Проектирование технических средств диагностирования. Этапы проектирования технических средств диагностирования

Можно выделить четыре основных этапа проектирования ТСД. Каждый этап отражает свойства и характеристики структуры ТСД, соответствующие рассматриваемому этапу и отличающиеся степенью детализации.

Первый этап, названный предварительным, предусматривает обоснование требований к проектируемым техническим средствам. Этот этап имеет определяющее значение для всех последующих этапов. Задача проектирования на этом этапе решается на основе системного подхода. Предварительный этап заканчивается разработкой технического задания на проектирование ТСД. Техническое задание определяет требования к ТСД, но не содержит рекомендаций о том, как эти требования могут быть реализованы в процессе проектирования и каких затрат потребует создание ТСД с требуемыми характеристиками.

На втором этапе проектирования вырабатываются основные принципы построения ТСД, общая структура и основные элементы, уточняются и контролируются требования к качеству ТСД и функции оператора, а также требуемые затраты. В конце этапа осуществляется ориентировочная оценка надежности и эффективности ТСД, что помогает исключить возможность грубых принципиальных ошибок при проектировании.

Третий этап соответствует техническому проектированию, при котором выбирается элементная база и разрабатываются принципиальная, монтажная схемы и другая техническая документация.

Четвертый этап предусматривает решение задач конструирования как отдельных блоков, так и технических средств целиком.

3. Методы измерения диагностических параметров: измерение массы и силы, размеров и положения.

1. Механические методы измерения массы:- гравитационное сравнение масс (взвешивание): гирное, коромысловое, - измерение силы гравитации: гироскопическое, упругое, пружинное.

2. Электромеханические методы измерения массы:- инерционный: измерение ускорения, измерение частоты, измерение объема и плотности;- магнитоэлектрические;- электродинамические;- электростатические (тензорезисторные, пьезоэлектрические и др.).

Наиболее распространенный метод - гравитационный, основанный на уравновешивании силы гравитационного притяжения тела к Земле некоторой другой силой и измерении последней. Метод разделяют на метод сравнения масс (гравитационное уравновешивание) и метод измерения силы гравитационного притяжения тела к Земле.

Другим, наиболее перспективным методом определения массы тела, является измерение силы тяжести, действующей на грузоприемное устройство.

Для измерения малых нагрузок, главным образом в лабораторных электромеханических весоизмерительных устройствах, используется компенсационный метод. Компенсационное весоизмерительное устройство содержит преобразователь измеряемой силы в перемещение, преобразователь перемещения в электрический сигнал, усилитель и силовой компенсатор, создающий необходимую противодействующую силу.

Основные методы измерения силы:1. Измерением ускорения тела с известной массой :посредством акселерометра; измерением амплитуды и частоты колебаний;2. Сравнением неизвестной силы с силой тяжести :непосредственным нагружением образцовыми гирями; посредством рычагов и образцовых гирь; посредством рычагов и маятника;3. Измерением упругой деформации тела, взаимодействующего с неизвестной силой :посредством датчиков перемещения;4. Сравнением неизвестной силы с силой взаимодействия тока с магнитным полем : посредством электродинамического силовозбудителя.

Одним из наиболее точных являются динамометры с вибрационно-частотными чувствительными элементами. Наибольшее распространение получили струнные и стержневые резонаторы; встречаются резонаторы в виде цилиндра.