СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ТЕНЗОДАТЧИКА СИЛЫ ОТ ДЕЙСТВИЯ СИЛОВЫХ ПОМЕХ

,

Бийский технологический институт (филиал) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. », г. Бийск.

Непрерывно возрастающие требования к точности и достоверности измери­тельной информации о параметрах силовых процессов в силовых цепях технологического и испытательного оборудования обусловливают актуальность разработки эффективных методических приемов контроля действующих на однокомпонентные тензодатчики силы (ОТДС) с двумя мостовыми тензорезисторными цепями силовых помех, искажающими выходные сигналы тензодатчиков [1-3]. Сложность разработки таких приемов обусловлена отсутствием эталонных силозадающих машин, обеспечивающих одновременное воспроизведение как осевых, так и наклонных нагрузок при градуировке ОТДС необходимых для экспериментального исследования закономерностей искажений выходных сигналов в эксплуатационных условиях.

Исходными данными для проведения статистического анализа помехоустойчивости ОТДС от действия силовых помех являлся массив экспериментальных данных, полученный при его исследовании на сертифицированном эталонном силозадающем оборудовании Сибирского НИИ метрологии (г. Новосибирск). Сущность экспериментальных исследований ОТДС заключалась в его градуировке при воспроизведении осевых и наклонных нагрузок под углами 1,2,3 градуса относительно оси чувствительности датчика. При градуировке ОТДС после каждого цикла нагрузки-разгрузки его поворачивали на азимутальный угол 30 градусов. Наклонное нагружение ОТДС рассматривалось как имитационное нагружение в эксплуатационных условиях отягощенное силовыми помехами. Оно обеспечивалось шайбами с наклонными торцами, устанавливаемые под силоопорное основание и узел ввода силы ОТДС в эталонной силозадающей машине.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Целью данной работы являлось установление взаимосвязи между выходными сигналами мостовых цепей ОТДС от воздействия наклонных сил.

Конкретно решались следующие задачи:

1.  какой из факторов - изменение угла наклона силы или азимутального направления ее действия является наиболее значимым влияющим фактором;

2.  как изменяется взаимосвязь выходных сигналов мостовых цепей датчика с увеличением угла наклона силы;

3.  определение уравнений регрессий для выходных сигналов датчика при действии силовой помехи;

Указанные задачи решались с применением корреляционно-регрессионного анализа, позволяющим изучить связь и определить количественную зависимость между зависимой переменной и одной или несколькими независимыми переменными [5]. Результаты экспериментальных исследований обработаны на ПЭВМ специально разработанной программой на языке Delphi. Она позволяет автоматизировать процесс проведения корреляционно-регрессионного анализа, а именно по экспериментальным данным определить:

-  коэффициенты корреляции между выходными сигналами ОТДС;

-  оценить значимость коэффициентов корреляции;

-  оценить тесноту взаимосвязи между признаками;

-  коэффициенты регрессии;

-  параметры функции регрессии (модели);

-  адекватность модели;

Структурная блок-схема программы приведена на рисунке 1.

В результате проведения анализа были определены уравнения регрессии, рассчитаны значения коэффициентов корреляции и коэффициенты уравнения регрессии для каждого угла наклона силы, построены модели, проведена проверка значимости параметров моделей.

На рисунке 2 представлены графики экспериментальных данных и моделей, описывающих экспериментальные данные для различных углов приложения силы.

На рисунке 2 показана тенденция изменения корреляционного поля от изменения угла наклона силы. Из его анализа следует, что с увеличением угла вектора силы регрессионная модель более точно описывает экспериментальные данные, т. е. при увеличении угла приложения силы увеличивается взаимосвязь между выходными сигналами первой и второй мостовыми цепями датчика.

Уравнения регрессии имеют следующий вид

при работе эталонной силозадающей машине в режиме осевого нагружения: y=1,571+ 0,522x;

при работе в режиме наклонного нагружения:

- с шайбой один градус - y=1,571+0,628x

–с шайбой два градуса - y=1,571+0,679x

–с шайбой три градуса y=1,569+0,741x

В результате проведения статистического анализа по экспериментальным данным тензодатчика установлено:

-  для углов приложения силы 0,1,2,3 градуса коэффициенты корреляции составляют соответственно 0.68, 0.78, 0.88, 0.92;

-  наибольшее влияние в искажение выходных сигналов мостовых цепей ОТДС вносит изменение угла наклона силы и меньшее азимутальный угол;

-  наименьшая взаимосвязь между выходными сигналами мостовых цепей наблюдается при нагружении ОТДС силовыми нагрузками при работе силозадающей машины в режиме осевого нагружения;

-  при нагружении ОТДС наклонными нагрузками с увеличением угла наклона силы взаимосвязь выходных сигналов мостовых цепей становится более жесткой;

-  коэффициент корреляции выходных сигналов мостовых цепей является положительным, что свидетельствует об идентичном характере искажений выходных сигналов мостовых цепей от действия силовых помех.

На основе проведенного статистического анализа следует, что исследованный ОТДС характеризуется значительной взаимосвязью выходных сигналов при действии силовых помех.

Список использованной литературы

1.  Абанин воздействия поперечных силовых помех на одноком-

понентные тензодатчики силы // Датчики электрических и неэлектрических

величин: Сборник тезисов докладов 1-ой Международной науч.-тех.

конф.- Барнаул: Алтайский политехнический институт им. ,

1996.- Ч. 1.- С.68.

, Н, и др. Тензорезисторные датчики

силы повышенной точности // Приборы и системы управления.-1999.- №12.-С.25-28.

3.  , , Попов силы и их

применение в сило - и весоизмерительной технике: Учебное пособие для

студентов специальностей 190900 «Информационно-измерительная техника и

технологии», 130400 «Ракетные двигатели».-Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та,

2004.-92 с.

Гмурман вероятностей и математическая статистика. – М.: Высшая школа, 1999.