درک دقیق از پارتیشن دستگاه های آزمایش مواد

با توسعه مداوم فناوری ، مختلفدستگاه تست موادظهور بی پایان وجود دارد. در زیر مقدمه مفصلی برای تقسیم دستگاه های تست مواد توسط شرکت Jinan Hengsi Shanda Instrument Co. ، Ltd.

این تجزیه و تحلیل در مورد وضعیتی انجام می شود که سوئیچینگ دامنه هفت سرعته با استفاده از A/D 13 بیتی انجام می شود و وضعیتی که A/D 18 بیتی تقسیم نمی شود. به طور کلی ، درجه بندی در دستگاه تست به 100 ٪ ، 50 ٪ ، 20 ٪ ، 10 ٪ ، 5 ٪ ، 2 ٪ و 1 ٪ از مقیاس کامل تقسیم می شود. برای دستگاه های آزمایشی که از A/D 13 بیتی استفاده می کنند ، وضوح هر دنده 1/4095 از مقدار کامل هر دنده است (کشش دو طرفه و فشار در هر دو جهت به 4095 نسخه تقسیم می شوند). با استفاده از دستگاه آزمایش با دقت 0.5 به عنوان نمونه ، طبق استاندارد ، کد نمونه برداری از نقطه شروع اندازه گیری مؤثر آن باید به 400 کد برسد ، یعنی حدود 10 ٪ از مقدار کامل هر دنده است. طبق اصول فوق ، مقدار اندازه گیری مؤثر دنده کوچک دستگاه تست که از دنده تقسیم شده استفاده می کند 10 × 10 ٪ = 0.1 ٪ است و همپوشانی بین هر دنده بیشتر از 10 ٪ از مقدار کامل هر دنده است ، بنابراین کل اندازه گیری موثر می تواند به 0.1 ٪ -100 ٪ برسد. برای موردی که A/D 18 بیتی تقسیم نشده است ، وضوح آن 1/131072 £ از مقدار کامل است. با توجه به نقطه اندازه گیری مؤثر ، کد نمونه برداری باید به نیاز 400 کد برسد ، و نقطه کوچک (400/131072) × 100 ٪ = 0.3 ٪ از مقدار کامل است.

این فقط الزامات تعریف دقت نسبی دستگاه تست را برآورده می کند. همانطور که همه ما می دانیم ، داده های تست موجود در دستگاه تست از سنسورهای مختلف تهیه می شود و سنسورهای فعلی اساساً سنسورهای آنالوگ هستند و سیگنال های خروجی بسیار ضعیف هستند. این سیگنال قبل از انتقال به مقادیر دیجیتال توسط مبدل A/D برای پردازش پس از آن باید توسط تقویت کننده تقویت شود. جوهر درجه بندی تقویت سیگنال های خروجی سنسور است که نمایانگر دامنه های مختلف است (البته مقادیر خروجی نیز متفاوت هستند) با توجه به تقویت های مختلف به یک مقدار مجموعه یکپارچه ، و سپس از این مقدار یکپارچه تنظیم شده برای نشان دادن دامنه های مختلف استفاده می کنند. به عنوان نمونه بار را بگیرید: اگر خروجی مقدار کامل یک سنسور بار 20mV باشد و پس از تقویت 125 بار ، به ورودی کامل مبدل A/D از 2.5 ولت تبدیل شود ، سپس 2.5 ولت دامنه مقدار کامل دامنه بار را نشان می دهد. اگر ضریب تقویت با 10 بیت افزایش یابد و 1250 برابر شود ، پس از آن که سنسور در 1/10 از مقدار کامل قرار می گیرد ، یعنی خروجی تقویت کننده هنوز به ورودی کامل مبدل A/D از 2.5 ولت می رسد و در این زمان محدوده بار 1/10 از مقدار کامل است. از آنجا که منبع تغذیه کار تقویت کننده ها و سنسورها از اجزای مختلف الکترونیکی تشکیل شده است ، به ناچار جبران و رانش های مختلفی دارند. هنگامی که مدار مشخص شود ، این جبران ها و رانش ها نیز به آنها بستگی دارد و اساساً با تغییر ضریب تقویت تغییر نمی کنند. یعنی خروجی مقدار کامل تقویت کننده 2.5 ولت از دو بخش تشکیل شده است ، یکی بازتاب واقعی از مقدار واقعی اندازه گیری شده و دیگری یک مقدار ذاتی اساساً ثابت است. هنگامی که یک دنده کوچک انتخاب می شود ، مقدار اندازه گیری شده مربوط به این مقدار ذاتی به نسبت نسبت دنده کاهش می یابد. به عنوان مثال: هنگامی که 2.5 ولت با 100N مطابقت دارد ، جبران ذاتی و رانش 0.1 ولت خطای 100 × (0.1/2.5) = 4N را ایجاد می کند. با این حال ، اگر دنده 1/10 انتخاب شود ، یعنی وقتی 2.5 ولت با 10N مطابقت دارد ، جبران ذاتی و رانش 0.1 ولت فقط خطای 10 × (0.1/2.5) = 0.4n را ایجاد می کند. اگر بنفش تقسیم نشود ، این خطای ذاتی بدون توجه به اینکه مقدار داده اندازه گیری شده بزرگ یا کوچک است ، تغییر نمی کند و 100 × (0.1/2.5) = 4N است که برای اندازه گیری سیگنال های کوچک مساعد نیست.
از آنجا که صحت دستگاه تست به دقت نسبی نیاز دارد ، این دقت دارای خطاهای مجاز متفاوتی تحت مقادیر مختلف اندازه گیری است. مقدار خطای مجاز وقتی مقدار اندازه گیری زیاد باشد ، و مقدار خطای مجاز وقتی مقدار اندازه گیری کوچک باشد ، مقدار خطای مجاز اندک است. به عنوان مثال: هنگامی که مقدار بار در همان سطح 0.5 باشد ، وقتی مقدار اندازه گیری شده 100N باشد ، مقدار خطا 0.5 0.5 ٪ = 0.5n است و وقتی مقدار اندازه گیری شده 10N باشد ، مقدار خطا 0.5 × 0.5 = 0.05n است. ویژگی های درجه بندی دقیقاً با این نیاز سازگار است.

2، دستگاه تست مواددرجه بندی می تواند نیازهای سنسورها را کاهش داده و دقت و قابلیت اطمینان کل دستگاه را بهبود ببخشد.این در برخی از دستگاه های تست هدف خاص بسیار مهم است. سرعت نمونه برداری از دستگاه های تست مشترک خیلی زیاد نیست ، که تقریباً ده ها تا صدها بار در ثانیه است. با این حال ، در بعضی از موارد خاص ، مانند تست های برخورد ، تست های ضربه و آزمایش مواد شکننده ، میزان نمونه برداری مورد نیاز بسیار زیاد است ، از هزاران تا چندین مگابایت در ثانیه. از آنجا که دستگاه تست درجه بندی به طور کلی A/D را با رقم های پایین تر انتخاب می کند ، انواع مختلفی از A/D در این نوع A/D و طیف گسترده ای از گزینه ها وجود دارد. نوعی A/D با ساختار تبدیل موازی وجود دارد که برای این مناسبت بسیار مناسب است. برای دستگاههای آزمایش نشده ، از آنجا که از A/D از موقعیت بالا استفاده می شود ، این نوع A/D اساساً از مبدل های نوع ∑ استفاده می کند ، میزان تبدیل این نوع مبدل نسبتاً کم است و با افزایش نرخ تبدیل ، دقت تبدیل به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

3، ، نمونه برداری با سرعت بالا به راحتی قابل دستیابی است.این در برخی از دستگاه های تست هدف خاص بسیار مهم است. سرعت نمونه برداری از دستگاه های تست مشترک خیلی زیاد نیست ، که تقریباً ده ها تا صدها بار در ثانیه است. با این حال ، در بعضی از موارد خاص ، مانند تست های برخورد ، تست های ضربه و آزمایش مواد شکننده ، میزان نمونه برداری مورد نیاز بسیار زیاد است ، از هزاران تا چندین مگابایت در ثانیه. از آنجا که دستگاه تست درجه بندی به طور کلی A/D را با رقم های پایین تر انتخاب می کند ، انواع مختلفی از A/D در این نوع A/D و طیف گسترده ای از گزینه ها وجود دارد. نوعی A/D با ساختار تبدیل موازی وجود دارد که برای این مناسبت بسیار مناسب است. برای دستگاههای آزمایش نشده ، از آنجا که از A/D از موقعیت بالا استفاده می شود ، این نوع A/D اساساً از مبدل های نوع ∑ استفاده می کند ، میزان تبدیل این نوع مبدل نسبتاً کم است و با افزایش نرخ تبدیل ، دقت تبدیل به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

به نظر می رسد این یک مشکل است ، اما در مورد دوم مورد بحث قرار گرفته است.دستگاه تستاز نظر استاندارد ملی ، استاندارد ملی دقت نسبی را تصریح می کند ، که خود به وضوح بالایی از چرخ دنده های کوچک و وضوح پایین چرخ دنده های بزرگ نیاز دارد ، بنابراین برای بیشتر موارد استفاده مشکلی ندارد. به عنوان مثال: وزن دادن به ماشین زغال سنگ نیازی به وزن چند تن یا چند گرم ندارد ، در حالی که وزن طلا باید به چند هزارم گرم برسد.