - пневмомикрометры, манометрические трубки, и т. п.;

3)  оптические микроскопы, спектрометры, и т. д.;

4)  акустические шумомеры;

5)  электрические вольтметры, ваттметры, тензометры и т. д.;

6)  электронные осциллографы, спектроанализаторы, колориметры и т. д.;

7)  специальные радиоизотопные приборы.

Механические приборы и измерительная аппаратура предназначены преимущественно для измерения параметров при оценке статистических характеристик объектов, изменение измеряемых величин происходит медленно на протяжении какого-либо времени.

Показание этих приборов фиксируются визуально или отображаются графически более простыми видами самописцев.

Механические, пневматические и гидравлические методы измерений целесообразно применять при измерениях процессов, которые медленно изменяют свои параметры, частота изменения которых находится в границах 0,1-0,3 с-1.

Очень сложной и трудоемкой работой является взятие и разборка проб технологического материала, которые достигают масс от десятки килограмм до нескольких центнеров (при испытаниях зерноуборочных, корнеуборочных и др. машин).

Для взятия проб технологического материала используют специальные механизированные мобильные пробоотборники и технологические линии для сортировки, очищения, разделения на фракции компонентов вороха взятых проб для оценки показателей качества выполнения технологического процесса. Как правило, это не серийное оснащение, большинство из которого разработано и изготовлено в научных институтах или самими исследователями. Оснащение представляет собой оригинальные конструкции, которые созданы на базе существующих серийных машин данного типа.

Характеристики динамических процессов (деформаций, напряжений, скоростей, ускорений и т. п.) измеряются методом электроизмерений неэлектрических величин путем фиксирования на специальных носителях (фото или термобумаге, фотопленке, магнитной ленте) электрических сигналов от специальных первичных преобразователей-датчиков. Для фиксирования результатов электроизмерительных преобразователей применяют специальную регистрирующую аппаратуру, которая должна иметь несколько каналов прохождения и регистрации сигналов (многоканальную), так как при испытаниях исследуют, как правило многомерные объекты.

В качестве первичных измерительных преобразователей-датчиков применяют разные резисторные элементы которые делятся на пассивные и активные датчики. Наиболее распространенными пассивными первичными преобразователями являются:

1)  контактные реостаты;

2)  реохорды;

3)  тензорезисторы;

4)  разные емкостные, электромагнитные элементы и другие.

Пассивные датчики применяются, в основном, при измерении линейных и условных перемещений рабочих органов относительно почвы или несущей системы машины при невысоких частотах их изменения - до 5-10 с-1. Они соединяются с исследуемым рабочим органом при помощи системы рычагов.

Активными преобразователями являются пьезоэлектрические и индукционные элементы, например, такие как тахогенераторы.

Преобразователь представляет собой устройство, которое воспринимает измерительную величину (перемещение, деформацию, давление и т. д.) и превращает ее в передаваемый электрический сигнал, который регистрируется. Датчик состоит из одного или нескольких преобразователей, например преобразователь ускорений, давления и т. п.

Тензометрические датчики представляют собою решетку сопротивлений и бывают проволочные и фольговые, их еще называют тензорезисторами.

Тензорезисторы наклеивают специальным образом на деформирующуюся в процессе работы деталь (на тягу, вал, стойкую и т. п.). Включают (соединяют) в традиционную при измерениях мостовую измерительную схему, обеспечивающую возникновение тока и распределение при изменении сопротивления преобразователя.

При деформации тензодатчиков, сигнал, который возникает в мостовой схеме (30 ма-0,2А), подается на промежуточный элемент (усилитель) и дальше на регистратор (осциллограф, магнитофон, монитор компьютера и т. п.).

Наибольшее распространение для электрической регистрации быстротечных процессов полученные электронно-лучевые и шлейфовые осциллографы. Электронно-лучевые осциллографы используются в стационарных условиях для наблюдения и фиксации при необходимости путем фотографирования относительно быстротечных протекающих процессов.

Для регистрации процессов, которые изменяются медленно, также применяют самопишущие амперметры и вольтметры. Регистрация и запись на фотобумагу быстротечных процессов происходит магнитоэлектрическими (шлейфовыми) осциллографами Н-700, Н-105 и др.

После фотообработки, получение осциллограмма (магнитограмма) обрабатывается методами статистической обработки и анализа, например методом измерения дискретизирования ординат кривой осциллограммы через равные промежутки времени (согласно существующим методикам обработки).

Современным методом регистрации и обработки осциллограмм является компьютерная регистрация сигналов на его монитор дальнейшей статистической обработкой результатов эксперимента при помощи специальных компьютерных программ, при этом количество каналов регистрации и передача сигналов от тензодатчиков, практически на порядок высшее, чем в осциллографах.

Многоцелевые информационно-измерительные комплексы.

С целью повышения оперативности проведение испытаний используют мобильные многоцелевые информационно-измерительные многоканальные комплексы, которые позволяют измерять, регистрировать и выводить непосредственно после окончание опыта на цифровую печать среднее значение измерительных параметров.

Среди них, широкое применение нашли такие мобильные системы, как ЧЕК-1, ЧЕК-3-5, ЧЕК-6, "Урожай".

Система ЧЕК-1 позволяет измерять, регистрировать и выдавать на цифровую печать средние значения силовых и скоростных параметров объектов испытания.

Информационно-измерительный комплекс ЧЕК-3-5 предназначенный для энергетической оценки тракторов, комбайнов, с. х. агрегатов при лабораторно-полевых испытаниях.

При этом комплекс ЧЕК-3-5 позволяет проводить измерения энергетических показателей, передавать информацию по радиоканалу, обрабатывать на "борту" на данные измерений и выводить среднюю информацию на цифровую печать.

ЧЕК-6 предназначенный для оценки эргономических показателей условий работы, то есть оценки внешних факторов в рабочей зоне механизатора при проведенные лабораторно-полевых испытаний и их соответствия требованиях техники безопасности и производственной санитарии.

В состав системы ЧЕК-6 входят комплекс аппаратуры, которая позволяет измерять вибрацию акустические шумы, усилие на органах управления, температуры и т. д.

Универсальная многоцелевая информационно-измерительная система "Урожай" назначение для долгосрочной записи и дешифровка эксплуатационных, энергетических и друг специфических характеристик с. х. агрегатов.

В систему входят:

1.  набор бортовых автономных устройств: "Урожай-11", которые предназначены для долгосрочной регистрации параметров на магнитной ленте;

2.  мобильная передвижная лаборатория "Урожай-12" - для оперативной обработки и перезаписи информации;

3.  аппаратура "Урожай-13"- для ввода информации в серийные ЭВМ и системы измерительных преобразователей.

"Урожай-11" представляет собою малогабаритное магниторегистрирующее устройство, которое устанавливается непосредственно на машинах или в кабинах тракторов.

Бортовое устройство состоит из типичных подсистем:

1)  магнитного накопителя для многократной записи информации, которая поступает от установленных на объекте исследования датчиков-преобразователей;

2)  блоков электроники и питания;

3)  блока усилителей записи и самоконтроля;

4)  блока служебных параметров.

Методом последовательного опрашивания регистратор может проводить 255 измерений в секунду, которые кодируются по специальными разрядами кодов. Общее время записи - 3 часа.

Систему "Урожай-12" размещают в кузове автомобиля ГАЗ-66.

Она состоит:

1) из функциональных устройств перезаписи, воспроизведения и преобразования информации;

2) визуального и графического отображения преобразованной информации.

При перемещении от объекта к объекту устройство учитывает информацию с нескольких регистраторов, которые находятся на борту или снятых с объекта.

Результаты дешифровки могут быть представлены на перфоленте в виде графического отображения измерительных параметров (до 32 шт.) в масштабе времени или в виде ординат на экране монитора (для 16 параметров), или в цифровой десятичной форме (для 1 параметра).

Система "Урожай-13" представляет собой устройство для согласования с ЭВМ. Любой из блоков связи выполняет прием кода от блока коммутации и передачу его в ЭВМ за поступающим от нее командам и управляющими сигналами.

Основные понятия метрологии.

При проведении любых исследований, связанных с проведением технических измерений величин, руководствуются специальными четко стандартизированными положениями метрологических измерений.

К основным понятиям метрологии относят:

1) статистические измерения - такие измерения, при которых измерительная величина не изменяется в процессе измерения;

2) динамические - это измерения, при которых измерительная величина изменяется в процессе измерения;

3) прямые - измерительная величина определяется непосредственно из опыта;

4) не прямые - измерительная величина определяются функционально через другие величины, которые найденные прямыми измерениями;

5) класс особенно точных измерений - эталонные измерения с минимально возможной погрешностью;

6) класс технических измерений - погрешность измерений обусловленная особенностями средств измерение;

7) абсолютная погрешность - разность между значением, которое получило в результате измерения и соответствующей действительности значением измерительной величины;

8) относительная погрешность - отношение абсолютной погрешности измерения к соответствующей действительности значения измерительной величины;

9) систематическая погрешность - составная погрешности измерения, которая может быть постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной величины;

10) случайная погрешность - составная погрешности измерения, которая изменяется случайным образом при повторных измерениях одной величины;

11) инструментальная погрешность - составная погрешности, которая зависит от погрешности средств измерений, которые применяются;

12) точность измерений - степень приближения измерение к соответствующей действительности значения величины;

13) достоверность (правдивость) измерений - показатель степени доверия к результатам измерений, то есть достоверность отклонения измерений от значений, соответствующих действительности.


Технические средства для проведения испытаний. - 4.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить