автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Автоматизация градуировки щитовых электромагнитных приборов переменного тока

^ „ лф

хг'^

¿ИЗЗЮТЕРСТВО НАУКИ, ШС2ЕЙ ВДШ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЯЛГС-Ш

РОСШ1

Пензенский пол;г?зхл;г-;эск;'й инстетуг

На красах рукописи

-ЩОТОЗ ЛЕОНИД ВИКТОРОВИЧ

УДК 62I.3I7.C39

АВТОМАТИЗАЦИЯ ГРАДУИРОВКИ Щ^ГГОВЫХ ЭЛЕКТРО-МЛГКГГН1Й ПРИБОРОВ ПЗННМЮГО Т(Ш

Спецу.-льность 05,11.05. - Приборы и ;лэтодц измзр^нил олектр;гчс-ск:к и магнитных зел!г-гин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой сгепеш; .кандидата тс:-:н;гчсст:::х наук

Пзнза

Работа выполнена на кафедре "Измерительно-вычислительные коштлексн" Ульяновского политехнического инсткх-уга

Научный руководитель - доктор технических наук.профессо]

МИНИН В. А.

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки и техники РС£СР, доктор технических наук, профессор МАРГЯПШ А.И.

кандидат технических наук.доцена ЖУЧКОВ А.И.

Ведущее предприятие: Производственное объединение "Электроприбор" (г.Чебоксары).

Защита диссертации состоится О^ТяЬряНЧЗЪ г. в/^ча сов на заседании специализированного Совета К 063.18.01 в Пензенской политехническом институте (440017, г.Пенза., ул.Кр нак, 40)

С диссертацией ыоено ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан * ,. *_,_1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, канд.техн.наук, доцент

Ю-М.Крысин

СЗаая характеристика работы

Актуальность тзаботк. Щитозые стрелочные электрггаиеритеяь -низ приборы (СЭП) - самкз массовое средства пзтарзнай , что объясняется ейсокоЯ конкурзнтноспособноотьэ из-за простоты конструкции , надежности , низкой стоимости . Срэди СТрЗЛЗЧКЫК приборов широко распространены щитовие электрокагниткыо приоры, объем выпуска которых несколько миллионов штук п год. Вместе с тем уровень автоматизации производства данных приборов недостаточен . Особенно это касается контрольно-изиеритедькых операций, трудоемкость которых составляет 20-30 процентов обпе;". трудоемкости из-за использования ручного труда. К числу таких операций откосится градуировка приборов , заклячаш:2яся"накесе-нии на шкалу отметок , соответствующих значениям измеряемых электрических величин • Основная трудность автоматизации градуировки стрелочных приборов состоит в автоматизации считывания показаний . Прямые методы регента данной задачи , заклвчаиакеся з непосредственном определении положения стрелочного указателя, основаны на использовании фотоэлектрических следящих систем , телевизионных камар , параметрических датчикоз . Работы по создании универсальных технкческ:гх средств автоматизации считывания показаний СЭП ведутся многими научными коллективами , например , з Томской политехническом университете под руководством профессора Ройтмана М.С. и доцента Свинолупова Ю.Г., во ВКИИМе-под руководством Безикович А.Я., Эскша С.П., Дрицкер В.И. я др., на ПО "Электроизмеритель" (г.Житомир) д.т.н. Хохловкм S.A., д.т.н. Гринбергои И.П., к.т.н. Месяцем В.В. и др. Они находят свое применение в задачах поверки , где считывание показаний имеет самостоятельное значение з том смысле, что по результатам считывания делапт заключение о результате поверки. 3 произ -водстве СЭП при градуировке применяют более простые специальные технологические средства и методы , среди которых широкое распространение получил метод стандартных шкал, основанный на использовании такой особенности СЭП , как статистическая устойчивость характеристик при их изготовлении . Этот метод позволяет значительно упростить автоматизацию технологического процесса градуировки. Однако метод стандартных шкал недостаточно полно проработан теоретически, особенно для электромагнитных приборов. В атом направлении известны работы д.т.н. Хохлова U.A. Но

о

они ориентированы ка использование при градуировке, в качестве считывающих устройств } слоглглХ телевизионных систем , требу -езих слоглкх алгоритмов .обработки измерительной информации, что затрудняет применение результатов при автоматизации градуировки методом стандартных шкал. Поэтому для метода, стаацарт-ных шкал, стргкашаего к учитывающего особенности градуируемых приборов , более перспективны:.! является подход к автоматизации, разработанный профессором '.'¡каины«: В.А. > основанный на представлена;: СЗД как активных объектов автоматизации производства. Это позволяет более полно использовать особенности приборов при разработке методов автоматизации контрольных операций. При этом СЭП рассматриваются как объекты , способные при заданных условиях и регатах работы выдавать информацию в виде элект -р;гчгсш;х сигналов о своем состоянии . Такое рассмотрение СЭП направлено на упрощение технических средств к способов автоматизации , а такке на упрощение взаимосвязанных. с ними путей совершенствования конструкций и технологий СЗП_. .

Целы» работы является разработка и исследование нового метода автоматизации градуировки щитовых электромагнитных-приборов переменного тока ыетодоц стандартных шкал , используэахего особенности электромагнитного измерительного механизма (ИМ) при работе в прямом к.обратимом рекиие. Это определило постановку и решение в диссертации следующих основных задач :

1. Выделение и обоснование -измерительного, преобразования угла поворота подвижной части в электрический.сигнал при рассмотрении Ш е обратимой реекме как-параметрического измерительного преобразователя.

2. Разработка и обоснования математической модели градукро-вочной характеристики (ГХ), учитывающей конструктивно-техноло.-гкческие параметры ИМ.

3. Разработка и обоснование способа определения ГХ, осно -ванного на выделенном измерительной преобразовании угла откло -нения в электрический сигнал.

4. Разработка методики определения рационального ряда стандартных шкал, основанной на результатах исследования иатемати -ческих моделей Ш.

5. Разработка методики подбора индексов стандартных икал .

6. Разработка технических и алгоритмических средств, рэали-зутаих предлоиенныК метод автоматизации градуировки . . ■

4

Методы выполнения 'лселздогани-Л. Теоретическая часть работы выполнена с использованием методов: теории кзмэрзиай,теории погрешностей, теории вероятности к мате'.:аткчсс::оЛ стгкяякяет, теория управления. Достоверность полученных научных положений» выводов подтверждена экспериментальными посяедовакклии, зазодс-' кимл испытаниями разрабаты?зе»!шс рациокалькнх рядов стандарт;^; шкал на предприятии изготовителе актовых электромагнитных СЭЛ.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что :

1. Полнена 'функция преобразования электромагнитного I-SI в обратимся реяиие, связываэаая угол отклонения подзипной части с индуктивность» его яатуппгл при рдзлкчнкх значениях входного то ка.

2. Полупека модель ГХ з прямом реазягз в виде алгоритма для ЗЕ*', учитг:га2лзя конструктивно-технологические параметры прибора.

3. Разработан способ определения ГХ электромагнитного чзмо-ркгэяьнсго присоса по значениям индуктивности aro кату

4. Разработана методика определения рационального ряда стандартных з::ал, основанная на ¡Ъхге гладкости ГХ и хспользуа-гая заданное число контрслыпл: течек илсалы.

Пгзкт'лчзская пг-ннос?:. рэботц состоит з тем, что :

1. функция пс2обр*>,зо?аш1Я элвхсромагккткзго измерительного ггехзкнзиа позволявг полуяять Г/, путем измерения шдукттаност:: :гатул:ги прибора в усяозгегх, есстветствуодих её рабочему релиму, что не тзеоует епеинальч:;х устрс:?стз считывания для определения угла, и упрзлзет задачу автоматизации определения ГХ (а.с.I46070S)

2. Разработанная модель ГХ в прямом режиме позволяет вкя -вить ::cT0t2í!i:j повторяемости ГХ от- прибора к прибору и указать пут;: управления характеристикой з процессе градуировки, чте поззолнт упростить градуировку за счет сюгсекг :>зсбходе.:огс числа стандартных 'лкал.

3. С помзд>~ разработанная методики получен рациональный ряд стандартнгге якал для серп Лнмх электромагнитных приборов тп -яа 23030 предела измерения 2503 класса точности 3,5, которой соларлит три ярерзлир^—г;:;;: по ггозторяеиостк ГХ индекса а процентом соответственно -31:.'. ISZ, 134. остальное индексы является гяихачиедзншага.

4. Разработан способ определения индекса стандартной гнали (а.с. IG4I547), основанный на использовании в качестве конт-

5

ролыых точек Di точек её изгиба, гтр:1. ото« задача подбор:, скаль; сводится к допуековоглу контроле на основе получаемого позиционного кода, что значительно ¿'проедет- техническую реализации устройств длл градусов;-:;: и её йэтохатизашгз.

Реализация оззультятог- Дхсссртпцконная работе вы-

полнена в соответствии хоздоговорные работа:; : НИ? IS-53/&5 . 12-21/915 проводку;-'." кафздроЯ Изморитояькэ-Ецчпслктелышх комплексов Ульяновского политехнического института под руководство:' профессора й;пина Б.А. на Бптебско:: П.О. "Электрокзаернтсль'- г paasûx иеропржткй по поекзенка уровня механизации к ежтоывтк -защп: производства СЗП, предусиагринаешх отраслевой комплекс -кол научно-технкчёскэ" программой по разработке- и ьнедронкг-гибких производительных систем сборки питобыл иагнитоэлзхтрк -чсскнх к олоктроцаг1н:ткь.х СЗП. Продолсеииса цереярхэтиг.

лблязтсл комплексная программе производства аналоговых злектро-ютзрэтзльних приборов, разрабатываемая для предприятий элект -рзлр:-:5сроетрзенг1л стран содружества. ьходяшж в UTO "Электро -ызра':.

Атгробяцг-г. работы. Основные результаты работы был;, доложены к сбс,?ЕДекы на научно-техн:гч5ских сешшарах "Автсматгаапия контрольно-поверочних работ в олзктро^риборостроенин* Ульяновской территориальной группы научного совета по проблеиа^ олект -ркческих измерений, «зкерительяых кнфорцац.юкных систем при отделении механики к процессов управления АН СССР (г.Ульк -ковок, I9âô, 1939), Всесоюзной научно техшгческой конференции "Измерительные информационные системы (ИИС)" (Ульяновск, 1939), Одиннадцатой: Всесоюзном научно-техническом семинаре "Статисти -ческий екктзз к анализ информационных систем" УльяковсксГ: тер -риториальной группы научного совета по проблеие "Измерительные процзссы к системы" АН СССР (Ульяновск, 1939), Всесоюзной на -учно-технкческой конференции "Пути развития олектронных средств а задачи высшей школы в подготовке специалистов соответствую -пай квалификации" (Ульяновск, 1991), на 'еазгодньк итоговых конференциях Ульяновского политехнического института.

Основные положения выносимые на зажгу :

i. функция преобразования KÜ в обратно« pesasse как параметрического измерительного преобразова sля к его измерительные схемы.

2. Математическая модель электромагнитного ИМ и установление факта гладкости ГХ, а такяе наличия характерных точек ГХ, определяемых конструктивно-технологическими характеристиками Ш.

3. Способ определения ГХ электромагнитного Ш на основе выделенного измерительного преобразования угла поворота подвижной части в электрический сигнал и возможные структуры его реализации на основе серийных технических средств.

4. Методика определения рационального ряда стандартных шкал. Рациональный ряд стандартных шкал для массовых ситовых электромагнитных приборов класса точности 2.5 .

5. Способ определения индекса стандартной шкалы и варианты его технической реализации на основе получаемого позиционного кода.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано II работ, получено два авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 112 наименований и 5 приложений; содержит 125 страниц машинописного текста, 38 рисунков и 17 таблиц - "

СОДЕГШИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, цель диссертации и основные задачи, решаемые при её выполнении.

В первой главе исходя из уравнения ГХ измерительного механизма шитовых электромагнитных СЭП (рис. I):

f dL а 2G? d<?

связывавшего угол отклонения его подвикной части с значением подаваемого в катупку тока t , соответствушего электрической величине, в значениях которой прибор должен быть отгра -дуирован, где Сч> - удельный противодействуший момент пруеи-ны №4, L - индуктивность его катушки, и принимая во вникание близость ГХ рассматриваемых приборов к квадратичным (рис.2}, с позиций пс «ода я СЭП как активным объектам автоматизации, способным

выдавать информацию о своем состоянии в процессе их изготовления, обосновывается выбор в качестве инфориатя-

7

Рис.1. Конструкция электромагнитного измерительного неха-низма и его расчетная схема; I- ось, 2 - стрелка , 3 - ферромагнитный сердечник, 4 -демпфер, 5.- противодействующая прукииа, 6 - катушка, 7 линия среза катушки

АР [рай]

0,012

0,05

0.0А

гп

........_......___ иву

0 50 100 150 ¿00 'СВЗ

Рве.2. Среднестатистическая кривая неквадратичности градуи-ровочной характеристики электромагнитных вольтметров 88030 полученный на партии иэ 100 приборов

ш

вього параметра о значениях ГХ прибора индуктивности его катушки. При этом получена функция преобразования электромагнитного ИМ з обратимом режиме:

u - u q>n .

Ln - Lo 1n

(2)

сзязутпая угол 'Рк отклонения подвижной части с индукткзностыэ катупки Ь к при различных К - значениях входного тока 1к ,где Ьо > Ln - значения индуктивности при*входном токе, соотввтст-зуетем положении подписной частя в качало шкалы (Ч'к % =0), на конечной отметка { % - % = 90°). Это'позволяет получать градуяровочнуо характеристику путем язиеренк; индуктивности ка-тупки з условиях, состветствуяпкое её рабочему рззкиу.

Соответственно выделенной сун'л'цяи преобразозаиул (2) и ра -бочиа условия!! 13-етовкос электромагнитных СЭП .разработаны измерительные преобразована для их гсадумрозки на переменном и пос -•гоянном токе. Так в первом случае преобразование рзая::зозано по схеме (рис.3), зклэча~~ей э себя кромз электрической схеггы прабора сигнальнуэ обмотку, индуктивно сеязаннуэ с гсатуютй прибора, и позволяет получать значение яндуктнпкостн Ьк, по значению проинтегрированного напряжения и с,к на за^к'слх сигнальной обмотки согласно формулы :

где i постоянная гсемени интегрирования. Ори этом дяя организации измерений з обратном режиме, соответствующем рабочему , позволяющей обеспечить погрепнссти в пределах достаточных для градуировки электромагнитных приборов класса точности 1,5 п низе, целесообразно выполнять спгиадьнуо обмотку поверх рабочей , а режим аё работы должен соответствовать режиму холостого хода.

На постоянном тска определение индуктивности L мояно pea -лизовать методом дйскретиого счета с исаользотз-тким спалаюлзЯ и восходящей ветвей переходного процесса, эезнккгшзего п XL --цепи прибора, при подача в неё напряжения Ü. з виде прямоугольного импульса (рис.4), Яри этом для организации измерений,ггрзд-полагзеигге выбранным методом и рабочим условиям прибора, градуи-

L

U с,к i к

• т

(3)

ч>

рг™

1

щ

и,

и

вх

Рис.3. Измерительная схема преобразования индуктивности катуяки и. прибора (число гчтков > в злектр? ■ ческий сигнал 14с на зажимах сигнальной обмотки (число витков ^г)

I

7

и

"Г

. и.

вх

1

Ко

и'

'ид

1 1 1 ^г / г № \ / 12

1 • 1 р ¡/ ч< / Ч I 1 1_ -га 4-

-к—

Рис.4. Измерительная схема преобразования индуктивности Ь в электрический сигнал на постоянном токе ( И ), диаграммы восходящей ( -¿-г) к спадашей ( 1г) ветвей переходного то:;а "1 от действия напряжения прямоугольной §ор)гк К ( Т ) .

руемого в значениях измеряемой им электрической величины Usx(I). в иепь последнего вместе с градуируемым сигналом подают измерительный сигнал U. , переходные токи от действия которого определяют по напраяекшэ 11вна образцовой сопротивлении Ro, последо -вательно включенным в iL- цепь прибора. Здесь условием обеспе-чиватакм погрешности измерений L, в тр^оуемых пределах, является определение L с учетом её сопротивления 1 , которое меняется от прогрева протекающем в ней током I , а также разделение цепей градуируемого и измерительного сигналов. В рассматривав -мом случае индуктивность L определяют так :

E-(1-(1¿A&) Atg)-Ro-At2 (4)

v .

( U5-U?2(U5/U2B2) AU)-trií üSi/Игг)

по измеренным значениям интервалов времени At-t, между мо -ментами достижения токами 1г » Í-1 - спадающей и восходядей ветвей, фиксированных значений íu , Í-¡г и Í-2* > "Í-22 (см.рис.4), которые наблюдает по напряжениям

- = l£.p-Ro ; (Д-р- iJ ) ,

снимаемым с збрззцового сопротивления Ro .

Исследования чувствительности и точности выделенных изме -рительных преобразований позволяв? утверждать о кх пригодности для градуировки шггоеых электромагнитных приборов наиболее рас-прастранен'ных пределов измерения ( по напряженки 50В - 2503, по току - 100 А - 5 А) класса точности 1.5 и нипе с индуктивность а кгтупек с? единиц нкГн дс единиц генри.

Во второй гляре на основе анализа суяествупипп. расчетных схем индуктивных измерительных преобразователей показано, что в расчетной схема электромагнитного И, описывающей его ГХ в прямом режиме, определяющими факторами являвтея объем введенной з рабочий зазор катупгки части сердечника и положение её линии среза, относительно которой объем отсчитывается. При этом ; я пптобкх" электромагнитных приборов, выполняемых с плоской катушкой к сердечником в виде усеченного диска (рис.1), при анализе

влияния первого фактора на ГХ приборов рассматривается только плоаадь упомянутой части сердечниха .

В соответствии с расчетной схемой получена математическая модель ГХ, позволявшая для различных полоаений сердечника получать значение его плоиади за линией среза и установить факт, что определяющим для вида ГХ является форма сердечника и положение линии среза. Модель, полученная в полярной системе координат с полисом в точке крепления сердечника на оси, имеет вид:

8(ЧМ = 1

% Фт г

0 (6)

%

2

нкка, Рдс^ЧЧ)-уравнение линии среза катушки, в которое так асе заедено значение угла поворота сердечника Ф = , Ч^ и ^¡.н.Нчв - границы областей интегрирования.-

Модель реализована в виде алгоритма для ЭШ с применением прикладных программ аналитических расчетов, границ интегрирования, определяемых пересечением линий профиля с линией среза, и программ для вычислений интегралов. Исследование модели по -казало, что расположение линии среза хатуини определяется её намагничиваюхей силой и положением регулировочного аунта, ко -торое является случайным и из-за этого обуславливает разброс .значений градуиоозочных характеристик от прибора к прибору. При этом установлено, что з местах сопряжения кривых профиля сердечника на Га имгзтся характернее точки перегиба. Вместо с ■том результаты покась'закзг, что изменением положения линии среза путем введения регулировочных воздействий на аунт и катуску мояно изменять градуировочиуи характеристику', меняя полозе -нис характерных точек.

В т-этьей главе разработан способ определения Гл для ме -тода стандартных шкал, основанный на измерении индуктивности и псзволяЕзий по её значениям определять Гл з делениях гипотетической квадратичной акалк,вычисляемой для каздогр прибора.по предельному 1п значении электрического сигнала, в значениях которого прибор долаен быть отградуирован, и по значении раз -маха шкалы Фи,одинаковому для приборов одного предела измерения и одного типа. Обосновано, что при соблюдении условий из -

мерений, оговоренных при разработке измерительных преобразований (2)*(3),(4) на постоянном и переменном токе, а также за -. счет введения гипотетической квадратичной шкалы и дополнительных измерений методические погрешности являются достаточными для определения ГХ китовых электромагнитных приборов класса точности 1.5' и нияе. На основе предлоненного способа разработаны возможные структуры автоматизированных систем контроля ГА на переменном и постоянном токе, используюаие в своем составе серийные технические средства автоматизации.

3 четвертой главе .проведен статистический анализ экспериментальных выборок значений градукровочных характеристик^ исследуемых приборов, где показано, что случайные их значения в К - градуируемых точках подчинены нормальному закону. Учитывая нормальность распределения значений[ДФ^к! , разработан критерий подбора индекса стандартной шкалы, основанный на определении .разницы

Дфк. = 1 Фк - фш.к I , (7)

взятой по модулю для значений градуировочной характеристики. фк, определенных способом, разработанным в третьей главе, в делениях гипотической квадратичной шкалы, и значений ГХ стандартной шкалы, представленных так же в делениях квадратичной шкалы. Здесь выбор стандартной шкалы предлагается осуществлять при соблюдении условия

та* се)

определяемого числом делений гипотетической шкалы Фп и допустимым значением приведенной погрешности Уцоп прибора при его рабочей поверке» принимаемым равным 0.8 от погрешности по классу точности СЭП, и учитывающего в виде поправки Д погрешности з определении значений Р.Х. "¡(ф » и задания отметок стандартной шкалы -"X ш - Оря этой разработанный критерий позволяет связать заданную вероятность Рзад. установки в прибор неподходящей по точности скалы с значением "Уд уменьшения допустимой погрей -ности "5(д0п. зависимостью вида:"

Рзад.-2 ~ 1Ф

I ЙЪ

где

Уе — ]/ Хр + Уш

. (Ю)

На основе исследований зависимостей Рзад.^(Уд) при различны:« показано, что для заданной вероятности критерий (8) становится тем жестче, чем больше погрешности .

Разработана методика определения рационального ряда индексов стандартных шкал, позволяющая с помощью критерия подбора получать минимальное количество индексов стандартных шкал в ряду при заданно« количестве контролируемых точек ГХ, причем допустимая разница между реальной ГХ и ГХ стандартной икалу берется максимально возможной. Для устранения влияния погрешности ^ при определит» ГХ на результат построения ряда, исходя из известного соотношения между поверяемым и образцовым средствами измерений, предлагается её выбирать согласно условия

7ф ^ — ' Удоп.

(II)

откуда необходимое для гипотетической шкалы максимальное число делений Фп берется равным значению обратному/^ , а допустимый интервал группирования 1 3 дел. Методика реализована в виде алгоритма для обработки на ЭШ неквадратичностей ГХ [дЦЧк 3 в контролируемых точках, где К = ({, П-1), I -(4, П а) ,

П - число контролируемых точек, Ле - объем выборки, с помо -щью которой ранжируют ;-:екзадратичности по заданны« интервалам и формируют матрицу частостей. Основные и комбинационные индексы стандартных шкал в ряду получают, используя доказанный факт гладкости ГХ, заключавшийся в том, что для одной и той же характеристики из выборки все её точки отклоняются в одну сторону от среднестатистической. Для этого в матрице частостей

вначале объединял? по веем контролируем"! точкам группы наблюдений отдельно по средним, минимальным и максимальным интервала;:, г> затем "отдельно по максимальным и минимальны:.!, начиная с крайних строк матрицы " заполняя образу.зиизел в ней нулезые элементы из соседней пли средней строки. Используя деннуя методику для евркйнкх приборов £3020 класса точности 2,о получен рациональны;: ряд индексов стандартных шкал, где доминкр-дзкй индекс, близкий к среднестатистической ГХ,составляет &;», индекс с максимальными смешениями точек ГХ - leí, и индекс с минимальными смешениями - 13^. остальные кндзксы ÍIO'j) является кембн -нацноны;:мн (табл. Í).

На основа исследования корреляционных зависимостел, принимая пс внимание высокий уровень парном корреляции значений Г» i "i i J >0,3) проведена минимизация числа контрольны:-: томе:-: шка-зп, в качестве которых рекомендованы точки перегиба ГУ,. сто позволило разработать способ (а.с. 15415-57) определения индекса стандартной икали, который сводится к задаче дспускового конт -соля Га на основе получаемого позиционного кода.

5 пятой гдгво оксперж'ектально показано, что измерительные преобразования (2),(3),(4) и основанные из ни:: способы пригодны для использования яри разработке рационального рядя индзх -сов стандартных шкал, где основные требования яредтлвлязтея к погрешностям измерения индуктивности катушки прибоза, по которой енрзделяшт угол поворота его подвижной части, так как сн;< не превышают установленного соотношения по точности к позерлс. -м:-.гл и образцовым средствам, равного 1:3, ддя питозы.-: электромагнитных приборов класса точности, I.o и ниле.

Разработана методика экспериментальной проверки получаемых рациональных рядов индексов стандартных акал, основанная нч не— польэоз.иши значений ГХ приборов в единицах измеряемого - градуируемого сигнала, полученных д-:я контрольных точек с пометь» известного способа, использукдегс- технологическую равнемзрнуз шкалу. С помзшьз разработанной методики осуществлена экспериментальная проверка ряда стандартных шкал для электромагнитных приборов 36030 предела измерения 2503, класса точности 2.5, разработанного в рамках четвертой главы. Результаты проверки свидетельствует о сходимости теоретических и экспериментальных результатов на уровне принятых в методике допущений.

Таблица 1

нормирование индексов стандартных акал рационального ряда для электромагнитных приборов 38030 продела измерения 2э03, класса точности 2.5 по матрица частос-теЯ при Фи = 300 делений

индекса скалы Признак гёрииро-вакпя индекса" Прообраза ванная:Символи-«атоиця: частое-:зирован-тей' :ные значения :Г.Х. ин-:яекса Процентное сбдеркзнне индекса

I Лс средние зна - 1Э 19 16 16

чениям в точке 5 0 3 10 А А А А 61

1ССЗ 1о 20 го 13

; По млксимальным-значениям в 3 3 0 0 о 0 10 С С С С 16

точке- 16 СБ 10 го 20 13

0 Ло максимальным 0 0 0 0

значения« в 5 0 0 С С А А 2

точке оОВ £0 го 13

4 По минимальные 0 0 0 0

значением в 0 0 0 7 В 3 Б Б

точке 2СС5 7 0

5 1:0 минимальны:.: 0 0 0 0

знпчен;*.;п.( в X ^ 0 0 5 В 3 В А 2

точка 803 0 о 0

5 ;:о минимальным 0 0 0 0

иначениям а 0 0 0 0 А В 3 А О

точке 1С03

Прим. Исходная матри- 19 19 Хб 15 А А С С

ца частостзй со 61 64 71 А А А А 1С0

15 20 20 13 3 В В В

Экспериментально подтверждена возможность изменения ГХ прибора при автоматизации градуировки методом стандарта!."* 'якал. Здесь использовались регулировки прибора арретиро!.: и зунтом. При этом для градуировки были взяты три индекса акал без нулевых и конеч:-яги отметок из числа превалирующих, под которые ре -гулировались только приборы, ГХ которых соответствовали индексам ряда с малой вероятностью повторения . В результате из 93 приборов, взятых для эксперимента, отградуировано 90.

3 приложении I приведена программа, реализующая обобщенный алгоритм'разработки рационального ряда стандартных скал,

массив ГХ и-результаты статистической обработки их значений. '

В |приложении 2 приведен массив индуктивнсстеи катушек [[лк] измерительных механизмов приборов 38030, предела измерения 2503, при"пояснениях их подвижной части в оцифрованных отметках шкалы, для которых рассчитаны значения ГХ и их неквад -ратичности в делениях гипотетической квадратичной шкалы. Приведены результаты' статистической обработки неквадратичностей, проведено формирование матриц частостей для разработки рационального ряда, а так ае результаты расчета процентного гыхода индексов стандартных икал, значения которых представлены в символизированном виде.

В приложении 3 приведен массив ГХ в значениях градунруе -мого сигнала и результаты его статистической обработки.

В-'приложении 4 представлены результаты градуировки мето -дом стандартных икал с использованием регулировок.

..В приложениид5 приведены документы, подтверздзгаие использование результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Получена и обоснована функция преобразования электромагнитного ИМ в обратимом режиме, связывающая угол отклонения подвижной части с индуктивностью катушки при различных значениях входного гока, что позволяет- ползать ГХ путем измерения индуктивности катушки в условиях ¿'соответствующих её рабочему режиму. •

2. Получена модель ГХ в'прямом режиме в виде алгоритма для ЭВМ, учиткваюагя конструктивно-технологические параметры прибо-ОЕ.

3. Разработан простой способ определена Гл, основанный- на измерении индуктивности катудки и позволяющий по её значениям определить ГХ в делениях гипотетической квадратичной пкалы (а.с. 1460708).

•1. Разработан критерий подбора индекса стандартной шкалы, учитывавший погрешность задания отметок стандартной шкалы,погрешность в определении значений ГХ контролируемого прибора л вероятность установки в прибор неудовлетворяющей по точности стандартной шкалы.

ö. Доказан факт гладкости ГХ, заключающийся в том, что для одной и тсй хе ГХ из выборки все точки отклоняется в одну сторону от среднестатистической ГХ.

0. Предложена методика разработки рационального ряда, реализованная в виде алгоритма для ЭЕМ, основанная на критерии подбора индекса стандартной шкалы и факте гладкости ГХ, позволяющая получать минимальное количество индексов стандартных акая в ряду при заданном количестве контролируемых точек. С помощью разработанной методики получен ряд стандартных шкал для серий-них зитовых электромагнитных приборов типа Э8030 предела измерения 25СВ, класса точности 2.5.

7. Разработан способ определения индекса стандартной шкалы (а.с. I54I547), основанный на использовании в качестве контрольных точек ГХ точек её перегиба, при этом задача подбора шкалы сводится к допусковому контролю на основе получаемого позиционного кода, что значительно упропает техническую реализацию устройств для автоматизации градуировки иетодоы стандартных ткал.

в. Экспериментально подтверждена розыозность изменения ГХ з процессе градуировки методом стандартных шкал, позволявшая использовать минимальное количество индексов шкал из числа превалирующих, что значительно упрощает процесс градуировки и его автоматизацию.

Основное содержание работ отражено в следующих публикациях

1. A.C. №1430708 (СССР). Способ градуировки электромагнитных измерительных приборов и устройство для его осуществления./ Мишин В.А., &здотов JL.B., Агрест Р.И. и др. - опубл. в Б.И., 1989v №7 .

2. A.C. №1541547 (СССР). Способ определения индекса стан -дартной шнаяы электромагнитного измерительного прибора./ Мк -шин В.А. .Федотов Д.В..Агрест Р.И. и др.-опубл. в Б,И.,1990,3»э. 18

3. Федотов Л.В. Определение ряда вариантных зкал электромагнитных вольтметров./Тезисы докладов отраслевого научно-технического семинара "Автоматизация контрольно-поверочных работ в злектроприборостроеник". - Ульяновск, 1У65.- с.9.

4. Зелотов Л.Е. Устройство для автоматической градуировки электромагнитных приборов./ Тезисы докладов отраслевого научно-технического семинара "Автоматизация контрольно-поверочных работ в электрсприборостроении".- Ульяновск, I9co.-c.I4.

5. Федотов Л.З. Автоматизированная установка для градуировки электромагнитных приборов./Тезисы докладов отраслевого научно-технического'семинара "Автоматизированные системы контроля и управления".- Ульяновск, 19У9,- с, 7-6.

6. Мишин В.А., &дотов Л.В. Исследование измерительного преобразования угла поворота подвижной части электромагнитного прибора./ Тезисы докладов отраслевого научно-технического семкнара "Автоматизированные системы контроля и управления " - Ульяновск, 1933. с.30-32 .

7. '¿иыкн В.А., Федотов Л.З. Градуировка электромагнитных приборов методом стандартных акал./ Тезисы докладов 23-й научно-технической конференции пройессорскс-преподазательскоге состава института.- Ульяновск, УльПИ, 1969,- с. 36-39.

8. йишин В.А., Федотов Л.В. Информационно-измерительная система для градуировки электромагнитных измерительных поибо-ров./Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической !;ок^срен -цин "Измерительные информационные системы (КПС-ЬЭ5.К - Улья -новск, 1989. с.50.

5. Мипткк В.А., Федотов Л.В. Корреляционные модели градуи-ровочных характеристик электромагнитных приборов./ Тезисы докладов Х1-ого Всесоюзного научно-технического семинара "Статистический синтез к анализ информационных систем" - Ульяновск, 1939. - с.25.

10. Федотов Л.В. К вопросу об определении индекса стандартных ахал электромагнитных приборов./ Тезисы докладов 24-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава'института. - Ульяновск, УльПИ, 1990., с 23-24.

11. Докторов А.Е., Федотов Л.В. Математическая модель гра-дуироЕочнсй характеристики электромагнитного измерительного механизма./ Тезисы докладов 25-й' научно-технической конференция профессорско-преподавательского состава института. -Ульяновск, 1991. с. 60-51.

12. Слотов Л.В., [Инвркнский В.Н. Контроль градуатрогочных характеристик электромагнитных измерительных преобразователей. /Тезисы докладов Всессвзной научно-технической конференции "Пути развития электронных средств и задачи выспей школы в нодго -тозке специалистов соответствующей квалификация®'.■ - Ульяновск,

1991. с.82. ' •• '

13. Дчтлов А.Ю., Федотов Л.В. Автоматизированная система определения параметров электромагнитных измерительных приборов. /Тезисы докладов 26-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава-гинститута - Ульлнозс::, УльПИ ,

1992. с.103-104. ,,,п/'

и-'

Подписано в печать 22.06.93 г. Формат 6Сх84 1/16.Ру;.;ага плечая.

Объём в п.л. 1,25. Тнрак 50. Заказ 574. Бесплатно.

Офсетная лаборатория УлШ1. 4325СО,г.Ульяновск,ул.Зигедьса.З.