Исследование функций преобразования и метрологических характеристик бесконтактных волоконно-оптических датчиков перемещений
| Результаты измерений. | |||||||||||||
| Результаты измерений и средние значения | Расчет погрешностей | ||||||||||||
| x, мкм * | U, B | Uср, В | x, мкм | Относительная погрешность | Абсолютная погрешность | Среднеквадр. отклонение | Доверительный интервал | ||||||
| -500 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | -500 | 0.00% | 0 | 0 | 0.000000 | |
| -400 | 0.38 | 0.37 | 0.37 | 0.36 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | -400 | 0.90% | 0 | 0.01 | 0.016444 | |
| -300 | 0.56 | 0.56 | 0.56 | 0.55 | 0.56 | 0.56 | 0.56 | -300 | 0.50% | 0 | 0 | 0.010614 | |
| -200 | 0.8 | 0.79 | 0.79 | 0.78 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | -200 | 0.42% | 0 | 0.01 | 0.016444 | |
| -100 | 1.06 | 1.04 | 1.05 | 1.04 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | -100 | 0.53% | 0.01 | 0.01 | 0.019572 | |
| 0 | 1.36 | 1.36 | 1.34 | 1.33 | 1.34 | 1.34 | 1.35 | 0 | 0.74% | 0.01 | 0.01 | 0.031843 | |
| 100 | 1.64 | 1.72 | 1.68 | 1.62 | 1.62 | 1.63 | 1.65 | 100 | 1.95% | 0.03 | 0.04 | 0.104540 | |
| 200 | 2 | 2.01 | 2 | 1.9 | 1.9 | 1.95 | 1.96 | 200 | 2.21% | 0.04 | 0.05 | 0.132575 | |
| 300 | 2.25 | 2.3 | 2.26 | 2.2 | 2.19 | 2.2 | 2.23 | 300 | 1.64% | 0.04 | 0.04 | 0.113530 | |
| 400 | 2.5 | 2.55 | 2.52 | 2.47 | 2.45 | 2.46 | 2.49 | 400 | 1.27% | 0.03 | 0.04 | 0.100586 | |
| 500 | 2.77 | 2.74 | 2.73 | 2.66 | 2.66 | 2.69 | 2.71 | 500 | 1.42% | 0.04 | 0.05 | 0.117911 | |
| * Отсчет ведется от расстояния, соответствующего максимальному наклону характеристик | |||||||||||||
 |  | ||||||||||||
| Исследование влияния дестабилизирующих факторов на функцию преобразования. | |||||||||||||
| x, мкм | отражающая | белая | черная | текстолит | |||||||||
| 0 | 0.37 | 0.53 | 0.05 | 0.35 | |||||||||
| 200 | 0.43 | 0.65 | 0.13 | 0.35 | |||||||||
| 400 | 0.47 | 0.82 | 0.15 | 0.36 | |||||||||
| 600 | 0.58 | 1.02 | 0.17 | 0.36 | |||||||||
| 800 | 0.7 | 1.24 | 0.19 | 0.37 | |||||||||
| 1000 | 0.89 | 1.44 | 0.2 | 0.37 | |||||||||
| 1200 | 1.25 | 1.66 | 0.2 | 0.38 | |||||||||
| 1400 | 1.62 | 1.8 | 0.21 | 0.38 | |||||||||
| 1600 | 1.9 | 1.87 | 0.21 | 0.38 | |||||||||
| 1800 | 2.15 | 1.93 | 0.21 | 0.39 | |||||||||
| 2000 | 2.4 | 1.95 | 0.2 | 0.38 | |||||||||
| 2200 | 2.5 | 1.94 | 0.19 | 0.38 | |||||||||
| 2400 | 2.48 | 1.93 | 0.18 | 0.37 | |||||||||
| 2600 | 2.47 | 1.92 | |||||||||||
 | |||||||||||||
| Результаты измерений. | |||||||||||||
| Результаты измерений и средние значения | Расчет погрешностей | ||||||||||||
| x, мкм * | U, B | Uср, В | x, мкм | Относительная погрешность | Абсолютная погрешность | Среднеквадр. отклонение | Доверительный интервал | ||||||
| -1000 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | -1000 | 0.00% | 0 | 0 | 0.000000 | |
| -800 | 0.5 | 0.51 | 0.51 | 0.5 | 0.51 | 0.51 | 0.51 | -800 | 0.88% | 0 | 0.01 | 0.013426 | |
| -600 | 0.51 | 0.56 | 0.53 | 0.52 | 0.53 | 0.55 | 0.53 | -600 | 2.71% | 0.01 | 0.02 | 0.048409 | |
| -400 | 0.7 | 0.81 | 0.75 | 0.73 | 0.73 | 0.74 | 0.74 | -400 | 3.29% | 0.02 | 0.04 | 0.095412 | |
| -200 | 1.2 | 1.16 | 1.23 | 1.22 | 1.19 | 1.21 | 1.2 | -200 | 1.53% | 0.02 | 0.02 | 0.064565 | |
| 0 | 1.9 | 1.87 | 1.85 | 1.91 | 1.84 | 1.86 | 1.87 | 0 | 1.19% | 0.02 | 0.03 | 0.072459 | |
| 200 | 2.4 | 2.5 | 2.35 | 2.4 | 2.45 | 2.4 | 2.42 | 200 | 1.61% | 0.04 | 0.05 | 0.134263 | |
| 400 | 3 | 3.1 | 3 | 3 | 3.1 | 3.1 | 3.05 | 400 | 1.64% | 0.05 | 0.05 | 0.142408 | |
| 600 | 3.4 | 3.5 | 3.5 | 3.6 | 3.5 | 3.6 | 3.52 | 600 | 1.58% | 0.06 | 0.08 | 0.195721 | |
| 800 | 3.8 | 3.9 | 3.8 | 3.8 | 3.7 | 3.8 | 3.8 | 800 | 0.88% | 0.03 | 0.06 | 0.164438 | |
| 1000 | 4 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.08 | 1000 | 0.68% | 0.03 | 0.04 | 0.106145 | |
| * Отсчет ведется от расстояния, соответствующего максимальному наклону характеристик | |||||||||||||
 |  | ||||||||||||
| Исследование влияния дестабилизирующих факторов на функцию преобразования. | |||||||||||||
| стеклотекстолит | |||||||||||||
| x, мкм | копирка | белая бумага | жёлтый | белый | |||||||||
| 0 | 0.03 | 0.83 | 0.91 | 0.71 | |||||||||
| 200 | 0.03 | 0.94 | 0.93 | 0.75 | |||||||||
| 400 | 0.03 | 1.11 | 0.95 | 0.79 | |||||||||
| 600 | 0.04 | 1.31 | 0.98 | 0.86 | |||||||||
| 800 | 0.06 | 1.49 | 0.99 | 0.92 | |||||||||
| 1000 | 0.08 | 1.64 | 1 | 0.96 | |||||||||
| 1200 | 0.1 | 1.72 | 1 | 0.99 | |||||||||
| 1400 | 0.12 | 1.85 | 1 | 1 | |||||||||
| 1600 | 0.13 | 1.85 | 1 | 1 | |||||||||
| 1800 | 0.14 | 1.85 | 1 | 1 | |||||||||
| 2000 | 0.14 | 1.84 | 1 | 1 | |||||||||
| 2200 | |||||||||||||
| 2400 | |||||||||||||
| 2600 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
Государственныйкомитет РФ повысшему образованию
Московскийгосударственныйинститут электроникии математики
Кафедра ЭВА
Лабораторнаяработа
по курсу"Метрологияи измерительнаятехника"
Исследованиефункций преобразованияи метрологическиххарактеристикбесконтактныхволоконно-оптическихдатчиков перемещений.
Выполнилистуденты группыС-45
ГолышевскийА.
КостаревВ.
КуприяновЮ.
Сапунов Г.
Преподаватель
Зак Е.А.
Москва 1998
Цель работы:Освоение методикопределенияосновныхметрологическихи эксплуатационныххарактеристикпервичныхизмерительныхпреобразователейинформациина примеребесконтактноговолоконно-оптическогодатчика перемещений.
Используемоеоборудование:волоконно-оптическийдатчик перемещения,специальныйштатив с возможностьюконтроля перемещений,цифровой вольтметр,микрометрическийвинт, четыреразличных типаповерхности.
Алгоритмполучениярезультатов.
Волоконно-оптическийдатчик подключаютк цифровомувольтметру.
Часть1. Нахождениефункции преобразования.
Изменяярасстояниемежду датчикоми поверхностью,находим положениедатчика, прикотором напряжениена выходе датчикабудет максимальным.
Находимточку перегибафункции преобразования.Для этого измеряемнапряжениев несколькихточках приx
max,находим, накаком интервалесамое большоеизменениепоказанийвольтметра.Точка перегиба- внутри этогоинтервала.
Расстояниедо xmax, мкм | Показаниявольтметра,В | Разностьсоседнихпоказаний,В |
| 0 | ||
| -300 | ||
| -600 | ||
| -900 | ||
| -1200 | ||
| -1500 | ||
| -1800 |
Дальнейшиеизмерениярасстояниябудут вестисьотносительноточки х0,соответствующейнапряжению( + )/2 = В
-
Находимнапряжениев 10 точках, в двестороны от х0с шагом100 мкм. Измерениев каждой точкепроизводится6 раз.
Результатыизмеренийи средниезначения x, мкм U, B Uср, В -500 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 -400 0,38 0,37 0,37 0,36 0,37 0,37 0,37 -300 0,56 0,56 0,56 0,55 0,56 0,56 0,558333 -200 0,8 0,79 0,79 0,78 0,79 0,79 0,79 -100 1,06 1,04 1,05 1,04 1,05 1,05 1,048333 0 1,36 1,36 1,34 1,33 1,34 1,34 1,345 100 1,64 1,72 1,68 1,62 1,62 1,63 1,651667 200 2 2,01 2 1,9 1,9 1,95 1,96 300 2,25 2,3 2,26 2,2 2,19 2,2 2,233333 400 2,5 2,55 2,52 2,47 2,45 2,46 2,491667 500 2,77 2,74 2,73 2,66 2,66 2,69 2,708333 Длякаждого расстояниянаходимсреднеквадратическоеотклонение,относительнуюпогрешностьи доверительныйинтервал.
| Расчет погрешностей | |||
| x, мкм | Среднеквадр.отклонение | Относительнаяпогрешность | Доверительныйинтервал |
| -500 | 0 | 0,00% | 0,000000 |
| -400 | 0,006324555 | 1,71% | 0,016444 |
| -300 | 0,004082483 | 0,73% | 0,010614 |
| -200 | 0,006324555 | 0,80% | 0,016444 |
| -100 | 0,007527727 | 0,72% | 0,019572 |
| 0 | 0,012247449 | 0,91% | 0,031843 |
| 100 | 0,040207794 | 2,43% | 0,104540 |
| 200 | 0,050990195 | 2,60% | 0,132575 |
| 300 | 0,043665394 | 1,96% | 0,113530 |
| 400 | 0,038686776 | 1,55% | 0,100586 |
| 500 | 0,045350487 | 1,67% | 0,117911 |
Посредним значениямнапряженияи с учетомдоверительногоинтерваластроим графикфункции преобразованиядатчика:
Графикможно аппроксимироватькубическимполиномом
,где коэффициентыопределяютсяпо формулам: 
где:
j=0,1... - номерэкспериментальнойточки функциипреобразования;
n- число полученныхзначенийфункциипреобразования(n=11);
Aj- отклик ВОДпри j-ом значениивходногопараметра;
хi- приращениевходногопараметра(хi=0,1мм).
Часть2. Исследованиевлияния условий(типа поверхности)на функциюпреобразования.
Измеренияпроизводятсядля четырехтипов поверхности:белая бумага,черная бумагаи текстолитс двух сторон.Измеряем напряжениена выходе датчикав точках от x=0до значения,при которомнапряжениебудет максимальным,с шагом 200 мкм.
| x, мкм | Тип поверхности | |||
| отражающая | белая | черная | текстолит | |
| 0 | 0,37 | 0,53 | 0,048 | 0,35 |
| 200 | 0,43 | 0,65 | 0,127 | 0,35 |
| 400 | 0,47 | 0,82 | 0,145 | 0,355 |
| 600 | 0,575 | 1,02 | 0,173 | 0,36 |
| 800 | 0,7 | 1,24 | 0,187 | 0,365 |
| 1000 | 0,89 | 1,44 | 0,2 | 0,372 |
| 1200 | 1,245 | 1,66 | 0,203 | 0,38 |
| 1400 | 1,62 | 1,8 | 0,21 | 0,38 |
| 1600 | 1,9 | 1,87 | 0,21 | 0,38 |
| 1800 | 2,15 | 1,93 | 0,205 | 0,385 |
| 2000 | 2,4 | 1,95 | 0,2 | 0,38 |
| 2200 | 2,5 | 1,94 | 0,19 | 0,375 |
| 2400 | 2,48 | 1,93 | 0,18 | 0,37 |
| 2600 | 2,47 | 1,92 |
Часть3. Выводы.
Работаволоконно-оптическогодатчика зависитот состоянияповерхностирабочейпластины,ее коэффициентаотраженияи степенирассеиваниясвета приотраженииот поверхности.Функцияпреобразованиядатчикаиндивидуальнадля каждогосочетаниядатчик —поверхность.Размер (длина)рабочегоучасткахарактеристикиопределяетсярассеиваниемсвета отповерхности,а угол наклона— коэффициентомотражениясвета. Датчикхарактеризуетсяполным отсутствиемвлияния наобъект.
Погрешность(абсолютная)микрометрапри измеренияхсоставляла5 мкм. А погрешностьвольтметра— во второмзнаке послезапятой, тоесть при измеренияхс металлическойпластинойона составиладо 0,05 Вольта.Вольтметробладаеттремя с половинойразрядами,но случайнаяпогрешностьиз-за непрерывногоизмененияпоказанийв данном случаеоказаласьвыше.
Государственныйкомитет РФ повысшему образованию
Московскийгосударственныйинститут электроникии математики
Кафедра ЭВА
Лабораторнаяработа
по курсу"Метрологияи измерительнаятехника"
Исследованиефункций преобразованияи метрологическиххарактеристикбесконтактныхволоконно-оптическихдатчиков перемещений.
Выполнилистуденты группыС-44
МиловидовА.Н.
КравченкоТ.Е.
МиляковИ.Н.
Преподаватель
Зак Е.А.
Москва 1998
Цель работы:Освоение методикопределенияосновныхметрологическихи эксплуатационныххарактеристикпервичныхизмерительныхпреобразователейинформациина примеребесконтактноговолоконно-оптическогодатчика перемещений.
Используемоеоборудование:волоконно-оптическийдатчик перемещения,специальныйштатив с возможностьюконтроля перемещений,цифровой вольтметр,микрометрическийвинт, четыреразличных типаповерхности.
Алгоритмполучениярезультатов.
Волоконно-оптическийдатчик подключаютк цифровомувольтметру.
Часть1. Нахождениефункции преобразования.
Изменяярасстояниемежду датчикоми поверхностью,находим положениедатчика, прикотором напряжениена выходе датчикабудет максимальным.
Находимточку перегибафункции преобразования.Для этого измеряемнапряжениев несколькихточках приx
max,находим, накаком интервалесамое большоеизменениепоказанийвольтметра.Точка перегиба- внутри этогоинтервала.
Расстояниедо xmax, мкм | Показаниявольтметра,В | Разностьсоседнихпоказаний,В |
| 0 | 3,30 | |
| -300 | 3,13 | 0,20 |
| -600 | 2,60 | 0,50 |
| -900 | 1,78 | 0,82 |
| -1200 | 0,92 | 0,86- максимум |
| -1500 | 0,29 | 0,63 |
| -1800 | 0,18 | 0,11 |
Дальнейшиеизмерениярасстояниябудут вестисьотносительноточки х0,соответствующейнапряжению(1,78+0,92)/2 = 1,36 В
-
Находимнапряжениев 10 точках, в двестороны от х0с шагом100 мкм. Измерениев каждой точкепроизводится6 раз.
Результатыизмеренийи средниезначения x, мкм U, B Uср, В -500 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 -400 0,38 0,37 0,37 0,36 0,37 0,37 0,37 -300 0,56 0,56 0,56 0,55 0,56 0,56 0,558333 -200 0,8 0,79 0,79 0,78 0,79 0,79 0,79 -100 1,06 1,04 1,05 1,04 1,05 1,05 1,048333 0 1,36 1,36 1,34 1,33 1,34 1,34 1,345 100 1,64 1,72 1,68 1,62 1,62 1,63 1,651667 200 2 2,01 2 1,9 1,9 1,95 1,96 300 2,25 2,3 2,26 2,2 2,19 2,2 2,233333 400 2,5 2,55 2,52 2,47 2,45 2,46 2,491667 500 2,77 2,74 2,73 2,66 2,66 2,69 2,708333 Длякаждого расстояниянаходимсреднеквадратическоеотклонение,относительнуюпогрешностьи доверительныйинтервал.
| Расчет погрешностей | |||
| x, мкм | Среднеквадр.отклонение | Относительнаяпогрешность | Доверительныйинтервал |
| -500 | 0 | 0,00% | 0,000000 |
| -400 | 0,006324555 | 1,71% | 0,016444 |
| -300 | 0,004082483 | 0,73% | 0,010614 |
| -200 | 0,006324555 | 0,80% | 0,016444 |
| -100 | 0,007527727 | 0,72% | 0,019572 |
| 0 | 0,012247449 | 0,91% | 0,031843 |
| 100 | 0,040207794 | 2,43% | 0,104540 |
| 200 | 0,050990195 | 2,60% | 0,132575 |
| 300 | 0,043665394 | 1,96% | 0,113530 |
| 400 | 0,038686776 | 1,55% | 0,100586 |
| 500 | 0,045350487 | 1,67% | 0,117911 |
Посредним значениямнапряженияи с учетомдоверительногоинтерваластроим графикфункции преобразованиядатчика:
Г
рафикможно аппроксимироватькубическимполиномом
,где коэффициентыопределяютсяпо формулам: где:
j=0,1... - номерэкспериментальнойточки функциипреобразования;
n- число полученныхзначенийфункциипреобразования(n=11);
Aj- отклик ВОДпри j-ом значениивходногопараметра;
хi- приращениевходногопараметра(хi=0,1мм).
Часть2. Исследованиевлияния условий(типа поверхности)на функциюпреобразования.
Измеренияпроизводятсядля четырехтипов поверхности:отражающаяповерхность,белая бумага,черная бумагаи текстолит.Измеряем напряжениена выходе датчикав точках от x=0до значения,при которомнапряжениебудет максимальным,с шагом 200 мкм.
| x, мкм | Тип поверхности | |||
| отражающая | белая | черная | текстолит | |
| 0 | 0,37 | 0,53 | 0,048 | 0,35 |
| 200 | 0,43 | 0,65 | 0,127 | 0,35 |
| 400 | 0,47 | 0,82 | 0,145 | 0,355 |
| 600 | 0,575 | 1,02 | 0,173 | 0,36 |
| 800 | 0,7 | 1,24 | 0,187 | 0,365 |
| 1000 | 0,89 | 1,44 | 0,2 | 0,372 |
| 1200 | 1,245 | 1,66 | 0,203 | 0,38 |
| 1400 | 1,62 | 1,8 | 0,21 | 0,38 |
| 1600 | 1,9 | 1,87 | 0,21 | 0,38 |
| 1800 | 2,15 | 1,93 | 0,205 | 0,385 |
| 2000 | 2,4 | 1,95 | 0,2 | 0,38 |
| 2200 | 2,5 | 1,94 | 0,19 | 0,375 |
| 2400 | 2,48 | 1,93 | 0,18 | 0,37 |
| 2600 | 2,47 | 1,92 |
Часть3. Выводы.
Работаволоконно-оптическогодатчика зависитот состоянияповерхностирабочейпластины,ее коэффициентаотраженияи степенирассеиваниясвета приотраженииот поверхности.Функцияпреобразованиядатчикаиндивидуальнадля каждогосочетаниядатчик —поверхность.Размер (длина)рабочегоучасткахарактеристикиопределяетсярассеиваниемсвета отповерхности,а угол наклона— коэффициентомотражениясвета. Датчикхарактеризуетсяполным отсутствиемвлияния наобъект.
Погрешность(абсолютная)микрометрапри измеренияхсоставляла5 мкм. А погрешностьвольтметра— во второмзнаке послезапятой, тоесть при измеренияхс металлическойпластинойона составиладо 0,05 Вольта.Вольтметробладаеттремя с половинойразрядами,но случайнаяпогрешностьиз-за непрерывногоизмененияпоказанийв данном случаеоказаласьвыше.
МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РФ
МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИИ
МАТЕМАТИКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕУКАЗАНИЯ
к лабораторнымработам покурсу "Основыметрологии и измерительнойтехники".
Факультетавтоматикии
вычислительнойтехники
Кафедра"Электронно-
вычислительнаяаппаратура
Москва- 1998
Изучениеи исследованиесредств измеренийэлектрическихи неэлектрическихвеличин.
Методическиеуказания клабораторнымработам являютсясоставнойчастью программыпо дисциплине "Основы метрологиии измерительнойтехники " , изучаемойстудентами2-го курса специальности2101 - ЭВМ. системы, комплексы исети.
Лабораторныеработы выполняютсяв объеме 18 часов.
Основнымсодержаниемлабораторныхработ является получениепрактическихнавыков работыс современнымиизмерительнымиприборами,изучение методик определенияосновныхметрологическиххарактеристикизмерительныхпреобразователейи построениеалгоритмовпрактическогопримененияпреобразователейв системах сэлектронно-вычислительнойаппаратурой.
Часть2-3. Исследованиефункций преобразованияи метрологическиххарактеристикбесконтактныхволоконно-оптическихдатчиков перемещений.
1.Цельработы, ее краткоесодержание.
Целью даннойработы являетсяосвоение методикопределенияосновныхметрологическихи эксплуатационныххарактеристикпервичныхизмерительныхпреобразователейинформациина примеребесконтактноговолоконно-оптическогодатчика перемещений, а также разработкаалгоритмаадаптации всистемы ,содержащиесредствавычислительнойтехники.
2.Теоретическиесведения.
Исследуемыйв лабораторнойработе бесконтактныйволоконно-оптическийпреобразовательперемещенийпредставляетсобой системусостоящую из источникаизлучения ,примо- предающеговолоконно-оптическогоканала и фотоприемника.Здесь потокизлучения отисточника 1вводится впредающийсветовод 2 ина его выходеформируетсярасходящийсяпоток излученияв виде конуса,ограниченногоапертуройоптическихволокон. Припадении потокана поверхностьобъекта частьего отражаетсяи попадает вприемный световод3 ,проходит понему в фотоприемник4, где преобразуетсяв электрическийсигнал. Еслиизменять расстояние между торцомприемо- предающегосветовода отнуля , то премещениеи выходной токфотоприемникасвязаны зависимостью, показаннойна рисунке 2.
Рис.1Схема волконно-оптического Рис2 Типичнаязависимость
датчика.
Зависимостьимеет восходящийучасток, обусловленныйувеличениемпотока, попадающегов приемныйсветовод, участокмаксимума ,гденаступаетравновесиемежду потоком,входящим вприемный канали выходящимза его пределыи падающийучасток , гдепреобладаетпоток ,выходящийза границуприемногосветовода.
На характеристикевидны дваквазилинейныхучастка изкоторых могутбыть сформированыфункциипреобразованияВОД , являющиесяосновнойметрологической характеристикой.Наиболее частодля преобразованияперемещенияв электрическийсигнал используетсявосходящийучасток , гдукрутизна существеннобольше.
Преобразователитакого типа, получившиеприменениедля бесконтактногопреобразованияперемещенийв электрическийсигнал в сложныхусловиях окружающейсреды , имеютиндивидуальные функциипреобразованияи для каждогоэкземпляраопределяютсяотдельно.
Функцияпреобразованияна восходящемучастке сдостаточнойстепенью точностиможно апроксимироватьполиномомтретьей степени:
Коэффициентыопределяютсяиз соотношений:
А=---------------------------------------------------------------------------
А=----------------------------------------------------------------------------------
А=--------------------------------------------------------------------------------------
А=----------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------
где- = 0,1... - номер экспериментальнойточки функциипреобразования;
-число полученныхзначений функциипреобразования;
А -отклик ВОДпри - ом значениивходного параметра;
х- приращениевходного параметра.
Положениеначальнойустановкидатчика относительноотражающей поверхности определяется точкой перегиба функции .
3. Оборудованиелабораторногостенда
При проведенииэкспериментальныхисследованийв данной работеиспользуетсяследующееоборудование:
осциллограф,цифровой вольтметр,специальныйштатив с возможностьюконтроля перемещений,волоконно-оптическийдатчик.
Питаниеволоконно-оптическогодатчика осуществляетсяот централизованногоисточникапитания.
4. Методикапроведенияработы.
1.Изучить описаниепроведениялабораторнойработы.
2.Подготовитьизмерительнуюустановку кработе. Дляэтого необходимо:
включитьпитание датчика,
включитьизмерительныеприборы и датьим прогретьсяв течении 15 мин.;
установитьтерец световоданад исследуемымучастком отражающейповерхности;
подключитьвыход ВОД ковходу цифрового вольтметра.
3.Снять и построитьфункцию преобразованияВОД . Для этогонеобходимо:
-отвестиобщий торецсветовода спомощью микрометричекойпары до положения,когда на вольтметрепоявится максимальноезначение напряжения:
-подводяобщий торецсветовода котражающейповерхностичерез каждые500 мкм зафиксироватьи записатьзначения показанийвольтметра;
-определитьпримерноеположение точкиперегиба функциипреобразованиякак
-установитьпреобразовательв положениесоответствующееэтой точке попоказаниювольтметра;
-отводядатчик вверхи вниз от точкиперегиба снятьпоказаниявольтметрачерез каждые500 мкм;
-повторитьэти действия10 раз, данныезанести в таблицу.
4.По даннымэкспериментальногоисследованияпостроитьфункцию преобразованияпо среднимзначениямэкспериментальныхточек.
5.По этим же даннымопределить:
-максимальноезначениедоверительногоинтервала дляР=0,95 ,используятаблицы Стьюдента:
-гистограммураспределенияпогрешностей.
6.Построитьалгоритм ивычислитькоэффициентыапроксимирующегополинома.
7.Провести исследованиевлияния одногоиз дестабилизирующихфакторов поуказаниюпреподавателя.
5. Требованиек отчету повыполненнойработе.
Вотчет по лабораторнойработе необходимовключить:
1.Цель работы.
2.Структурнуюсхему определенияпараметровВОД.
3.Протоколыизмерений.
4.Графическиезависимости.
5.Алгоритм расчетаи величиныкоэффициентовапроксимирующейфункции.