3.2. Определение динамических характеристик измерительного преобразователя.

Определим следующие динамические характеристики измерительного преобразователя:

- амплитудо-частотную характеристику (АЧХ);

- фазо-частотную характеристику (ФЧХ).

Частотными характеристиками называют зависимости, характеризующие реакцию измерительного преобразователя на синусоидальное входное воздействие в установившемся режиме, то есть вынужденные синусоидальные колебания.

Амплитудно-частотная характеристика(АЧХ) A() есть зависимость отношения амплитуды колебаний на выходе звена к амплитуде на входе от частоты входного сигнала:

A()=,

где A_вых(), A_вх- соответственно амплитуды выходного и входного сигналов;- частота входного сигнала.

Фазо-частотная характеристика(ФЧХ)() есть зависимость разности фаз выходного и входного сигналов от частоты входного сигнала:

()=₂-₁,

где ₂,₁- начальные фазы соответственно выходного и входного сигналов.

Для измерительного преобразователя, описываемого уравнением (3.1) частотные характеристики имеют вид:

- амплитудно-частотная: ;

- фазо-частотная: .

Построение характеристик выполним в Mathcad(см. рис.3.5).

Рис.3.5. Графики АЧХ А(ω) и ФЧХ Ψ(ω) при ε=10.

3.3. Анализ возможности применения измерительного преобразователя в системах автоматизации производственного процесса.

Как следует из графиков рис.3.5, амплитуда выходного сигнала измерительного преобразователя уменьшается при увеличении частоты колебаний входного сигнала асимптотически до 0. Так, при частотах, превышающих 0,2Гц, амплитуда ИП составит менее 85% от амплитуды входного воздействия. То есть, если колебания температуры среды составят ±100ºС, то ИП зарегистрирует колебания ±85ºС. При этом показания ИП будут отставать более чем на 60º по фазе от входного воздействия.

Отставание по фазе не более чем на 5 º и практически полное отслеживание амплитуды входного воздействия возможно при частотах колебаний входной величины, не превышающих 0,01Гц. То есть характерное время процесса должно превышать 100с, или 10 величин постоянной времени измерительного преобразователя.

4. Состав отчета по лабораторной работе.

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание на работу.

4. Описание основных типов измерительных преобразователей температуры и их характеристик.

5. Описание экспериментальной установки и порядка определения переходной характеристики. Таблица результатов измерений.

6. Определение постоянной времени экспертным методом и методом наименьших квадратов.

7. Построение АЧХ и ФЧХ измерительного преобразователя.

8. Выводы о возможности применения измерительного преобразователя в системах автоматизации.

5. Контрольные вопросы.

1. Назовите основные типы измерительных преобразователей температуры.

2. Принцип работы термопары.

3. Основные характеристики измерительных преобразователей.

4. Переходная характеристика, способы ее получения.

5. Постоянная времени измерительного преобразователя.

6. Графический способ определения постоянной времени.

7. Правила использования функции аппроксимации expfit() вMathcad.

8. Амплитудно-частотная характеристика.

9. Фазо-частотная характеристика.