|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы тить весь возможный диапазон значений соответствующей величины, поскольку даже лучшие датчики имеют рабочий диапазон, не превышающий 10*. Вследствие этого для охвата всего диапазона значений механической величины обычно разрабатывают ряд датчиков, предназначенных для работы лишь в определенных участках диапазона значений механической величины. Рациональная организация такого деления на поддиапазоны предполагает стандартизацию входных характеристик датчиков. При этом существенное значение приобретает оптимальность требований стандартов, которая должна базироваться на экономических критериях. В современных условиях датчик, как правило, является звеном измерительной или управляющей информационной системы. Поэтому немаловажное значение имеют вопросы информационной и технической совместимости выходных характеристик датчика с входными характеристиками последующего канала преобразования. Важной предпосылкой решения этих вопросов является стандартизация метрологических и выходных характеристик датчиков. Выходные характеристики - это амплитудный и частотный диапазоны выходных электрических сигналов, диапазоны изменения выходных сопротивлений, индуктивностей, емкостей; к ним можно отнести также амплитуды и частоты напряжений источников питания. Л1етрологические характеристики определяются пара-метраминкции, описывающей изменение погрешности (или точности) измерения внутри диапазона значений измеряемой величины. Вопросы стандартизации номиналов перечисленных выше параметров приобретают особое значение. В связи !с этим они будут рассмотрены отдельно (см. параграфы 1.3, 1.4). 1.3. УНИФИКАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ДАТЧИКОВ Большое количество измеряемых параметров, широта диапазона их изменения, разнообразие методов преобразования неэлектрической величины в ее электрический эквивалент, реализуемых датчиками, выдвигают в качестве одной из самых первоочередных задач решение проблем унификации и стандартизации этих устройств. Необходимость унификации технических решений для обеспечения гибкости и взаимозаменяемости датчиков, улучшения экономических показателей процессов их изготовления, градуировки и эксплуатации достаточно очевидна. Однако целесообразно сформулировать основные требования к принципам стандартизации датчиков измерительной аппаратуры. Суть этих требований сводится к следующим положениям. 1. Стандартизация должна быть научной. Это означает, что для стандартизируемых объектов должны быть выполнены объективные закономерности развития, составлены научно-обоснованные прогнозЬ! и проанализированы оптимальные с точки зрения экономической эффективности решения, а не просто внесены в стандарты уже сложившиеся стихийным порядком параметры и числовые значения характеристик наиболее массовых из выпускаемых датчиков. Это требование является общим требованием любой стандартизации, в том числе стандартизации измерительной аппаратуры, но наиболее существенную роль оно играет для датчиков в силу исключительной сложности налаживания их серийного производства, которое определяется широкой номенклатурой вновь осваиваемых технологических процессов. 2. Стандартизация должна быть комплексной, т. е. охватывать по возможности все звенья ИИС, а не только датчики. Обратить внимание на комплексность стандартизации заставляет следующее обстоятельство. Дело в том, что, во-первых, датчик, сам по себе являясь относительно недорогим прибором, для своей градуировки требует весьма дорогого оборудования; во-вторых, датчик очень часто является элементом конструкции весьма дорогого устройства. Стандартизация без учета этих особенностей может привести не к экономическому выигрышу, а наоборот, к резкому увеличению затрат, вызванному необходимостью переделки дорогостоящего оборудования. 3. Стандартизация должна быть опереждющей. Это требование, выдвинутое впервые в мировой практике стандартизации еще В. В. Куйбышевым в 1929 г., до настоящего времени не потеряло свою актуальность. Применительно к датчиковой аппаратуре, моральное старение которой наступает особенно быстро, это означает необходимость разработки таких стандартов, которые могли бы действовать длительное время, не ограничивая новых технических решений разработчиков, а сохраняя для этих решений заранее зарезервированные стандартные значения основных параметров. 4. Стандартизация должна быть на уровне мировых стандартов. Это означает, что все рекомендации и действующие стандарты международных организаций - таких, как ИСО (Международная организация по стандартизации), МЭК (Международная электротехническая комиссия), ИУТ (Международный союз элек- тросвязи), МОМВ (Международная организация мер и весов), МОЗМ (Международная организация законодательной метрологии), пек (Постоянная комиссия СЭВ по стандартизации) - должны учитываться при составлении новых стандартов или проведении работ по унификации. К сожалению, обилие законодательных организаций за рубежом и определенная бессистемность в разработке взаимосвязанных между собой стандартов в отечественной практике затрудняют использование готовых рекомендаций, тем более, что часто эти рекомендации оказываются взаимно исключающими друг друга. В связи с этим в настоящем разделе рассмотрены некоторые теоретические аспекты проблемы стандартизации датчиковой аппаратуры, позволяющие более объективно оценить ситуацию и выбрать решение в тех случаях, когда действующие рекомендации оказываются неоднозначными. Для проведения работ по стандартизации в области датчиковой аппаратуры необходимо иметь" следующие обобщающие стандарты. ---.. 1. Единую классификацию средств измерений. До настоящего времени удовлетворительных предложений в этой области не разработано. 2. Единый перечень параметров, используемых для характеристики датчиков как элементов ИИС. Отдельные параметры этого перечня уже узаконены соответствующими государственными или отраслевыми стандартами. Однако согласованных решений по всему перечню в целом пока не выработано. 3. Единую систему предпочтительных номиналов всех параметров. Ряды предпочтительных номиналов регламентированы ГОСТ 8032-56 и могут с незначительными дополнениями служить единой базой для назначения номиналов любых параметров датчиков. Следует заметить, что отмеченное состояние проблемы стандартизации датчиковых устройств, когда по многим вопросам еще не приняты окончательные решения, является объективно обусловленным, поскольку сами датчики получили такое широкое распространение лишь за последние 20-30 лет, в связи с успехами электроники и физики твердого тела. В этих условиях принятие преждевременных решений по некоторым ключевым проблемам стандартизации могло дать не положительный, а отрицательный эффект, стать в известной мере тормозом технического прогресса. Вместе с тем, сложившаяся в настоящее время практика разработки, производства и эксплуатации датчиков настоятельно требует разработки уже на данном этапе как обобщающих, так и специальных стандартов, относящихся к третьей группе, связанной со стандартизацией рядов предпочтительных номиналов всех параметров датчиков. Поэтому на вопросах построения таких рядов целесообразно остановиться более подробно (см. ниже параграф 1.4). Говоря о стандартизации датчиков, следует указать, что на них, как на один из видов продукции машиностроения, распространяются и все стандарты, связанные с конструктивным оформлением машин. Кроме того, при проектировании датчиков имеются широкие возможности стандартизации таких элементов конструктивного оформления, как, например, посадочные места и установочные базы, тара и упаковка, штепсельные разъемы и т. п. 0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |