Моделирование и оценка характеристик и показателей магнитострикционных преобразователей

• Автор: Надеев, Максим Альмансурович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 187 с.

Введение.
Глава 1. Методы описания динамики изменения полной погрешности измерительных преобразователей систем управления
1.1 Принципы построения магнитострикционных преобразователей и факторы, определяющие их метрологические характеристики.
1.2 Описание динамики погрешности измерительных преобразователей линейной математической моделью.
1.3 Описание динамики погрешности измерительных преобразователей экспоненциальной математической моделью.
1.4 Описание динамики погрешности измерительных преобразователей логистической моделью.

1.5 Спектральное описание динамики погрешности измерительных преобразователей

1.6 Регрессионные модели динамики изменения полной

погрешности.

1.7 Динамическая модель полной погрешности магнитострикционных преобразователей в виде системы обыкновенных нелинейных

дифференциальных уравнений

Выводы по первой главе
Глава 2. Методика экспериментальных исследований
магнитострикционных преобразователей
2.1 Обоснование методики исследования и обработки экспериментальных данных
2.2 Методика нормирования характеристик погрешности магнитострикционных преобразователей
2.3 Автоматизированная система научных исследований магнитострикционных преобразователей
2.3.1 Аппаратное обеспечение АСНИ магнитострикционного преобразователя
2.3.2 Программное обеспечение АСНИ магнитострикционного преобразователя
2.3.3 Программное обеспечение мониторинга данных с
магнитострикционного преобразователя.
Выводы по второй главе.
Глава 3. Динамические модели полной погрешности
магнитострикционных преобразователей
3.1 Линейная модель динамики погрешности магнитострикционных преобразователей.
3.2 Динамическая модель полной погрешности магнитострикционных преобразователей в виде системы дифференциальных уравнений.
3.3 Регрессионная модель динамики полной погрешности магнитострикционных преобразователей.
3.3.1 Планирование многофакторного эксперимента.
3.3.2 Функции влияния.
3.3.3 Регрессионная динамическая модель полной погрешности
магнитострикционного преобразователя
Выводы по третьей главе.
Глава 4. Синтез оптимальной конструкторской реализации магнитострикционных преобразователей
4.1 Задача синтеза магнитострикционных преобразователей с заданными характеристиками
4.2 Показатели качества эксплуатационных характеристик магнитострикционных преобразователей
4.3 Методика синтеза конструкции магнитострикционных преобразователей с заданными параметрами
4.4 Синтез конструкции магнитострикционного преобразователя уровня.
4.5 Многофункциональный магнитострикционный преобразователь
Вводы по четвертой главе.
Заключение.
Список использованных источников


Автоматизация технологических процессов и производств, Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов, Электрооборудование и автоматика судов, Эксплуатация электрооборудования и автоматики судов. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях Астраханского Г осударственного Технического Университета гг. XV и XVI Научнотехнических конференциях с участием зарубежных специалистов Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления Датчик , Датчик Международной научной конференции посвящнной летию основания Астраханского Государственного Технического Университета. Астрахань VII Международный научнометодической конференции Традиции и педагогические новации в электротехническом образовании НИТЭ Астрахань , на всероссийской научной конференции инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности АСТИНТЕХ Астрахань . Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журнале по списку ВАК, 1 статья в сборнике научных трудов, 4 статьи в материалах международных конференций. Структура и объм диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и семи приложений. Основной текст 5 страниц машинописного текста. Библиография 2 наименования. Глава 1. МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ. МПП составляет механически плавно регулируемая ультразвуковая линия задержки с ферромагнитным проволочным, трубчатым или ленточным волноводом, возбуждение и считывание ультразвуковых импульсов в котором осуществляется магнитострикционным способом 3,4,,1,5. Главными элементами МПП являются входной и выходной электроакустические преобразователи ЭАП, связанные общим звукопроводом. Процесс преобразования входного электрического сигнала в ультразвуковой, происходящий во входном ЭАП, основан на прямом магнитострикционном эффекте механическая деформация ферромагнетика при изменении его намагниченности эффекте Джоуля, вторичное преобразование ультразвукового сигнала в электрический в выходном ЭАП основано на обратном магнитострикционном эффекте изменение намагниченности ферромагнетика при его деформации на эффекте Виллари 6. У скорость распространения ультразвуковой волны по звукопроводу. В МПП применяются объемные акустические волны, так как возбуждение и считывание объемных волн возможно при наличии воздушного зазора. Среди объемных получили наибольшее распространение продольные волны благодаря технологичности и простоте конструкции измерительного преобразователя. Е модуль упругости материала звукопровода рудельная плотность материала звукопровода V коэффициент Пуассона для металлов V 0,3 Я радиус звукопровода Л длина продольной звуковой волны, для которой определяется скорость. Дисперсия скорости становится заметной, когда длина волны распространяющихся колебаний равна и меньше диаметра звукопровода. При малом его диаметре и низкой для обычных условий применения МПП рабочей частоте 1,5 4 2 МГц эффект дисперсии скорости незначителен. В применяемых звукопроводах МПП Упр составляет в среднем мс. Это значение скорости положено в основу при эскизном проектировании АЦП и при расчете быстродействия и динамической точности МПП на продольных волнах. В последнее время в МПП стали широко использоваться также и крутильные волны. При эскизном проектировании МПП на крутильных волнах скорость крутильных волн принята равной хмс. Организовать возбуждение, передачу и считывание ультразвукового сигнала можно различными путями. Рассмотрим принципы построения, МПП на продольных и крутильных волнах. Базовая конструкция МПП на продольных волнах показана на рисунке 1. Первичный преобразователь содержит звукопровод 1, концы которого помещены в демпферы 2,входной ЭАП с катушкой возбуждения 3, выходной ЭАП с катушкой считывания 4 и постоянным магнитом 5. Выходной ЭАП сделан неподвижным, а входной подвижным и кинематически связанным с объектом управления или контроля. X 1 5
а базовая конструкция МПП на продольных волнах. МПП на продольных волнах с дополнительными каналом.