Основы проектирования
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт)
Ю.Р. Кревченко
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Учебно-методическое пособие
к практическим занятиям
Новочеркасск
ЮРГТУ
2008
УДК 621.317 : 004.9 (075.5)
ББК 30.2я73
К 79
Рецензенты: доц., канд. техн. наук Е.В. Кириевский;
доц., канд. техн. наук Г.С. Галикян
Кревченко Ю.Р.
К 79 Основы проектирования приборов и систем: учеб.-метод. пособие к практическим занятиям / Ю.Р. Кревченко; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. – 131 с.
Приведены расчетные задания для практических занятий по курсу «Основы проектирования приборов и систем». Первые три задания посвящены построению и анализу математических моделей элементов и узлов средств измерений (СИ), четвертое и
пятое задания знакомят студентов с методикой проектирования СИ и их элементов. Каждое задание содержит постановку задачи расчета, необходимые сведения из теории, схему алгоритма и числовой пример расчета. В приложениях приведены исчерпывающие справочные материалы по математике, физике, электротехнике и информатике, необходимые для выполнения расчетных заданий.
Предназначено для студентов вузов специальности 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии».
УДК 621.317 : 004.9
ББК 30.2я73
© Южно-Российский государственный
технический университет (Новочеркасский
политехнический институт), 2008
© Кревченко Ю.Р., 2008
| |
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование средства измерения (СИ) – процесс составления описания, необходимого для создания нового СИ, удовлетворяющего определенным условиям и имеющего заданные параметры.
Процесс проектирования СИ в общем случае состоит из последовательности ряда процедур:
1) анализ структуры (конструкции) СИ и выявление физических процессов и закономерностей в основе его функционирования;
2) учет всех имеющихся особенностей, ограничений и запрещенных режимов;
3) разработка математической модели СИ на основе некоторого математического аппарата и математических методов;
4) исследование математической модели СИ во всем допустимом диапазоне изменения входных параметров и внешних воздействий;
5) исследование математической модели СИ в области ограничений;
6) выбор с помощью математической модели СИ, его конструктивных, метрологических, технологических и других параметров, данных в задании на проектирование СИ.
Предлагаемые далее темы расчетных заданий к практическим занятиям позволят студентам освоить основные этапы проектного расчета ряда реальных устройств.
Тема 1 «Построение математической модели С-образного электромагнита и анализ его характеристик» и Тема 2 «Построение математической модели дифференциального трансформаторного индуктивного преобразователя прямоходного типа» посвящены наиболее актуальным вопросам проектирования:
– детальному анализу принципов работы и особенностей конструкции предложенных устройств;
– выбору и обоснованию математического аппарата и математических методов, необходимых для построения математической модели предложенных устройств;
– исследованию с помощью полученных математических моделей свойств и особенностей работы предложенных устройств.
В теме 3 «Анализ эффективности электромагнитных экранов» проводятся исследования повышения эффективности помехозащищенности элементов и узлов средств измерений с помощью магнитостатических и электромагнитных экранов.
В теме 4 «Проектный расчет трехпредельного стрелочного микроамперметра постоянного тока» решается задача выбора стандартных резисторов измерительной части схемы для обеспечения заданных диапазонов измерения и заданной систематической погрешности проектируемого микроамперметра.
В теме 5 «Проектный расчет дросселя» приведен алгоритм проектной задачи отыскания параметров устройства (дросселя), обеспечивающих с определенной точностью нахождение заданного значения индуктивности дросселя при заданном соотношении его длины к диаметру.
Каждая тема снабжена схемой алгоритма расчета, а также дан числовой пример расчета.
В приложениях приведены сведения по математике, физике, электротехнике и информатике, необходимые для выполнения предлагаемых расчетных заданий.