Контрольная работа: Розробка конструкції вимірювального перетворювача частоти дихання

Для подальшої обробки можна застосувати схему, що включає в себе підсилювач з високоомним входом (не менш як 10⁶ Ом), детектор згинаючої, диференціюючий пристрій (щоб усунути постійну складову).

Рис 3.3 – Вихідний сигнал давача

1 – вхідний сигнал;

2 – вихідний сигнал.

3.4 Обчислення похибки вимірювання

Похибка вимірювання спричинена нелінійністю передавальної характеристики давача. В залежності від початкової відстані між котушками чутливість давача змінюється (на графіку вона визначається дотичною в конкретній точці). Тому даний ВП може коректно працювати лише при невеликих (відносно невеликих) змінах відстані між котушками.

Для обчислення похибки розглянемо ділянку передавальної характеристики при відстані між котушками 0,4±0,05(м).

Рис. 3.4 – Ділянка передавальної характеристики перетворювача

1 – реальна характеристика;

2 – ідеальна характеристика.

За допомогою методу найменших квадратів [4] визначимо, якою повинна бути ідеальна характеристика перетворювача в даній точці.

В результаті виконання математичних дій [4] отримаємо наступне рівняння ідеального перетворювача:

Е=-6.3093 ×R+5.0369 (3.17)

Отже чутливість ідеального перетворювача в даній точці рівна 6,45 В/м

Максимальне значення абсолютної похибки рівне: D_max =0.0285В.

Відносну похибку вимірювання знаходимо за виразом:

(3.18)

де - дійсне значення вихідної величини (ЕРС) в даній точці (0,4м).

Отже при початковій відстані між котушками 0,4м відносна похибка вимірювань рівна 1,14%.

Розрахунок параметрів ВП а також абсолютної похибки вимірювання був проведений з використанням середовища MATLAB 6.5. текст програми наведений в додатку А.

3.5 Обчислення температурної похибки роботи ВП.

Оскільки проектований ВП повинен працювати в широкому діапазоні температур (від -45 до +45 ^о С) то значну долю від загальної похибки вимірювання буде складати температурна похибка. Вона виникає внаслідок збільшення магнітної проникності феритового осердя при збільшенні температури.

Визначимо вплив зміни температури на магнітні властивості осердя:

Рис. 3.5 – Залежність магнітної проникності фериту М600НН від температури

Як видно з рисунка, у вказаному діапазоні температур магнітна проникність фериту може змінюватися від 470 до 730. абсолютна похибка буде рівна: