На точность преобразователей

Погрешности преобразователей возникают как результат действия многочисленных первичных погрешностей их параметров. Под первичной погрешностью следует понимать любое элементарное отклонение параметра от своего номинального значения. В зависимости от источника образования можно выделить следующие виды первичных погрешностей:

- технологические первичные погрешности, т.е. первичные погрешности изготовления, как геометрические (погрешности размера, формы, расположения, присоединения), так и параметрические (погрешности электрического сопротивления, емкости, индуктивности и др.);

- температурные первичные погрешности, т.е. отклонения параметров под действием температуры;

- силовые первичные погрешности, т.е. отклонения параметров под действием сил в измерительном преобразователе.

Наиболее многочисленными являются геометрические первичные погрешности механических преобразователей. По характеру проявления все первичные погрешности геометрических величин разделяют на четыре разновидности:

- скалярные первичные погрешности, имеющие только отклонения от номинальных значений, например, отклонения размеров геометрических элементов деталей (звеньев) преобразователей;

- векторные первичные погрешности, имеющие не только отклонения от номинальных значений, но и направления угловой ориентации их действия, например, отклонения углового расположения геометрических элементов относительно баз деталей (звеньев) преобразователей;

- функциональные первичные погрешности, значения которых являются функцией координат точек поверхностей геометрических элементов, например, отклонения формы;

- первичные погрешности присоединения, возникающие при сборке звеньев и образовании кинематических пар преобразователей. Включают линейные смещения и эксцентриситеты присоединения, угловые переносы присоединения и погрешности начального положения.

Кинематические пары являются одним из основных понятий теории механизмов и машин [48]. Они образуются при подвижном соединении звеньев механизма и характеризуются числом степеней свободы или числом связей, накладываемых на относительное перемещение соединяемых деталей (табл. 3.6).

Кинематические пары подразделяются на высшие, если контакт в соединении происходит по линии или в точке, и низшие, если контакт происходит по поверхности.

В технологии машиностроения соединяемые поверхности деталей называются базами [30]. Комплекты баз материализуют системы координат деталей для отсчета самых многочисленных первичных погрешностей расположения [5]. Число первичных погрешностей расположения непосредственно связано с числом связей кинетических пар.

Чтобы механизм преобразователя выполнял свои функции преобразования, он должен быть проверен на подвижность по формуле из теории машин и механизмов

, (3.41)

где n – число звеньев;

p_s – число кинематических пар с s степенями свободы, s = 1…5. например, двуплечий рычажный преобразователь на рис. 3.22 имеет p₁ = 3 – две поступательных и одну вращательную кинематическую пару с одной степенью свободы; p₅ = 2 – две кинематических пары сфера (шар) – плоскость с пятью степенями свободы,

поэтому его подвижность равна единице: W = 6(n – 1) – 5p₁ – 1p₅ = 6(4 – 1) – 5·3 – 1·2 = 1.

Следовательно, преобразователь будет выполнять своё служебное назначение по преобразованию входного сигнала X в выходной сигнал Y: каждому значению входного сигнала X_i будет соответствовать единственное значение выходного сигнала Y_i.

Общее число первичных погрешностей деталей и сборочных единиц, из которых состоит преобразователь, можно установить с помощью геометрических моделей по методике учебного пособия [5].

Теория точности преобразователей опирается на теорию точности механизмов машин [1, 2].

Таблица 3.6