Объект: F2Signal

Библиотека: Signals

Имя на уровне решателя: Signals.F2Signal

Аннотация: Преобразователь разницы сил в сигнал

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	DOF1	Универсальный порт
2	Port2	DOF1	Универсальный порт
3	Port3	OSIGNAL	Сигнальный выходной порт

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	K	real	Коэффициент усиления сигнала		1
2	R	real	Внутреннее сопротивление датчика		1e-9

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_port3	Значение сигнала на порте (V)
2	X_port3	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
3	A_port3	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Преобразователь разницы сил в сигнал (F2Signal)

Преобразователь F2Signal предназначен для измерения и преобразования физической величины в выходной сигнал. Он всегда включается последовательно в исследуемую цепь. Применяется при исследовании постоянной действующей силы, электрического тока, гидравлического потока и других аналогичных воздействий. Поскольку преобразователь включён последовательно, через него проходит та же измеряемая величина (ток, усилие, расход), что и через исследуемую цепь. Внутреннее сопротивление датчика R при этом вносится в цепь последовательно и влияет на её параметры. Выходной сигнал формируется пропорционально измеряемой величине с коэффициентом усиления K. Датчик V фиксирует значение выходного сигнала физической величины.

Сила, уравновешивающая нагрузку, рассчитывается по формуле:

\[F_{\text{вых}} = K_{\text{датчика}} \cdot \left( K \cdot x(t) + Mu \cdot \frac{dx(t)}{dt} \right)\]

где:

• \(F_{\text{вых}}\) — выходной регистрируемый сигнал датчика

• \(K_{\text{датчика}}\) — коэффициент усиления сигнала компонента F2Signal

• \(K\) — значение упругости (жесткости) упругого тела К

• \(Mu\) — коэффициент вязкости элемента вязкого трения MU

• \(x(t)\) — перемещение (величина сжатия) упругого тела К

• \(\frac{dx(t)}{dt}\) — скорость сжатия элемента вязкого трения MU

Поскольку источник SFVO задает силу по линейному закону (от 1Н до 2Н за 1 секунду), исследуемая цепь начинает сжиматься с постоянной скоростью:

\[\frac{dx(t)}{dt} = 1 \text{ м/с}\]

Из-за этого элемент вязкого трения MU на протяжении всего расчета стабильно компенсирует силу величиной в 1Н:

\[1.0 \cdot 1 = 1 \text{ Н}\]

Во время \(t = 1\) секунда общая сила источника достигает 2Н. Так как элемент вязкого трения стабильно компенсирует 1Н силы, оставшаяся сила величиной 1Н воспринимается пружиной K. При ее жесткости \(K = 1.0\) величина сжатия становится равной строго 1м

\[x = \frac{1 \text{ Н}}{1.0 \text{ Н/м}} = 1 \text{ м}\]

\[F_{\text{вых}} = 1 \cdot (1.0 \cdot 1 + 1.0 \cdot 1) = 2 \text{ Н}\]

Начальные данные:

Исходный сигнал линейной формы LinearSource

A = 1 - Коэффициент пропорциональности сигнала

B = 1 - Смещение сигнала

Управляемый источник постоянной силы SFVO

K = 1 - Коэффициент пропорциональности сигнала

C = 0 - Коэффициент смещения сигнала

Параметры модели (F2Signal)

K = 1 - Коэффициент усиления сигнала

R = 1е-9 - Внутреннее сопротивление датчика

Параметры исследуемой цепи

MU = 1 - Коэффициент вязкости

K = 1 - Упругость в механике

end = 1 - Время интегрирования

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста

Рисунок 2 - F2Signal.Check