· определение АЧХ по переходной характеристике в импульсном режиме,
· определение динамической характеристики преобразования,
· определение усталостных характеристик ТДПС.
При этом для универсальных ТДПС, работающих в как режиме растяжения, так и в режиме сжатия, важно установить постоянство жёсткости в обоих режимах. В Сибирском филиале ВНИИ имени Менделеева для определения динамических характеристик ТДПС был разработан комплекс установок: УПХ, УЖ-1, Импульс-1.
Установка УПХ предназначена для определения импульсных характеристик с номинальным усилием 4·103. Принцип работы установки основан на использовании энергии падающего шарика для возбуждения и регистрации переходных процессов ТДПС. УПХ включает в импульсную установку и приборную стойку. Выходной сигнал датчика после нанесения удара шариком по тяге датчика при сбросе его с заданной высоты фиксируется осциллографом. Затем на вход осциллографа подают синусоидальный калибровочный сигнал, частота которого измеряется частотомером. Для определения параметров импульсной характеристики обе осциллограммы обрабатываются по несложной методике. В процессе исследований были получены следующие характеристики установки УПХ:
- диапазон воспроизведения сил от 25 до 4000 Н,
- масса шариков 4, 11, 17, 20 г,
- высота сброса шариков от 20 до 100 мм,
- длительность ударного импульса 25-50 мкс.
Оценка СКО результата определения частоты собственных колебаний датчиков силы 1%, оценка СКО результата определения степени затухания датчика силы от 1 до 6,6%.
Полученные при метрологической аттестации результаты позволяют аттестовать эту установку в качестве образцового средства для определения параметров переходных процессов ТДПС. В практических условиях измерения к ТДПС присоединяют дополнительные инерционные массы. Поэтому необходимо, наряду с коэффициентами импульсной характеристики, найденными на УПХ, определять жёсткость ТДПС, и, зная жёсткость и коэффициент импульсной характеристики, определять массу, которая может присоединяться к ТДПС без существенного увеличения погрешности измерения.
Жёсткость ТДПС определяется на установке УЖ-1. В основе её работы лежит принцип нагружения датчиков механизмом нагружения или комплексных гирь с одновременным измерением усилия и деформации датчика, вызванной этим усилием. Конструкция УЖ-1 позволяет определять жёсткость ТДПС с номинальным усилием до 2·103Н. при нагружении в режимах сжатия и растяжения. Нагружение ТДПС силой, большей 200Н, осуществляется механизмом нагружения. Усилие, действующее на датчик, определяется образцовым динамометром типа ДОСМ, а деформация типа 1МИГ. Нагружение ТДПС силой, меньшей 200Н, обеспечивается комплексом аттестованных гирь.
Для ТДПС с номинальным усилием (4·103–6·104)Н динамические характеристики преобразования находят при помощи установки Импульс-4, которая состоит из ударной установки и приборной стойки, аналогичной приборной стойке установки УПХ. Принцип работы установки основан на использовании энергии падающего молота для возбуждения импульса силы ТДПС. Пиковое значение силы, действующей на ТДПС измеряют упруго-контактным методом, а выходной сигнал ТДПС регистрируется запоминающим осциллографом с последующей его обработкой и расшифровкой. Для измерения амплитуды выходных сигналов на выход осциллографа подают калибровочные сигналы с генератора, вызывающие такое же отклонение луча осциллографа, как и изменение выходного сигнала ТДПС. Коэффициент преобразования ТДПС в импульсном режиме вычисляется по формуле:
,
где 
- амплитуда выходных сигналов; 
- коэффициент, учитывающий упругие
свойства и геометрию элементов упруго-контактного силоизмерителя и определяемый
при экспериментальных исследованиях; 
- диаметр зоны
упругого контакта, измеряемый инструментальным микроскопом.
Характеристики установки Импульс-4 следующие:
§ диапазон воспроизводимых сил 4-100 кН,
§ длительность ударного импульса 300-1000 мкс,
§ погрешность воспроизведения пикового значения 2%,
§ радиус качания молота 0,5 м,
§ угол подъёма молота 3-90º.
Простые по конструкции, надёжные в эксплуатации, они имели метрологический статус поверочных средств и могли бы стать базой предприятий для определения динамических характеристик ТДПС. Однако и этот подход, то есть использование импульсного воздействия силы на ТДПС, имеет недостатки:
Ø отсутствие автоматизации наблюдения,
Ø малые значения воспроизводимых сил,
Ø плохая воспроизводимость результатов.
Более перспективным и точным способом получения динамических характеристик ТДПС является способ, основанный на обратном скачке силы. Процесс получения динамических характеристик в этом случае легко автоматизируется. Образцовый тензодинамический и исследуемый ТДПС последовательно с упругим образцом включают в силовую цепочку испытательного стенда.
Управление нагружением силовой цепочки осуществляется на персональном компьютере. АЦП периодически опрашивает выходной сигнал образцового динамометра, фиксируя результаты наблюдения в памяти персонального компьютера. По отчётам, хранящимся в полученном массиве, можно определить значение силы, при котором возникает обратный скачёк в результате обрыва хрупкого образца. При достижении нагрузкой значения силы, достаточной для разрушения хрупкого образца, он разрушается и исследуемые ТДПС получают воздействие в виде обратного скачка силы, разгружающего его. В момент разрушения образца АЦП переключается в режим опроса исследуемых ТДПС и регистрирует результаты наблюдения в своём ОЗУ. После заполнения ОЗУ данные вводятся в персональный компьютер, который приступает к обработке накопленных результатов наблюдений. Задача получения динамических характеристик ТДПС в виде аналитических выражений переходной характеристики решается с привлечением одного из методов оптимизации нелинейных по параметрам систем. В частности, используется процедура Нелдера-Мида, минимизирующая функционал, равный сумме модулей невязок выходного сигнала модели и результатов наблюдений с выходов ТДПС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.