Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

Рис. 22. Тензометрический акселерометр:

а — эскиз установки: б — электрическая схема

нием; электрокинетические; с дифференциальными трансформа­ торами; потенциометрические и др.

Обычно в измерительной установке, предназначенной для изме­ рения ускорений, применяют фильтры, предназначенные для

таких фильтров обеспечивает улучшение качества считываемого сигнала и устраняет появление возможных ошибок измерения. Регистрацию ударных импульсов производят с помощью осцил­ лографов с длительным послесвечением или путем фотографиро­ вания ударного импульса непосредственно с экрана осциллографа. При этом путем соответствующей регулировки величины усиления вертикального и горизонтального усилителей осциллографа воз­ можно получение изображения ударного импульса, по вертикали соответствующего его ускорению в единицах g, а по горизонтали — длительности в мс.

В установке для измерения и записи ускорений сигнал с аксе­ лерометра из титаната бария, зашунтированного емкостью, по­ дается на вход катодного повторителя. Так как входное сопротив­ ление катодного повторителя может быть равно примерно 300 МОм, то при емкости С = 3000 пФ постоянная времени устройства равна 1 с, что позволяет измерять ускорение вплоть до частоты 3 Гц. При этом сохраняется удовлетворительная частотная характери­ стика устройства и достаточный коэффициент усиления.

От первого катодного повторителя сигнал поступает на вход осциллографа и параллельно ко второму катодному повторителю, соединенным с избирательными фильтрами на 200, 400, 1000 Гц и выход фильтра. После фильтров сигнал попадает на схему уси­ лителя с плоской характеристикой, имеющего сильную отрица­ тельную обратную связь Прибор обеспечивает измерение уско­ рения величиной 0— 100g и 0—200^.

Шкала калибруется с помощью изменения величины усиления усилителя до соответствующего показания измерительного при­ бора при известной или замеренной осциллографом величины ускорения.

85

Значительный интерес представляет электретный метод изме­ рения ускорений, который является бесконтактным и пригоден для элементов любых размеров, в том числе и малых.

Электрет представляет собой поляризованный диэлектрик, в качестве которого может применяться керамика из твердого раствора CaZn03—CaTi03 или полиэтилентерефталатная пленка (лавсан). На поверхности электрета в результате поляризации образуется электрический заряд большой плотности, сохраняе­ мый в течение продолжительного времени.

Датчик с пленочным электретом показан на рис. 23, а. При измерении ускорений датчик крепят на расстоянии 1—-3 мм от испытуемого изделия. При вибрации расстояние между образцом и электретный датчиком меняется и соответственно изменяется напряженность электростатического поля. Образующееся при этом переменное напряжение с частотой вибрации пропорционально амплитуде и частоте колебаний образца.

Особенно удобно измерять с помощью электретного датчика резонансную частоту изделий, так как он не должен крепиться на вибростенде и поэтому не будет изменять значение массы и резонансной частоты испытываемого изделия.

Принципиальная схема измерения резонансных частот с по­ мощью электретного датчика показана на рис. 23, б.

Испытуемый образец крепят к столу электродинамического вибростенда, и частоту вибраций плавно изменяют в заданных пределах. При резонансе увеличивается амплитуда его колеба­ ний и соответственно увеличивается выходное напряжение на электретном датчике. Частота и значение напряжения измеряются соответствующими приборами.

86

3. Методы испытаний на холодоустойчивость и теплоустойчивость

Холодоустойчивость. Перед испытаниями аппаратуру или ее эле­ менты осматривают, затем измеряют электрические параметры и проверяют механические свойства изделий. Результаты сравни­ вают с заданными в технической документации на изделия зна­ чениями и определяют их пригодность к проведению дальнейших испытаний.

Камера, которая используется для проведения испытаний, должна обеспечивать возможность поддержания в любой точке

тически. При проведении испытаний необходимо наблюдать за тем,'чтобы условия в пределах рабочей камеры были одно­ родными и, по возможности, максимально приближались к усло­ виям, существующим в непосредственной близости к ругулирующему устройству.

Для обеспечения этого воздух в камере должен непрерывно циркулировать. Необходимо также следить за тем, чтобы тепло, выделяемое испытуемой аппаратурой, не оказывало значительного влияния на условия, существующие в камере. Испытания на воз­ действия низкой температуры проводятся без упаковки. Испытуе­ мая аппаратура, находящаяся в нерабочем состоянии и имеющая температуру окружающей среды, вносится в камеру, которая имеет такую же температуру.

В отдельных случаях, если это особо оговорено в технической документации, допускается внесение аппаратуры в камеру, в ко­ торой предварительно понижена температура. После размещения аппаратуры в камере устанавливается температура, указанная в тех­ нических условиях. При этом она меняется со скоростью не более 1° С/мин, причем берется средняя величина за период не более 5 мин. Аппаратура подвергается воздействию холода до тех пор, пока не наступит температурное равновесие. Длительность вы­ держки аппаратуры при низкой температуре указывается в тех­ нических условиях. После достижения температурного равно­ весия аппаратуру включают и проверяют на работоспособность, затем ее выключают и выдерживают при низкой температуре еще

втечение 2 ч. По окончании этого периода аппаратуру, находя­ щуюся в условиях холода, осматривают и включают и выдержи­ вают во включенном состоянии до достижения установившегося режима. Время выдержки во включенном состоянии указывается

втехнической документации.

После достижения установившегося режима измеряют элек­ трические параметры и проверяют механические свойства аппа­ ратуры. Далее аппаратура выключается.

При испытании на холодоустойчивость аппаратуры, время выдержки рекомендуется устанавливать 16 или 72 ч, в случае, если

87

другое время не оговорено в технической документации. При испы­ тании элементов, имеющих небольшую массу, время выдержки устанавливается равным 2 ч, также если другое время не оговорено

вдокументации. По окончании проверки параметров при низкой температуре изделие оставляют в камере, температура в которой постепенно повышается до величины, лежащей в пределах, уста­ новленных для нормальных атмосферных условий испытаний, т. е.

впределах от +15 до +35° С. Аппаратура остается в камере до тех пор, пока температура в ней не поднимется выше 0° С. В от­ дельных случаях, если это оговорено в технических условиях, аппаратура может быть извлечена из камеры и при низкой тем­ пературе. Для удаления капель воды образец обдувают струей воздуха комнатной температуры.

После камеры холода аппаратуру выдерживают в нормальных атмосферных условиях в течение времени, достаточного для уста­ новления температурного равновесия. Это время может быть особо оговорено в документации на изделие. В случае, если предпола­ гается, что аппаратура не может нормально работать в период изменения температуры от низкой до нормальной, то ее необхо­ димо оставлять включенной и непрерывно измерять параметры. После установления температурного равновесия производят изме­ рение электрических параметров изделия и проверку ее механи­ ческих свойств.

При проведении испытаний изделий в технических условиях указывают:

электрические параметры и механические свойства, которые проверяются до периода выдержки;

температуру; явления, за которыми следует наблюдать после включения

аппаратуры; электрические параметры и механические свойства, которые

проверяются в конце периода выдержки; при необходимости, длительность периода восстановления и

электрические параметры и механические свойства, проверяемые в период восстановления;

электрические параметры и механические свойства, которые проверяются после периода восстановления.

Низкие температуры в испытательной камере получают за счет применения сухого льда или с помощью холодильных установок. Принцип действия холодильных установок основан на уменьше­ нии температуры окружающей среды за счет поглощения тепла при испарении жидкости. Наиболее эффективными холодиль­ ными устройствами и наиболее широко распространенными яв­ ляются системы охлаждения, работа которых основана на приме­ нении компрессионных испарительных систем охлаждения. При этом, как правило, применяется поршневой компрессор, обеспе­ чивающий сжатие газообразного хладагента до давления, при котором происходит его конденсация. Далее жидкий хладагент

88

щую из компрессора, обес­ печивающего сжатие хладагента, конденсатора, приемника

зуются такие вещества, как фреон, аргетон, аммиак, двуокись серы, хлористый метил, двуокись углерода. Для обеспечения надежной работы холодильной установки хладагент должен иметь высокие значения теплоемкости испарения, обладать низ­ кой точкой замерзания и низкой удельной теплоемкостью, иметь

•высокую критическую температуру и . давление, легко испа­ ряться и легко превращаться в жидкость. Наибольшее приме­ нение из указанных выше хладагентов в холодильных установ­ ках нашли вещества типа фреона или аргетона. Эти вещества не обладают токсическими свойствами и не являются взрыво­ опасными.

При конструировании и эксплуатации холодильных камер необходимо особое внимание уделять вопросам теплоизоляции и герметизации камер. Необходимо помнить, что в случае охлаж­ дения воздуха давление внутри камеры понижается и воздух из внешней окружающей камеры среды стремится проникнуть внутрь ее через различные неплотности. Внутри камеры происходит конденсация избыточной влаги с образованием (при наличии

вкамере отрицательной температуры) льда. Чем ниже температура внутри камеры, тем лучше должна быть изоляция, так как этим

взначительной степени определяется расход тепла и, значит, мощность холодильной установки.

Работа показанной на рис. 24 установки происходит следующим образом: давление поступающего к компрессору в газообразном состоянии хладагента резко повышается с одновременным уве-' личением его температуры. Газообразный хладагент с повышен­ ным давлением и температурой поступает в конденсатор, где он

89