Общие свойства автомобильных датчиков.

   На датчик могут одновременно воздействовать различные физические величины (давление, температура, влажность, вибрация, ядерная реакция, магнитные и электрические поля и т. д.), но воспринимать он должен только одну величину, называемую естественной величиной .

   На рисунке 1 показано устройство воспринимающей системы. Датчик возвращает некую величину , зависящую от , которая затем поступает на предварительную обработку.

 

Рис. 1. Устройство воспринимающей системы с получением, обработкой и преобразованием сигнала:  - первичный процесс,  - вторичный процесс,  - измерительный мост, Amp – усилитель.

   Функциональную зависимость выходной величины  датчика от естественной измеряемой величины  в статических условиях, выраженную аналитически, таблично или графически, называют статической характеристикой датчика.

   Статическая чувствительность представляет собой отношение малых приращений выходной величины к соответствующим малым приращениям входной величины в статических условиях. По определению, статическая чувствительность равна  или, переходя к пределу, будем иметь

.

   Это соотношение является постоянным, когда выходная величина (выходной сигнал) представляет собой линейную функцию входной величины (выходного сигнала). Если имеется нелинейная функция, то должны быть указаны точки, к которым относится данная чувствительность. В некоторых случаях чувствительность может быть представлена в виде наклона секущей между двумя характеристическими точками статической нелинейной характеристики.

   Понятие статической чувствительности аналогично понятию коэффициента усиления; градиента; коэффициента чувствительности.

   Чувствительность датчика – это, как правило, именованная величина с разнообразной размерностью, зависящей от природы входной и выходной величин.

   Понятие чувствительности можно распространить на динамические условия работы. При этом под чувствительностью подразумевают отношение скорости изменения выходного сигнала к соответствующей скорости изменения входного сигнала:

.

   В случае периодических, в частности синусоидальных, сигналов чувствительность может быть определена как отношение амплитуд выхода и входа.

   Под порогом чувствительности датчика понимают минимальное изменение измеряемой величины (входного сигнала), вызывающее изменение входного сигнала.    Наиболее характерным показателем качества датчика является полный диапазон датчика, выражаемый отношением

,

где  - естественный предел измерения;  - порог чувствительности датчика.

   Для каждого типа датчиков существует практически достижимый предел величины , определяемый принципом действия и характеристиками чувствительного элемента.

   Гистерезисом называют неоднозначность хода статической характеристики датчика при увеличении и уменьшении входной величины.

   Для упругих элементов (мембраны, пружины и т. д.) в понятие гистерезис также включают понятие упругое последействие.

   Гистерезис относится в общем случае к случайным погрешностям, так как его величина определяется не только значениями входной величины, но и временными характеристиками работы датчика. Гистерезис выражается в процентах

,

где  - изменение выходной величины в рабочих пределах.

   Гистерезис возникает в датчиках из-за внутреннего трения в упругих элементах, трения в подвижных элементах, ползучести (например, в наклеиваемых тензодатчиках), магнитного гистерезиса и т. п.

   Основной погрешностью датчика является максимальная разность между действительным значением выходного сигнала и его величиной, соответствующей истинному значению входного параметра. Эта разность определяется по статической характеристике датчика при нормальных условиях и обычно относится к разности предельных значений выходной величины:

.

   Нормальными условиями эксплуатации датчика являются: температура окружающей среды ; атмосферное давление Па/мм рт. ст.; относительная влажность окружающего воздуха ; отсутствие вибрации и полей, кроме гравитационного.

   Дополнительные погрешности датчика – это погрешности, вызываемые изменением внешних условий по сравнению с нормальными. Они выражаются в процентах, отнесённых к изменению неизмеряемого параметра (например, температурная погрешность  на  и т. д.).

   Первичной погрешностью датчика называют отклонение его параметра от расчётного значения:

,

где  - первичная погрешность параметра ;  - расчётное значение параметра ;  - индекс (номер) преобразователя;  - индекс (номер) параметра.

   Первичная погрешность  датчика вызывает отклонение выходной величины  от её расчётного значения при заданном значении входной величины . Это отклонение принято называть частной погрешностью датчика:

;

.

   Суммарная погрешность датчика определяется как сумма частных погрешностей. Способ суммирования определяется природой первичных погрешностей.

   При систематических первичных погрешностях частная погрешность датчика определяется по зависимости

.

   Если первичные погрешности случайные, то предельное значение погрешности датчика можно определить квадратичным суммированием предельных значений частных погрешностей:

.

   Практическая оценка погрешности измерений различных физических параметров часто усложняется большим числом одновременно действующих независимых факторов, вызывающих частные погрешности.

       

      Статистика

      Ракурс в историю

      История открытий в области строения атомного ядра

      Изучение атомного ядра вынуждает заниматься элементарными частицами. Причина этого ясна: в ядрах атомов частиц так мало, что свойства каждой из них в отдельности не усредняются, а, напротив, играют определяющую роль.
      История открытия закона Ома

      Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока I в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника.
      История открытия основных элементарных частиц
      Элементарные частицы в точном значении этого термина — первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.

      Лучшая статья

      Единая квантовая теория

      Матричное моделирование элементарных частиц представляет собой единую квантовую теорию, которая объединяет все виды частиц и физические взаимодействия (электромагнитное, гравитационное) в общую схему с конечным построением. Матричное моделирование альтернативно модели Гелл-Манна и всех смежных ей теорий, но имеет ряд существенных преимуществ (перечислены ниже).