Võimsuskarakteristikute mõõtmise meetodid. Jõu mõõtmise vahendid ja meetodid

Jõu määratlus sisaldub kaudselt Newtoni kolmes liikumisseaduses.

1. Iga keha on puhkeolekus või ühtlases ja sirgjoonelises liikumises, kuni mingid jõud ta sellest olekust välja viivad.

2. Tasakaalustamata jõud annab kehale kiirenduse selles suunas, milles see toimib. See kiirendus on võrdeline jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga.

3. Kui keha AGA mõjub kehale teatud jõuga AT, siis keha AT mõjub kehale sama, kuid vastupidise suunaga jõuga AGA.

Lähtudes Newtoni teisest seadusest, defineeritakse jõuühikut massi ja kiirenduse (F = ma) korrutisena. Newtoni teise seaduse sõnastus on veel üks. Keha impulss on võrdne tema massi ja liikumiskiiruse korrutisega, nii et ma on impulsi muutumise kiirus. Kehale mõjuv jõud on võrdne tema impulsi muutumise kiirusega. Tugevuse mõõtmiseks on erinevaid viise. Mõnikord piisab jõu tasakaalustamisest koormusega või määramisest, kui palju see vedru venitab. Mõnikord saab jõude arvutada muudest jälgitavatest suurustest, näiteks kiirendustest, kui kaaluda hüppamist või mürskude viskamist. Muudel juhtudel on kõige parem kasutada ühte paljudest elektriseadmetest, mida tuntakse mehhaaniliste elektriliste muunduritena. Need seadmed tekitavad rakendatud jõudude toimel elektrilisi signaale,

mida saab võimendada ja registreerida mis tahes kirje kujul ning teisendada jõuväärtusteks.

Inimese tegevuse tugevus sõltub konkreetse inimese seisundist ja tema tahtlikest pingutustest, see tähendab soovist näidata üht või teist jõudu, eriti maksimaalset jõudu, aga ka välistest tingimustest, eriti motoorsete ülesannete parameetrid, näiteks liigesenurgad keha bioahelates .

Peaaegu kõikide spordialade saavutused sõltuvad jõuomaduste arengutasemest ning seetõttu ka kontrolli- ja kontrollimeetoditest.

nende omaduste parandamisele pööratakse suurt tähelepanu.

Jõu mõõtmise viisid

Tugevuse kontrolli meetoditel on pikk ajalugu.

Esimesed mehaanilised seadmed, mis olid mõeldud inimjõu mõõtmiseks, loodi juba 18. sajandil. Tugevusomaduste kontrollimisel võetakse tavaliselt arvesse kolme näitajate rühma.

1. Põhilised: a) jõu hetkväärtused igal liikumishetkel (eriti maksimaalne jõud); b) keskmine tugevus.

2. Integraal, näiteks jõu impulss.

3. Diferentsiaal, näiteks jõugradient.

Maksimaalne tugevus on väga illustreeriv, kuid kiirete liigutuste puhul iseloomustab nende lõpptulemust suhteliselt halvasti (näiteks maksimaalse tõukejõu ja hüppe kõrguse korrelatsioon võib olla nullilähedane).

Mehaanikaseaduste järgi jõu mõju lõplik mõju, in

Eelkõige määrab keha kiiruse muutumise tulemusena saavutatud pingutuse jõu impulss. Kui jõud on konstantne, siis pulss on jõu korrutis selle kestusega Si = F∆t). Muudes tingimustes, näiteks löökide vastasmõjude korral, tehakse jõuimpulsi arvutused integreerimise teel, seetõttu nimetatakse indikaatorit integraaliks. Seega kõige informatiivsem jõuimpulss juures

põrutusliigutuste juhtimine (poksis, pallil jne).

Keskmine tugevus- see on tingimuslik näitaja, mis võrdub jõu impulsi jagamisega selle toime ajaga. Keskmise jõu kasutuselevõtt on samaväärne eeldusega, et kehale mõjus sama aja jooksul konstantne jõud (võrdne keskmisega).

Tugevusomaduste registreerimiseks on kaks võimalust:

1) ilma mõõtevahenditeta (sel juhul jõutreeningu taseme hindamine toimub maksimaalse raskuse järgi, mida sportlane on võimeline tõstma või hoidma);

2) mõõteseadmete – dünamomeetrite – kasutamine

või dünamomeetrid.

Kõik mõõtmisprotseduurid viiakse läbi koos kohustusliku

üldise füüsilise vormi kontrolli järgimine

metroloogilised nõuded. Samuti on vaja rangelt

vastama jõu mõõtmise erinõuetele

1) defineerida ja standardida korduvatel katsetel

keha (liigese) asend, milles mõõtmine toimub;

2) võtma momentide mõõtmisel arvesse kehaosade pikkust

3) arvestama jõuvektori suunda.

Tugevuse kontroll ilma mõõtmiseta seadmeid. Massispordis hinnatakse jõuomaduste arengutaset sageli võistlus- või treeningharjutuste tulemuste järgi. Kontrollimiseks on kaks võimalust: otsene ja kaudne. Esimesel juhul vastab maksimaalne tugevus maksimaalsele raskusele, mida sportlane suudab tõsta tehniliselt suhteliselt lihtsa liigutusega (näiteks lamades surumine). Teisel juhul ei mõõdeta mitte niivõrd absoluutset jõudu, kuivõrd kiiruse-tugevuse omadusi või jõuvastupidavust. Selleks kasuta harjutusi nagu paigast kaugus- ja kõrgushüpped, topispallide viskamine, jõutõmbed jne.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.Allbest.ru/

Sissejuhatus

1. Üldteave mõõdetud väärtuse kohta

2. Ülevaade mõõtesuuruse meetoditest

3. Induktiivmuunduri kirjeldus

3.1 Induktiivmuundurite määramatused

3.2 Induktiivmuundurite mõõteahelad

4. Konverteri põhiparameetrite arvutamine

5. Sillaahela arvutamine

6. Induktiivmuunduri vea määramine

Järeldus

Bibliograafia

Sissejuhatus

Mõõteandurid on tehnilised seadmed, mis teisendavad väärtusi ja moodustavad kanali mõõtmisteabe edastamiseks. Mõõtemuundurite seeriat sisaldava mõõteseadme tööpõhimõtte kirjeldamisel esitatakse see sageli funktsionaalse plokkskeemi (mõõteahela) kujul, mis kajastab selle üksikute osade funktsioone omavahel ühendatud sümboolsete elementide kujul. plokid.

Mõõtemuunduri peamised omadused on teisendusfunktsioon, tundlikkus, viga.

Mõõteandurid võib jagada kolme klassi: proportsionaalsed, funktsionaalsed ja töökorras.

Proportsionaalid on loodud sisendsignaali sarnaselt taasesitamiseks väljundsignaalis. Teine - mõne funktsiooni arvutamiseks sisendsignaalist; kolmas - saada väljundsignaal, mis on mõne diferentsiaalvõrrandi lahendus. Töötavad muundurid on inertsiaalsed, kuna nende väljundsignaali väärtus ei sõltu igal ajal mitte ainult sisendväärtusest. Aga ka selle väärtustest varasematel ajahetkedel.

Spetsiaalse mittestandardse mõõtevahendi projekteerimisel tuleks arvesse võtta olulisi juhtimiskorralduslikke ja tehnilisi vorme, tootmismahtu, mõõdetavate objektide omadusi, nõutavat mõõtetäpsust ning muid tehnilisi ja majanduslikke tegureid.

Meie puhul projekteeritakse ainult muundurit ja seetõttu võib mõnda neist teguritest tähelepanuta jätta. Me hoolime ainult antud parameetri nõutavast mõõtmistäpsusest. Iga mõõtmisülesanne algab primaarse muunduri - "anduri" - valikuga, mis on võimeline teisendama algteabe (mis tahes tüüpi deformatsioon, kinemaatilise liikumise parameeter, temperatuurimuutused jne) signaaliks, mida hiljem uuritakse. Esmane muundur on mõõtesüsteemi esialgne lüli. Antud kursusetöö muunduriks on induktiivne muundur.

1 . Kindralintelligentsusumbesmõõdetavsuurus

Jõud on vektorfüüsikaline suurus, mis näitab teiste kehade, aga ka väljade antud kehale avalduva löögi intensiivsust. Massiivsele kehale rakendatav jõud on selle kiiruse muutumise või selles deformatsioonide ja pingete tekkimise põhjuseks.

Jõudu kui vektorsuurust iseloomustab selle moodul, suund ja jõu rakenduspunkt. Kasutatakse ka jõu toimejoone mõistet, mis tähistab jõu rakenduspunkti läbivat sirget, mida mööda jõud on suunatud.

SI jõu ühik on njuuton (N). Newton on jõud, mis annab 1 kg massile selle jõu suunas kiirenduse 1 m / s 2.

Tehnilistel mõõtmistel on lubatud jõuühikud:

1 kgf (kilogramm-jõud) = 9,81 N;

1 tc (tonn-jõud) = 9,81 x 103 N.

Jõudu mõõdetakse dünamomeetrite, jõumõõtmismasinate ja presside abil, samuti koormate ja raskustega.

Dünamomeetrid - seadmed, mis mõõdavad elastsusjõudu.

Dünamomeetrid on kolme tüüpi:

DP - vedru,

DG - hüdrauliline,

· DE - elektriline.

Mõõdetud jõudude registreerimismeetodi järgi jagatakse dünamomeetrid järgmisteks osadeks:

suunamine - neid kasutatakse peamiselt püstikutele paigaldatud konstruktsioonides tekkivate staatiliste jõudude mõõtmiseks, kui neile mõjuvad välised jõud ja tõmbejõu mõõtmiseks toote sujuval liikumisel;

Auruvedurite ja traktorite veojõu määramiseks kasutatakse kõige sagedamini muutuvaid jõude registreerivaid loendamis- ja kirjutamisdünamomeetreid, kuna muutuvad jõud tekivad tugeva raputamise ja nende liikumise kiirendamisel vältimatute tõmbluste, samuti toote ebaühtlase koormuse tõttu.

Kõige levinumad on üldotstarbelised vedrunäidikdünamomeetrid.

Staatiliste tõmbejõudude mõõtmiseks mõeldud skaala lugemisseadmega üldotstarbeliste vedrudünamomeetrite peamised parameetrid ja mõõtmed on kehtestatud standardiga GOST 13837.

Mõõtmispiirid ja dünamomeetri viga tuleb määrata kahel viisil:

· arvutatud,

vastavalt tabelitele OST 1 00380.

Jõumõõtesüsteemides kasutatavad töömõõteriistad on toodud OST 1 00380-s.

Jõud on erinevat tüüpi: gravitatsiooniline, elektromagnetiline, reaktiivne, tuumajõud, nõrk vastastikmõju, inertsjõud, hõõrdejõud ja teised. Jõud tuleb mõõta laias vahemikus – 10 -12 N (van der Waalsi jõud) kuni 10N (löök, tõukejõud). Väikeste jõududega tegeletakse teadusuuringutes, juhtimissüsteemide täpsete jõuandurite katsetamisel jne. Jõud 1N kuni 1MN on tüüpilised seadmete testimisel ning jõudude määramisel sõidukites, veeremasinates jm. Mõnes masinaehituse, terase valtsimise ja kosmosetehnika valdkonnas on vaja mõõta jõudu kuni 50-100 MN. Jõu ja momentide mõõtevead tehnilistel mõõtmistel on 1--2%. Jõu mõõtmine taandatakse selliste füüsikaliste suuruste nagu rõhk, kiirendus, mass mõõtmisele, mille mõõtmisviga paljudel juhtudel ei tohiks ületada 0,001%.

2 . Ülevaademeetodidmõõdetavkogused

Kaasaegses tehnoloogias kasutatakse laialdaselt mitteelektriliste suuruste (temperatuur, rõhk, jõud jne) mõõtmist elektriliste meetoditega. Enamasti taanduvad sellised mõõtmised sellele, et mitteelektriline suurus muundatakse sellest sõltuvaks elektriliseks suuruseks (näiteks takistus, vool, pinge, induktiivsus, mahtuvus jne), mille mõõtmisel see muutub. võimalik määrata soovitud mitteelektriline kogus.

Seadet, mis muudab mitteelektrilise suuruse elektriliseks, nimetatakse anduriks. Andurid jagunevad kahte põhirühma: parameetrilised ja generaatorid. Parameetrilistes andurites põhjustab mitteelektriline suurus mõne elektrilise või magnetilise parameetri muutumise: takistus, induktiivsus, mahtuvus, magnetiline läbilaskvus jne. Vastavalt tööpõhimõttele jaotatakse need andurid takistusanduriteks, induktiivseteks, mahtuvuslikeks jne. .

Eps on laialdaselt kasutusel seadmed mitmesuguste mitteelektriliste suuruste mõõtmiseks elektriliste meetoditega. ja vedurid. Sellised seadmed koosnevad anduritest, mõnest elektrilisest mõõteseadmest (galvanomeeter, millivoltmeeter, milliampermeeter, logomeeter jne) ja vahelülist, mis võib sisaldada elektrisilda, võimendit, alaldit, stabilisaatorit jne.

Jõumuutus tasakaalustamise meetodil

Meetod põhineb mõõdetud jõu tasakaalustamisel pöördelektromehaanilise muunduri, enamasti magnetoelektrilise, tekitatava jõuga, samuti dünaamilises süsteemis tekkiva reaktsioonijõuga. Selliste jõudude hulka kuuluvad tsentripetaaljõud, inertsjõud võnkuva liikumise ajal, güroskoopiline moment.

Paljutõotav viis suurte jõudude (alates 105 N ja rohkem) mõõtmiseks suure täpsusega instrumentide loomiseks on ülijuhtivate mähistega elektrodünaamiliste pöördjõumuundurite kasutamine, mis võimaldavad reprodutseerida jõudu kuni 107-108 N veaga 0,02- 0,05%.

Güroskoopiline jõudude mõõtmise meetod põhineb güroskoobi raami pretsessiooni nurkkiiruse mõõtmisel, mis toimub güroskoopilise momendi mõjul, mis tasakaalustab mõõdetud momendi või mõõdetud jõu poolt tekitatud momenti. See meetod on leidnud rakendust kaalumistehnoloogias.

Reaktsioonijõu määrab üheselt süsteemi geomeetria, kiilude massid ja nende pöörlemise sagedus. Seega, kui mõõteseadme parameetreid ei muudeta, määratakse mõõdetud jõud Fx mootori pöörlemiskiirusest.

Jõu meetod

See põhineb mitteelastse või elastse tundliku elemendi poolt tekitatud jõu või jõudude momendi sõltuvusel rakendatavast rõhust. Selle meetodi kohaselt ehitatakse kahte tüüpi instrumente ja rõhuandureid:

Otsese muundamise võimsusandurid, milles tundliku elemendi poolt tekitatud jõud muundatakse elektrimuunduri abil elektriliseks suuruseks

Jõukompensatsiooniga instrumendid ja andurid, milles sensorelemendi poolt tekitatav jõud tasakaalustatakse kompenseeriva elemendi tekitatava jõuga. Sõltuvalt kompenseerimisseadme tüübist võib väljundsignaal olla voolu-, lineaar- või nurknihe.

Jõu, mehaaniliste pingete mõõtmine

Jõuandurid võib jagada kahte klassi: kvantitatiivsed ja kvalitatiivsed.

Kvantitatiivsed andurid mõõdavad jõudu ja esindavad selle väärtust elektriühikutes. Selliste andurite näideteks on pöördemomendi elemendid ja deformatsioonimõõturid.

Kvalitatiivsed andurid on läviseadmed, mille funktsioon ei ole jõu väärtuse kvantifitseerimine, vaid teatud rakendatud jõu taseme ületamise tuvastamine. See tähendab, et esimesel juhul räägime mõõtmisest ja teisel juhul jõu või mehaanilise pinge juhtimisest. Sellised seadmed on näiteks pingeandurid ja arvuti klaviatuur. Objektide liikumise ja asukoha tuvastamiseks kasutatakse sageli kvaliteetseid andureid.

Jõu mõõtmise meetodid võib jagada järgmistesse rühmadesse:

* tundmatu jõu tasakaalustamine teadaoleva massiga keha raskusjõu toimel;

* teadaoleva massiga keha kiirenduse mõõtmine, millele jõud rakendatakse;

* tundmatu jõu tasakaalustamine elektromagnetilise jõu abil;

* jõu muutmine vedeliku rõhuks ja selle rõhu mõõtmine;

* süsteemi elastse elemendi tundmatu jõu poolt põhjustatud deformatsiooni mõõtmine.

Enamik andureid ei muuda jõudu otseselt elektriliseks signaaliks. See nõuab tavaliselt mitut vaheetappi. Seetõttu on jõuandurid reeglina komposiitseadmed. Näiteks jõuandur on sageli jõu-nihke muunduri ja asendi (nihke) detektori kombinatsioon. Kaalude ehitamise põhimõtted on taandatud jõu mõõtmisele. Rakendatav jõud mõjub primaarsele andurile (andurile), mis koosneb elastsest elemendist ja elastse elemendiga mehaaniliselt ühendatud deformatsioonimuundurist ning muudab selle deformatsiooni elektriliseks signaaliks.

Praegu on kaalumistehnoloogias rakendust leidnud järgmist tüüpi muundurid:

1. Reostaatmuundurid. Nende töö põhineb reostaadi takistuse muutumisel, mille mootor liigub jõu mõjul.

2. Juhtmemuundurid (pingekindlus). Nende töö põhineb traadi takistuse muutumisel selle deformatsiooni ajal.

4. Induktiivmuundurid. Muunduri induktiivsuse muutus selle ühe osa asendi muutumisest mõõdetud väärtuse mõjul. kasutatakse detaili jõu, rõhu, lineaarse nihke mõõtmiseks.

5. Mahtuvuslikud muundurid. Anduri mahtuvuse muutus mõõdetud mitteelektrilise suuruse toimel: jõud, lineaar- või nurknihke rõhk, niiskusesisaldus jne.

Vastavalt tööpõhimõttele jagatakse generaatori muundurid rühmadesse:

1. Induktsioonmuundurid. Nende töö põhineb mõõdetud mitteelektrilise suuruse, nagu kiirus, lineaarne või nurknihe, muutmisel indutseeritud emf-iks.

3. Piesoelektrilised muundurid. Piesoelektriline efekt, s.o. emf esinemine. mõnes mehaaniliste jõudude mõju all olevates kristallides kasutatakse nende jõudude, rõhu ja muude suuruste mõõtmiseks.

3 . Kirjeldusinduktiivnemuundur

Mitteelektriliste suuruste tehnilistel ja teaduslikel mõõtmistel kasutatakse laialdaselt parameetriliste andurite rühma kuuluvaid induktiivmuundureid. Need erinevad konstruktiivse lihtsuse, töökindluse ja madala hinna poolest. Lisaks ei vaja nad oma tööks keerulisi sekundaarseid seadmeid.

Induktiivne muundur on drossel, mille induktiivsus muutub sisendväärtuse (mõõdetud) mõjul. Mõõtetehnoloogias kasutatakse muutuva õhuvahega andurite konstruktsioone ja solenoid- (või kolb-) andureid, mida käesolevas töös uuritakse.

Muutuva õhuvahega induktiivne muundur on skemaatiliselt näidatud joonisel fig. 1. See koosneb U-kujulisest magnetahelast 1, millele on asetatud mähis 2, ja liigutatavast armatuurist 3. Armatuuri liikumisel muutub õhupilu pikkus ja sellest tulenevalt ka magnettakistus. See põhjustab muunduri L magnettakistuse ja induktiivsuse muutumise. Teatud eeldustel saab muunduri induktiivsust arvutada valemi (1) abil:

Riis. 1. Muutuva õhuvahega induktiivmuunduri konstruktsioon (1 - U-kujuline magnetahel, 2 - mähis, 3 - armatuur): a) üksikmuundur; b) diferentsiaalmuundur

kus w on pooli keerdude arv, µ o = 4 10 7 H/m on magnetkonstant, µ on terase magnetkonstant, on magnetvoo ristlõike pindala õhupilus, on terase magnetvälja joone keskmine pikkus.

Ühekordsetel induktiivmuunduritel on mitmeid puudusi, eelkõige nende teisendusfunktsioon on mittelineaarne, neil võib olla suur aditiivne viga, mis on põhjustatud mähise aktiivtakistuse temperatuurimuutusest ja mitmed teised.

Nendel puudustel puuduvad diferentsiaalmuundurid, mis on kaks ühtse armatuuriga muundurit. Joonisel fig. 1b kujutab diferentsiaalset induktiivset muundurit, mis koosneb kahest joonisel fig. 1a.

Liigutades armatuuri näiteks vasakule, suureneb induktiivsus L ja teine ​​induktiivsus L2 väheneb.

Riis. 2. Induktiivse varbmuunduri (1 - mähis, 2 - kolb) konstruktsioon: a) üksikmuundur; b) diferentsiaalmuundur

Teist tüüpi induktiivmuundurid on kolbmuundurid. Joonisel fig. 2a kujutab üht kolvimuundurit, mis on mähis 1, millest saab pikendada ferrimagnetilist südamikku 2 (kolb). Kolvi keskmises asendis on induktiivsus maksimaalne.

Kahest ühest kolb-tüüpi muundurist koosnev diferentsiaalmuundur on skemaatiliselt näidatud joonisel fig. 2b. 3 ka siin, kui kolvi liigutada, väheneb üks induktiivsus ja teine ​​suureneb.

Induktiivmuundurite kasutamisel ei ole väljundsuurus tavaliselt mitte induktiivsus kui selline, vaid muunduri reaktants Z, mis, kui jätta aktiivkomponent tähelepanuta, on võrdne Z = jwL.

3.1 Veadinduktiivnemuundurid

Induktiivmuundurite vead tulenevad peamiselt nende takistuste aktiivkomponendi muutumisest. See viga on aditiivne ja väheneb sildahelate korral. Lisaks muutub temperatuuri muutumisel terase magnetiline läbilaskvus, mis toob kaasa täiendava muutuse aditiivses ja kordivas osas. Toitepinge ja selle sageduse muutused põhjustavad ka tundlikkuse muutusi ja multiplikatiivsete vigade ilmnemist.

Induktiivsete andurite vigade hulgas võib eristada järgmist:

1.1) Temperatuuritingimustest tingitud viga. See viga on juhuslik ja seda tuleb hinnata enne, kui andur hakkab tööle. Viga tuleneb asjaolust, et anduri komponentide teatud parameetrid sõltuvad temperatuurist ja üsna tugeva kõrvalekaldega normist ühes või teises suunas võib viga olla väga muljetavaldav.

1.2) Viga armatuuri tõmbejõu toimest

1.3) Teisendusfunktsiooni lineaarsusviga

Induktiivmuundurite töötamisel sillaahelates tekib tõrge silla toiteallika pinge ja sageduse ebastabiilsuse, samuti toitepinge kõvera kuju muutumise tõttu. Induktiivsete MT-de omaduste parandamiseks kasutatakse diferentsiaalmuundureid (nende konstruktsioon on näidatud joonisel 1b) Diferentsiaalmuundurid võivad oluliselt vähendada vigu, suurendada tundlikkust ja suurendada karakteristiku lineaarlõiget.

3.2 Mõõtmineketidinduktiivnemuundurid

Sillad induktiivpoolide induktiivsuse ja kvaliteediteguri mõõtmiseks. Induktiivpool, mille parameetreid mõõdetakse, sisaldub nelja haru silla ühes harus, näiteks esimeses harus:

Silla tasakaalustamiseks peab vähemalt üks ülejäänud jalg sisaldama reaktiivsust induktiivsuse või mahtuvuse kujul.

Eelistatakse konteinereid, kuna. induktiivpoolid on tootmistäpsuse poolest madalamad kui kondensaatorid, kuid on palju kallimad. Sellise silla skeem on näidatud joonisel fig. 3

Riis. 3. Sild induktiivpoolide parameetrite mõõtmiseks

Kui sild on tasakaalus, on see vastavalt üldisele tasakaaluvõrrandile tõsi. Võrdsustades reaalse ja imaginaarse osa eraldi, saame kaks tasakaalutingimust:

Sellist silda tasakaalustab reguleerimine ja. Väärtus on võrdeline induktiivsusega ja - mõõdetud mähise kvaliteediteguriga. Vaadeldava skeemi puuduseks on silla halb konvergents madala kvaliteediteguriga poolide parameetrite mõõtmisel. Kui Q = 1, on tasakaalustamise protsess juba keeruline ja kui Q< 0,5 уравновешивание моста практически невозможно.

jõu mõõtmise induktiivne muundur

4 . Arvutusmajorparameetridmuundur

On vaja välja töötada andur, mille jaoks on antud mõõtevahendi järgmised omadused:

Mõõdetud väärtus: jõud;

Mõõdetava parameetri väärtus: 70-120 kN;

Mõõtmisviga: 0,25%

Väljundsignaali tüüp: elektriline signaal

Andur: induktiivne

Kursusetööks valime ühe muutuva õhuvahega induktiivmuunduri, kuna seda iseloomustavad mõõtmised vahemikus 0,01 kuni 10 mm, mis võimaldab mõõta antud parameetrit.

Kujutagem selle seadme plokkskeemi joonisel 4. Väljundsignaal saadakse vahelduvpingena, mis on võetud südamikule 1 asetatud mähise 2 vooluringis sisalduvast koormustakistusest R H. Toide saadakse vahelduvpinge U. Sisendsignaali toimel liigub armatuur 3 ja muudab pilu:

Riis. 4 - muutuva õhuvahega üksik induktiivne muundur

Arvutame välja arendatud anduri raami peamised parameetrid:

Materjal - täppissulam 55 VTYu;

Poissoni koefitsient - 0,295;

Elastsusmoodul - 11 * N / \u003d 1,1209 * kgf /;

Laske membraani raadius;

24,77 MPa = 2,43 kgf;

42,46 MPa = 4,17 kgf.

Arvutage membraani paksus valemiga (2)

h = 0,0408 cm;

Valemi (3) abil määrame membraani minimaalse ja maksimaalse läbipainde

P = 0,044 cm;

P = 0,076 cm;

Valemi (4) abil arvutame induktiivsuse membraani maksimaalse läbipainde juures.

Õhupilu läbilõikepindala;

Õhu magnetiline läbilaskvus;

Muutuv õhuvahe pindala.

Saadud andmed esitatakse tabelis 1 ja kuvatakse graafikul sõltuvus (Р) (joonis 5) ja sõltuvus L(Р) (joonis 6):

Tabel 1

Induktiivmuunduri arvutamine

Riis. 5 – sõltuvus (P)

Riis. 6 – sõltuvus L(P)

5 . Arvutuskõnniteeskeem

Maxwelli sild – süü on näidatud joonisel (3)

Võtame = 800 oomi;

Arvutage induktiivsuse minimaalse ja maksimaalse väärtuse juures.

6 . Definitsioonveadinduktiivnemuundur

Induktiivse anduri informatiivse võime määrab suuresti selle viga mõõdetud parameetri teisendamisel. Induktiivse anduri koguviga koosneb suurest hulgast komponentivigadest, nagu näiteks karakteristiku mittelineaarsusest tulenev viga, temperatuuriviga, väliste elektromagnetväljade mõjust tulenev viga, magnetoelastsest efektist tulenev viga, ühenduskaabli jm viga.

Ampermeetri viga on võrdlusandmetel 0,1%, silla viga 0,02%.

0,25 - (0,02 + 0,1) = 0,13%;

Induktiivse anduri viga määratakse valemiga (1):

Leiame vajalikud muutujad.

0,065*24,77=1,61 MPa;

169,982 mH.

Saadud andmed asendame avaldisega (6) ja leiame induktiivse anduri vea:

Võrdleme saadud viga antud veaga

0,23% < 0,25%

Seega ei ole tekkiv viga suurem kui määratud, mistõttu järeldame, et väljatöötatud süsteem vastab nõuetele.

Järeldus

Kursusetöö oli pühendatud lähteülesande nõuetele vastava induktiivmuunduri jõu mõõtmise meetodi väljatöötamisele. Projekteerimise käigus uuriti erinevaid jõu mõõtmise meetodeid, mille põhjal töötati välja saadud meetod selle parameetri mõõtmiseks.

Tehti ülevaade jõu mõõtmise meetoditest, valiti sobiv meetod mõõdetavasse piirkonda, arvutati anduri põhiparameetrid ja arvutati välja saadud meetodi viga jõu mõõtmiseks.

Seega said kursusetöö valmimise käigus läbitud kõik tehnilise ülesande punktid ning töötati välja meetod vastava parameetri mõõtmiseks, mis vastab sellele esitatud nõuetele.

Nimekirikirjandust

1. Meizda F. Elektroonilised mõõteriistad ja mõõtmismeetodid: Per. alates eng. M.: Mir, 1990. - 535 lk.

2. Brindley K.D. Mõõtemuundurid. M.: Elekter, 1991. - 353 lk.

3. Spector S.A. Füüsikaliste suuruste elektrilised mõõtmised: Mõõtmismeetodid: Õpik ülikoolidele. L.: Energoatomizdat, 1987. - 320 lk.

4. Levšina E.S. Füüsikaliste suuruste elektrilised mõõtmised. M.: Mir, 1983 - 105 lk.

Majutatud saidil Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

Mõõtekanali väljatöötamine tehnoloogilise paigaldise füüsikalise parameetri jälgimiseks: tehniliste mõõtmisvahendite valik, mõõtekanali, drosselseadme, vooluavade ja automaatse potentsiomeetri vea arvutamine.

kursusetöö, lisatud 03.07.2010


Sild ja kaudsed meetodid alalisvoolu takistuse mõõtmiseks. Resonants-, sild- ja kaudsed meetodid induktiivpooli parameetrite mõõtmiseks. Kondensaatori parameetrite mõõtmise ülesande lahendamine homogeense silla abil.

test, lisatud 04.10.2013


Vooluahela voolutugevuse mõõtmise omadused ampermeetri abil. Meetod voolutugevuse arvutamiseks elektriahela hargnemata osas vastavalt esimesele Kirchhoffi seadusele, kontrollides selle õigsust. Ahela parameetrite absoluutsete ja suhteliste vigade analüüs.

laboritööd, lisatud 12.01.2010


Rõhu mõõtmiseks kasutatavate andurite peamised tüübid, seade, tööpõhimõte. Nende eelised ja puudused. Piesoelektrilise muunduri väljatöötamine. Selle struktuuriskeemi elemendid. Konversioonifunktsioonide arvutamine, seadme tundlikkus.

kursusetöö, lisatud 16.12.2012


Mõõteseadme valik parameetrite tolerantsi kontrollimiseks. Mõõtmistulemuse välistamata usaldusvea usalduspiiride määramine. Digitaalsete universaalsete voltmeetrite ja nende komponentide eesmärk ja tööpõhimõte.

Kursitöö, lisatud 14.04.2019


Seadmed valgustuse taseme mõõtmiseks. Mõõtmistehnika väljatöötamine. Valgustuse määramine seleeni fotosilma abil. Valgustuse mõõtmine Yu117 luksmeetriga. Mõõtmisvea määramine. Seadme ulatus ja toimimine.

kursusetöö, lisatud 05.05.2013


Mõõtevahendite klassifitseerimine ja nende vigade määramine. Newtoni seaduste ülevaade. Fundamentaalsete vastastikmõjude, gravitatsiooni- ja tasakaalujõudude karakteristikud. Gravimeetrite, dünamomeetrite, survejõu mõõtmise seadme kirjeldus.

kursusetöö, lisatud 28.03.2010


Otsesed ja kaudsed pinge ja voolu mõõtmised. Ohmi seaduse rakendamine. Otsese ja kaudse mõõtmise tulemuste sõltuvus regulaatori pöördenurga väärtusest. Alalisvoolu kaudse mõõtmise absoluutvea määramine.

laboritööd, lisatud 25.01.2015


Magnetoelektrilised mõõtemehhanismid. Aktiivse takistuse kuni 1 Ohm kaudse mõõtmise meetod ning süstemaatilise, juhusliku, komponent- ja kogumõõtmisvea hindamine. Vahendid mitteelektrilise füüsikalise suuruse (rõhu) mõõtmiseks.

kursusetöö, lisatud 29.01.2013


Tensomõõturite parameetrid ja omadused, deformatsiooniteisendus. Funktsiooni ja ülekandeteguri arvutamine, võttes arvesse otsa- ja kontaktsektsiooni mõju. Mõõtemooduli parameetrite määramine. Seadme transport, paigaldus ja ladustamine.

Jõudu kutsutakse objektide interaktsiooni protsessi kvantitatiivne tunnus (näiteks hõõrdejõud).

Mõiste "mass" iseloomustab inerts objektid ja nende gravitatsioonivõime.

Mõõtmisel ei tee nad tavaliselt vahet massil (ainehulgal) ja kaalul – keha külgetõmbejõul Maa poolt (gravitatsioonijõud), seetõttu kasutatakse jõu ja massi-kaalu mõõtmiseks samu mõõtmismeetodeid.

Nimetatakse seadmeid massi mõõtmiseks objekti gravitatsioonivõime järgi kaalud. Jõu mõõtmine toimub abil dünamomeetrid. Jõumõõteriistade jaotus kaaludeks ja dünamomeetriteks on tingitud sellest, et gravitatsioonijõu vektori suund on ruumis rangelt määratletud. Seda asjaolu võetakse arvesse gravitatsioonijõu mõõtmise instrumentide projekteerimisel, samuti kaalu ettevalmistamisel tööks. Eelkõige näeb kaalude konstruktsioon ette tasemed ja lood, mis võimaldavad teil neid vajaliku täpsusega horisontaalasendisse seada. Dünamomeetrite tööasend võib olla mis tahes - peaasi, et mõõtejoon langeb kokku jõuvektori suunaga. Sellises olukorras saab kaalusid kasutada mittegravitatsioonijõu mõõtmiseks ja dünamomeetrite abil kaalu määrata. Seega on jõumõõteriistade jaotus kaaludeks ja dünamomeetriteks määratud nende otstarbe järgi.

Tugevuse mõõtmine.Üldjuhul koosnevad dünamomeetrid jõuandurist - elastselt deformeeruvast elemendist, vajadusel pingemuundurist ja näidikuseadmest.

Dünamomeetrid (dünamomeeter kreeka keelest dynamis - jõud ja arvesti) on valmistatud kolme tüüpi: DP - vedru, DG - hüdrauliline, DE - elektriline.

Elastsete elementide disainilahendusi saab liigitada sõltuvalt realiseeritud deformatsiooni tüübist: surve- või tõmbedeformatsiooni, paindedeformatsiooni, nihkedeformatsiooni ja segadeformatsiooni kasutamine (joonis 61)

Dünamomeetrilised pingutus- või survevedrud on tavaliselt valmistatud tahke või õõnsa silindri kujul, mõnikord ka ristkülikukujulise varda kujul (10 kN kuni 1 MN).

Joonis 61. Jõumuundurid deformatsiooniks: a) kokkusurumine, b) painutamine, c) nihke, d) segatud

Paindedeformatsioon realiseerub ka elastsetes elementides, mis on valmistatud radiaalselt paigutatud talade, rõngaste, membraanide, raamide jne süsteemi kujul. (10 N kuni 10 kN - töövahendid). Rõngaselementidele kuni 2 MN.

Kompleksse elastse elemendiga dünamomeetrid (joonis 3d) on mõeldud konversioonikarakteristiku lähendamiseks lineaarsele ning neid kasutatakse laialdaselt töö- ja võrdlusmõõteriistadena.

Mehaanilisi dünamomeetreid kasutatakse ainult staatiliste jõudude mõõtmiseks. Anduri elemendi deformatsiooni (0,1 - 2 mm) mõõdetakse näidiku või näidikupeaga. Mehaanilised dünamomeetrid on kaubanduslikult saadaval koormustele kuni 10 MN. Täpsusklass ulatub 0,1 - 2% -ni.

Suure jäikusega elastsete elementide (varraste) jaoks kasutatakse deformatsiooniresistentseid ja stringmuundureid, mis muudavad deformatsiooni elektriliseks signaaliks. Madala jäikusega (rõngas, elastsed talaelemendid) on kasutatavad mahtuvuslikud, induktiiv- ja muud muundurid.

Elektriliste dünamomeetrite hulgas on pingeandurid suurima tähtsusega. Nende kasutusala on 5 N kuni 10 MN ja rohkem. Selliste dünamomeetrite tundlik element on valmistatud varda, toru, radiaalselt koormatud rõnga, topelttala, konsool-torsioontala jne kujul. Tundlikule elemendile liimitud tensoandur registreerib tõmbepingeid – kokkusurumine, painutamine, vääne, nihke. Tensomõõturiga dünamomeetrid sobivad nii staatilisteks kui dünaamilisteks mõõtmisteks.

Stringidünamomeetrites kasutatakse stringi tensomõõturit. Tundlik element on ferromagnetiline string, mis asub piki elastse õõnsa silindri telge ja on sellega ühendatud kahe tasapinnaga. Kui silindrile rakendatakse deformatsiooni tõttu koormust, muutuvad samaaegselt nii nööri pinge kui ka selle elektromagneti poolt ergastavate vibratsioonide sagedus. Omavõnkesagedus mõjutab pinge väärtust mõõtepooli klemmidel ja on koormuse mõõt. Jõuvahemik 200 N kuni 5 MN. Täpsusklass 1%.

Suurte koormuste (kuni 50 MN) mõõtmisel kasutatakse magnetoelastseid muundureid.

Magnetoelastsed dünamomeetrid põhinevad ferromagnetilistel materjalidel (näiteks raua-nikli sulamid), mis muudavad nende magnetilist läbilaskvust tõmbe- või survejõu mõju suunas. Magnetoelastset dünamomeetrit saab valmistada pehmest magnetmaterjalist valmistatud suletud südamikuga mähise kujul. Koormamisel tekkivat induktiivsuse muutust saab mõõta elektriliste meetoditega (joonis 62). Magnetoelastsete dünamomeetrite täpsusklass on 0,1 kuni 2%.

Riis. 62. Magnetoelastse dünamomeetri kaasamise skeem

Piesoelektrilisi dünamomeetreid kasutatakse dünaamiliste ja kvaasistaatiliste jõudude mõõtmiseks (staatiliste jõudude jaoks ei sobi). Täpsusklass 1%.

Jõu mõju saab teisendada rõhu muutuseks (hüdraulilised dünamomeetrid). Hüdraulilise jõu mõõtmise süsteem sisaldab täielikult suletud kambriga andurit ja näidikuseadet. Kolvile mõjuv jõud tekitab survet. Põhimõtteliselt saab näidikuseadmena kasutada kõiki manomeetereid (manomeetrid). Kõige sagedamini kasutatakse mehaanilisi seadmeid. Nimijõud 200 N kuni 20 MN. Täpsusklass 1 - 2%.

Dünamomeetri vead on tingitud järgmistest põhjustest: konversioonikarakteristiku mittelineaarsus, selle reprodutseeritavus, hüsterees, tundlikkuse ja nullasendi temperatuurisõltuvus, roome (elastne järelmõju).

Peamised parameetrid ja mõõtmed üldotstarbelised dünamomeetrid, skaala ja digitaalse lugemisseadmega vedru, mis on ette nähtud staatiliste tõmbejõudude mõõtmiseks, kehtestab GOST 13837 “Ülddünamomeetrid. Spetsifikatsioonid".

Standardis sätestatud dünamomeetrite mõõtepiirid: suurim 0,10 kuni 500 kN, väikseim - 0,1 suurimast piirist.

GOST 13837-79 näeb ette 0,5, 1 ja 2 täpsusklassi dünamomeetrite valmistamise. Täpsusklass määratakse dünamomeetri maksimaalse lubatud põhiveaga, mis on esitatud vähendatud veana. Normaliseeriv väärtus on sel juhul võrdne suurima mõõtmispiiriga.

Dünamomeetrite lisavea piirid, mis on põhjustatud ümbritseva keskkonna temperatuuri muutustest tavatingimustest erineva töötemperatuuri vahemikus, on järgmised: mitte rohkem kui 0,5 põhiveast iga 10 ° C kohta - 1. klassi dünamomeetrite puhul; mitte rohkem kui 0,25 põhiveast iga 10 ° C kohta - 2. klassi dünamomeetrite puhul.

Jõumuundurite kalibreerimiseks, taatlemiseks ja kalibreerimiseks kasutatakse jõumõõtmismasinaid / -seadmeid, samuti mõõteriistu, mis sisaldavad võrdlusdünamomeetrit ja jõureguleerimisseadmeid (pressid). Vastavalt nende funktsionaalsele otstarbele nimetatakse loetletud seadmeid jõumeetmeteks.

Jõumõõtmismasinad/paigaldised võimaldavad teil reprodutseerida mis tahes jõu väärtusi kindlaksmääratud vahemikus või mitut diskreetset väärtust.

Olenevalt konstruktiivsest teostusest on olemas otselaadimismasinad, jõukordisti paigaldised (hoob, hüdraulilised ja kiilukujulised) ja jõujaotuspaigaldised.

Otsene laadimine toimub raskuste ja Maa gravitatsioonijõu abil.

Jõukordisti paigaldiste loomine on tingitud asjaolust, et suurte jõuväärtuste korral põhjustab otsene laadimine vigade ja metallikulu suurenemist ning kõrgeid majanduskulusid. Kuid isegi jõukordaja paigaldiste puhul määratakse jõu väärtus algselt raskuste abil, mis seejärel ebavõrdsete hoobade abil suureneb ( kuni 1MN), erinevate efektiivsete alade kolvipaare ( kuni 10 MN) või kiiluefekt (kuni 5 MN?).

Jõu vähendamiseks võib kasutada samu konstruktsioonilahendusi, mis selle suurendamisel, kuid ülekandearvuga alla 1. Selline lahendus ei ole aga majanduslikult tasuv ja piiratud funktsionaalsusega. Jõu jagamiseks on kõige vastuvõetavam lahendus aerostaatilises vedrustuses riputatud silindrilise massi telje kaldenurga muutmisega seade (joonis 63).

Jõuseadistusseadmetena kasutatakse kruvi, hooba, hüdraulilist, elektromehaanilist jne. pressid. Üks peamisi nõudeid jõu seadistusvahenditele on jõu seatud väärtuse püsivus ajas.

Massi mõõtmine. Kaalumisel võrreldakse gravitatsioonijõudu teadaoleva jõuga, mis tekib järgmistel viisidel:

Teadaoleva massiga koormuse järgi (klassikaline meetod);

Vedru pinge/surve (vedru tasakaal)

Jäikade elastsete elementide deformatsioon (deformatsioone mõõdetakse elektriliste meetoditega (elektromehaanilised kaalud);

Pneumaatiline või hüdrauliline seade (õhu- või vedelikurõhu mõõtmine);

Elektrodünaamiliselt solenoidmähise abil konstantses magnetväljas (mõõdetud väärtuseks on vool);

Keha sukeldamine vedelikku (kastmise sügavus oleneb keha massist).

Selles ühenduses eristada skaalasid mehaaniline (hoob, vedru, kolb), elektromehaaniline (mahtuvus-, deformatsioonitakistus-, induktiiv- ja piesoelektriliste nihke- või deformatsioonimuunduritega), optilis-mehaaniline (peegli või interferentsi osutusseadmega), radioisotoop (neeldumine ja hajutatud kiirgus). Peamised kasutusalad on mehaanilised ja elektromehaanilised kaalud.

Staatilise kaalumise kaalude nõuded on kehtestatud standardiga GOST 29329-92.

Staatilise kaalumise kaalud klassifitseeritakse järgmiste kriteeriumide alusel.

Kasutusala järgi(tööotstarbelised) kaalud jagunevad: vagun; käru; autotööstus; monorelss; kraana; kaup; kariloomade kaalumiseks; inimeste kaalumiseks; lift; piima kaalumiseks; pagas; kauplemine; meditsiiniline; postikulu.

Kaalumise täpsusega Täpsuskaalud jagunevad 4 klassi: 1. klass - erilise täpsusega skaalad; 2 klass - kõrge täpsus; 3. aste - keskmine täpsus; 4. hinne – normaalne täpsus. Standard GOST 29329 - 92 kehtib keskmise ja tavapäraste täpsusklasside mitteautomaatsete kaalude kohta.

Paigaldusmeetodi järgi tegutsemiskohas jagunevad kaalud: sisseehitatud, mortise kaalud (survekaalud on mobiilsed kaalud, mille platvorm on ruumi põrandaga samal tasapinnal), põranda-, laua-, mobiil-, rippkaaludeks, paigal.

Tasakaalustusseadme tüüp eristatakse kaalusid: mehaanilised, elektromehaanilised (elektroonilised - termin "elektroonilised kaalud" on rakendatav lauakaalude kohta).

Mehaanilised kaalud - kaalud, milles gravitatsiooni tasakaalustamine toimub erinevate mehhanismide abil. Seal on kaalud, vedru, hüdraulilised, pneumaatilised. Kaalu, milles ülekandeseadmeks on hoob või hoobade süsteem, nimetatakse kangkaaludeks.

Elektromehaanilised kaalud - muunduri kujul oleva tasakaalustusseadmega kaalud, milles gravitatsioon muudetakse elektrisignaaliks.

Koormust vastuvõtva seadme tüübi järgi Kaalud on: punker, monorelss, kopp, konveier, konks, platvorm.

Vastavalt tasakaaluasendi saavutamise meetodile eristatakse saldosid: automaatse tasakaalustamisega, poolautomaatse tasakaalustamisega, mitteautomaatse tasakaalustamisega.

Olenevalt lugemisseadme tüübist Kaalud on: analooglugemisseadmega (sihverplaat ja kaal), diskreetse lugemisseadmega (digitaalne).

GOST 29329-92 standard näeb ette järgmist kaalude peamised omadused.

Taatlusskaala intervall e- tingimuslik väärtus, mis on väljendatud massiühikutes ja iseloomustab kaalude täpsust.

Kontrollijaotuse hind täpsusklassile "keskmine" 0,1 g ≤ e≤ 2 g taatlusjaotuste arvu juures n= 100…10000 ja e≥5 g juures n= 500…10000; täpsusklassi jaoks "tavaline" e≥5 g juures n= 100…1000. (n- kontrollijaotuste arv, mis on määratletud suhtena kaalude suurim piirmäär taatlusjaotuse hinnale).

Kontrollijaotuse väärtuse väärtused ( e), skaalajaotised ( d) ja diskreetsust ( d d) massiühikutes valitakse vahemikust: 1×10 a; 2×10 a ja 5×10 a, kus a on positiivne täisarv, negatiivne täisarv või null. Ilma lisalugemisseadmeta kaalude kalibreerimisjaotuse väärtus peab vastama analooglugemisseadmega kaalude skaala jaotuse väärtusele ja digitaalnäidikuga kaalude näidu eraldusvõimele.

Jagamisväärtuse väärtus või massinäidu lahutusvõime, samuti kalibreerimisjaotuse väärtuse väärtus on näidatud kaaludel või nende kasutusdokumentatsioonis.

suurim(NIP) ja väikseim(NmPV) kaalupiirangud- massi suurimad ja väikseimad väärtused, mille juures on tagatud kaalude vastavus normatiivdokumentide nõuetele.

GOST 29329-92 sätestatud maksimaalne kaalumispiir (LEL) on 200 g kuni 500 tonni (LEL väärtuste vahemik ei vasta eelistatud numbrite seeriale).

Väikseim kaalumispiir - täpsusklassi puhul võetakse keskmiseks 20 e; tavalise täpsusklassi jaoks - 10 e. Kus e- taatlusjaotuse hind.

Vea piirid kaalud normaliseeritakse sõltuvalt NmPV-st ja täpsusklassist ning jäävad vahemikku 0,5∙e kuni 1,5∙e esmase kontrolli käigus ettevõtetes: tootja ja remont. Töötamise ajal ja pärast remonti käitavas ettevõttes - 1,0∙е kuni 2,5∙е. Vea piirid nullseaded-±0,25 e.

Seal on järgmised tüübid tasakaalu kaalud massi mõõtmiseks: laboratoorium (analüütiline, kvadrant, elektrooniline, võrdse käega), lauaketas, loendusklapp, platvormmobiil (skaala, sihverplaat, post).

Kangi tasakaalustamise põhimõte on tasakaalustada mõõdetud massist gravitatsioonijõu tekitatud momenti, raskuse või koormuse raskusmomenti.

Tasakaaluskaalades on rakendatud järgmised anduri valikud:

Muutuva tasakaalustava massiga: hoob skaala ja raskustega; kang koos peamiste raskustega;

Muudetava hoova pikkusega: teisaldatavate raskustega kang; hoob rulli raskusega;

Muutuv nurk: kvadrant; vastukaal.

Nõuded üldotstarbeliste kangkaalude parameetritele on kehtestatud GOST 14004-ga.

Sõltuvalt maksimaalsest kaalumispiirist jagunevad üldotstarbelised kaalud kolme rühma: - lauaarvutid (kuni 50 kg); - mobiilne ja mortiis (50 - 6000 kg); - statsionaarne (vagun, auto, lift) (5000 kuni 200000 kg).

Väikseim kaalumispiir on lauakaaludel 20 d (d-skaala jaotuse hind) ja ülejäänu puhul 5% P max.

Kangkaalusid kasutatakse koos raskustega, mis vastavalt otstarbele jagunevad üld-, referents- ja eriraskusteks. Viimasesse rühma kuuluvad võrdluskaalud (kasutatakse laborikaalude lugemise täpsuse parandamiseks), tingimuslikud kaalud (mõeldud kaalude ja muude seadmete komplekteerimiseks kangisüsteemi õlgade suhtega 1:100), kaaludesse sisseehitatud raskused ja tehnoloogilistes kaaludes ja dosaatorites kasutatavad raskused.

Struktuuriliselt on üldotstarbelised raskused valmistatud traadi, hulknurkse plaadi (kolmnurkse, ruudu või viisnurkse), peaga silindri, rööptahuka kujul. Kaalu massi nimiväärtus võetakse väärtuste vahemikust 1,10 n, 2,10 n, 5,10 n (n on positiivne või negatiivne täisarv). Standard GOST 7328 - 2001 “Kaalud. Üldised spetsifikatsioonid" näeb ette 1 mg kuni 5000 kg kaaluvate raskuste vabastamise. Olenevalt tootmistolerantsist omistatakse kaaludele täpsusklassid: E 1, E 2, F 1, F 2, M 1, M 2, M 3 (täpsuse kahanevas järjekorras). Kaalud saab tarnida komplektidena, mille koostis on moodustatud vastavalt GOST 7328 - 2001 soovitustele.

Näide sümbolist 500 g kaaluva täpsusklassi F 1 dokumentatsioonis: Kaal 500 g F 1 GOST 7328-2001. Kaalude komplekt: Komplekt (1 mg - 1 kg) E 2 GOST 7328 - 2001.

Vedrukaaludes on tundlikuks elemendiks vedru (surve, pinge, spiraal jne), mille deformatsioon on võrdeline raskusjõuga. Deformatsiooni väärtust mõõdetakse otse või tehakse täiendav teisendus.

Elektroonilistes kaaludes kasutatakse esmase muundurina kahte peamist tüüpi andureid: piesokvarts- ja deformatsiooniresistiivseid andureid.

Kaalud moodustavad omaette rühma liikuvate sõidukite kaalumiseks . Üldised tehnilised nõuded neile on toodud standardis GOST 30414-96.

Standard kehtib kaaludele, mis on ette nähtud järgmiste sõidukite kaalumiseks liikudes või staatiliseks kaalumiseks ja kaalumiseks liikudes: raudteevagunid (sh paakid), kärud, nende rongid, autod, haagised, poolhaagised (sh paakid), maanteerongid.

Tabel 7. Mehaanilised kaalud

Olenevalt koormuse vastuvõtuseadme konstruktsioonist saab see määrata koormuse koheselt kogu autolt (käru, auto, haagis, poolhaagis) või autonoomselt - samaaegselt või kordamööda - igalt pöördvankrilt, rattapaarilt (teljelt) või alates iga ratas.

Sõltuvalt metroloogiliste näitajate normaliseeritud väärtustest jagatakse skaalad nelja täpsusklassi: 0,2; 0,5; üks; 2. Täpsusklassi tähistus vastab töö ajal lubatud veale. Samal ajal on vahemikus LmLL kuni 35% LEL (kaasa arvatud) see vähendatud viga, mille normaliseeriv väärtus on 35% LEL. Vahemikus üle 35% LEL kuni LEL määrab suhtelise mõõtmisvea täpsusklass.

Esmakontrolli või kalibreerimise käigus vähendatakse lubatud vigu 2 korda.

Voolu mõõtmine

Voolukiirus on aine kogus, mis voolab läbi torujuhtme antud lõigu ajaühikus. Eristage mahu- ja massikulusid. Voolumõõtevahendeid nimetatakse voolumõõturid. Voolumõõturite mitmekesisust ei määra mitte ainult konstruktiivsed lahendused, vaid ka nendes rakendatavad tööpõhimõtted. Mõelge enim kasutatud valikutele.

Helitugevuse loendurid. Mahuliste loendurite tööpõhimõte põhineb mõõdetud keskkonna mahtude otsesel mõõtmisel, kasutades teadaoleva mahuga mõõtekambreid ja loendurit läbinud portsjonite arvu loendamist. Levinuim vedelate ainete mahuloendur on ovaalsete hammasratastega loendur (joonis 64) Korpuses 3 asuvad ovaalsed hammasrattad 1 ja 2 pöörlevad rõhkude erinevuse P 1 ja P 2 tõttu. Hammasrataste ühe pöörde jaoks täidetakse mõõteõõnsused, mille maht on täpselt teada V 1 ja V 2, kaks korda ja tühjendatakse kaks korda. Ühe käigu telg pöörab korpusest väljaspool asuvat loendusmehhanismi 3. Loendur iseloomustatud suur mõõtetäpsus (viga 0,5 ... 1%), madal rõhukadu, näiduste sõltumatus viskoossusest, märkimisväärne pöördemoment. Nende arvestite puuduseks on vajadus mõõdetava keskkonna hea filtreerimise järele, samuti kõrge akustilise müra tase.

Riis. 64. Ovaalsete hammasratastega loenduri skeem

Gaasivoolude mõõtmiseks kasutatakse pöörlevaid gaasimõõtjaid, mille tööpõhimõte on sarnane ovaalsete hammasratastega arvestite omaga. Neid kasutatakse voolude mõõtmiseks vahemikus 40 kuni 40 000 m/h ning nende täpsusklass on 2 ja 3.

Mahumõõturid vedeliku vooluhulga mõõtmiseks sisaldavad aeruloendurid, mida iseloomustab ülemine mõõtepiir 100 ... 300 m/h ning täpsusklassid 0,25 ja 0,5.

Kiiruse loendurid võimaldavad seadistada voolukiirust vastavalt aksiaalse või tangentsiaalse tiiviku pöörlemiskiiruse sõltuvusele mahuvoolukiirusest. Kui tiivikuga on järjestikku ühendatud tahhogeneraator ja voltmeeter (joonis 65), siis saab vooluhulka hinnata voltmeetri näidu järgi. Ja saate ühendada pöörete loenduri ja mõõta tarbimist teatud aja jooksul. Instrumentide täpsusklassid 1; 1,5; 2 voolukiirustel 3…1300 m/h.

Joonisel 65 on näidatud ka tangentsiaalse turbiiniga kiirarvesti 1. (Arv 2 tähistab filtrit.) Selliseid arvestiid kasutatakse voolukiirusel kuni 3 ... 20 m/h ja nende täpsusklass on 2 ja 3.

Drosselklapi voolumõõturid.Üks levinumaid vedelike, gaasi ja auru voolu mõõtmise põhimõtteid on muutuva rõhulanguse põhimõte läbi ava.

Selle meetodi eelised on: lihtsus ja usaldusväärsus, liikuvate osade puudumine, madal hind, võimalus mõõta peaaegu igasugust voolukiirust, vooluhulgamõõturite kalibreerimiskarakteristikute arvutamise võimalus.

Riis. 65. Aksiaalsete ja tangentsiaalsete tiivikutega kiirloenduri skeem.

1 - juga sirgendaja, 2 - ülekandemehhanism, 3 - loendusseade, 4 - kamber, 5 - tigupaar, 6 - tiivik.

Vastavalt ülaltoodud põhimõttele paigaldatakse torujuhtmesse kitsendusseade. Voolukiirus läbi düüsi ava on suurem kui enne seda, mille tulemusena tekib avale rõhulang, mida mõõdetakse diferentsiaalmanomeetriga. Diferentsiaalmanomeetri näit sõltub voolukiirusest piirangus või voolukiirusest. Standardsete kitsendusseadmete skeemid ja diferentsiaalmanomeetri harude ühenduskohad on näidatud joonisel 66.

Riis. 66 Kitsendusseadmete skeemid: a) membraan, b) standardotsik, c) Venturi otsik, d) Venturi toru

Vooluhulgamõõturid ümber (rotameetrid). Nendes voolumõõturites tajub voolujooneline korpus (ujuk, kolb, ventiil, pöörlev plaat, kuul jne, näited joonistel 67 ja 68) vastutulevast voolust tulenevat jõu mõju, mis voolukiiruse suurenedes suureneb ja liigutab voolujoonelist keha. Voolujoonelise keha kaal või vedru jõud toimib vastujõuna. Voolumõõturid on konstrueeritud nii, et voolujoonelise keha liikumisega kaasneb vedeliku või gaasi läbimise vooluala muutumine. Sel juhul põhjustab voolukiiruse suurenemine vooluala suurenemist. Selle tulemusena väheneb voolukiirus. Selline negatiivne tagasiside viib voolujoonelise keha asendi stabiliseerumiseni. Vaadeldavate vooluandurite väljundsignaaliks on voolujoonelise korpuse nihe.

Riis. 67. Voolumõõturite a) ujuki, b) ventiili, c) kolvi muundamise skeemid

Riis. 68. Voolumõõturite skeemid ümber: a), b) - ujuktüüp; c), d) - klapi tüüp; e) - kolvi tüüp.

Tähised joonistel.

Joonis a: 1 - klaasist kooniline toru, 2 - ujuk, 3 - ujukipiiraja, 4 - skaala.

Joonis b: 1 - silindriline ujuk, mille keskel on auk, 2 - fikseeritud koonilise sektsiooni varras, 3 - klaasist silindriline toru.

Joonis c: 1 - ventiil, 2 - rõngakujuline diafragma, 3 - metallkorpus, 4 - vars, 5 - diferentsiaalmuunduri elemendi südamik 7, 6 - mittemagnetiline terastoru.

Joonis d: 1 - õhugaas, 2 - pneumaatiline otsik, 3 - magnet, 4 - mittemagnetilisest materjalist toru, 5 - südamik, 6 - klapp, 7 - lõõts.

Joonis e: 1 - raskused, 2 - kolb, 3 - südamik, 4 - induktsioonmähis, 5 - kanal väljundrõhu tarnimiseks kolvi kohal asuvasse ruumi, 6 - ristkülikukujuline väljalaskeava kolvialusest ruumist.

Rotameetrid pneumaatilise väljundsignaaliga 0,02 ..0,1 MPa annavad täpsusklassid 1,5 ja 2,5.

Lisaks loetletud tüüpidele kasutatakse vooluhulga mõõtmiseks muutuva tasemega voolumõõtureid, elektromagnetilisi, termilisi (kalorimeetrilisi) ja muid voolumõõtureid.

Kirjandus

1.Rannev G.G., Tarasenko A.P. Mõõtmismeetodid ja -vahendid.- 2004.a.

2. Brindley K. Mõõtemuundurid. Kasutusjuhend – 1991.

3. Kozlov M.G. Metroloogia ja standardimine. Õppejuhend – 2004.

4. Bolton. Metroloogiainseneri taskujuhend – 2002.

5. Hart Z. Sissejuhatus mõõtmistehnoloogiasse.- 1998.

6. Dimov Yu.V. Metroloogia, standardimine ja sertifitseerimine. Õpik. - 2010.

1. Elektriliste suuruste mõõtmise meetodid ja vahendid……………………………..1

1.1. Elektriliste suuruste mõõtmine…………………………………………………..1

1.2.Elektrimõõteriistad………………………………………………….4

1.3 Ostsilloskoobid. Digitaalsed instrumendid…………………………………………..10

1.4. Analoogmõõtemuundurid………………………………..14

1.5. Elektriliste suuruste mõõtmine………………………………………………17

2. Magnetsuuruste mõõtmised…………………………………………………………………………………………………

3.Mitteelektriliste suuruste mõõtmine……………………………………………………28

3.1.Mõõteandurid…………………………………………… ...28

3.2. Pikkuste ja nurkade mõõtmised…………………………………………………………..35

3.3. Temperatuuri mõõtmine………………………………………………………..39

3.4.Rõhu mõõtmine………………………………………………………….…46

3.5. Jõu ja massi mõõtmine……………………………………………………………..50

3.6. Vooluhulga mõõtmine…………………………………………………………… .55

kiirendusmõõturi abil; vibratsiooni amplituudi ja sageduse mõõtmine

2. Tundmatu jõu võrdlus gravitatsiooniga P \u003d mg: otselaadimine eeskujulike raskustega;

hüdraulilise jõuülekande ja eeskujulike raskuste abil;

hoobade ja eeskujulike raskuste abil;

hoobade ja pendli abil

3. Elastse deformatsiooni mõõtmine

keha suhtleb tundmatuga

tuntud jõud F= koos |; pingemõõturite abil; nihkeandurite abil 4. Tundmatu jõu võrdlus voolu ja magnetvälja vastasmõju jõuga F= / Aastal I sin a elektrodünaamilise erguti abil. Muutuva harmoonilise jõu mõõtmist teadaoleva massiga keha vibratsioonide amplituudi ja sageduse määramise teel saab läbi viia suure täpsusega. Massi saab mõõta veaga, mis ei ületa paari tuhandikku protsenti. Sama täpsusega saab mõõta ka võnkumiste sagedust. Teadaoleva massiga keha võnkeamplituudi saab mõõta veaga, mis ei ületa paari kümnendikku protsenti, mis sisuliselt määrab selle meetodi abil jõu mõõtmise vea.

Kasutatakse jõu mõõtmise meetodit tundmatu jõu ja raskusjõu võrdlemise teel

kasutatakse staatiliste ja kvaasistaatiliste jõudude täpseks mõõtmiseks ja taasesitamiseks.

Otsese laadimise meetodit kasutatakse jõuühiku riiklike esmaste standardite loomiseks, reprodutseerides seda suurima täpsusega.

Tundmatu jõu ja gravitatsiooni võrdlemise meetodit hoobade ja võrdlusraskuste abil kasutatakse teise kategooria näidisvahendite loomiseks jõu mõõtmiseks, tagades selle mõõtmise veaga, mis ei ületa 0,2% mõõdetud väärtusest, samuti jõuga. meetrit katsemasinaid, mis tagavad jõu mõõtmise veaga, mis ei ületa 1% mõõdetud jõust vahemikus 0,04–1 jõumõõturi ülemisest piirist.

Tundmatu jõu ja gravitatsiooni võrdlemise meetodit hüdraulilise jõuülekande ja näidisraskuste abil kasutatakse ka teise kategooria näidisvahendites jõu mõõtmiseks ja katsemasinate jõumõõturites. Sest on-

Hüdraulilise jõuülekande hõõrdlülitites kasutatakse kolb-silindri paari, milles üks elementidest pöörleb teise suhtes.

Katsemasinate jõumõõturites kasutatakse meetodit tundmatu jõu ja gravitatsiooni võrdlemiseks hoobade ja pendli abil.

Kõik vahendid jõu mõõtmiseks, mis põhinevad tundmatu jõu ja raskusjõu võrdlemise meetoditel, on tavaliselt fikseeritud paigaldised. Nende seadmete jõudude võrdlemise protsess on mehhaniseeritud.

Jõu mõõtmine tundmatu jõuga vastasmõjus oleva keha elastse deformatsiooni mõõtmise teel on kõige levinum meetod, mida kasutatakse nii statsionaarsetes kui ka kaasaskantavates vahendites staatiliste ja ajas muutuvate jõudude mõõtmiseks. Seda meetodit kasutatakse esimese kategooria näidisdünamomeetrites, mis tagavad jõuühiku ülekandmise riigistandardilt teise kategooria näidisvahenditele veaga, mis ei ületa 0,1% mõõdetud jõust. Lisaks kasutatakse seda meetodit töövahendites staatiliste ja ajas muutuvate jõudude mõõtmiseks.

Meetod võimaldab luua statsionaarseid ja kaasaskantavaid vahendeid tõmbe- ja survejõudude mõõtmiseks - dünamomeetrid, mis sisaldavad käepidemete või tugedega varustatud elastset elementi selle lülitamiseks toiteahelasse. Elastses elemendis tekib reaktsioonijõud, mis vastandub mõõdetud jõule. Elastne element võib olla elektriliselt mitteaktiivne või elektriliselt aktiivne, st see on ka tundlik element.

Elastne elektriliselt mitteaktiivne element täidab puhtalt mehaanilisi funktsioone. Tekkivat elastse elemendi deformatsiooni tajub tundlik element, milleks võib olla kas deformatsiooniandur või

nihkeandur, mis teisendab selle väljundväärtuseks.

Elastne elektriliselt aktiivne element reageerib mõõdetud jõu poolt tekitatud mehaaniliste pingete või deformatsioonide väljale, muutes oma elektrilisi või magnetilisi omadusi. Elastsed, elektriliselt aktiivsed elemendid hõlmavad näiteks piesoelektrilisi ja magnetoanisotroopseid elemente.

Dünamomeetri optimaalse metroloogilise jõudluse saavutamiseks tuleb järgida mitmeid põhimõtteid.

Struktuuri terviklikkuse põhimõte. Mõõdetud jõud tuleb dünamomeetril edastada ühest materjalist pideva keskkonna kaudu. Elastse elemendi konstruktsiooni järjepidevuse rikkumine on paariselementide vahelise hõõrdumise põhjus. Selle hõõrdumisega on seotud jõu mõõtmise vead, mis võivad olla märkimisväärsed.

Integratsiooni põhimõte. Dünamomeeter on täpsem, seda paremini jaotub tundlik element elastse elemendi ristlõikele. Sel eesmärgil kasutatakse keskmistamist - elastse elemendi pinge või deformatsiooni integreerimist, mida saab iseloomustada kas kujuteldava või reaalsena.

Kujutletava integratsiooni korral hinnatakse kogu pinge- või deformatsioonivälja ja seega ka mõõdetud jõudu selle välja ühes punktis olek. Sel juhul eeldatakse, et elastse elemendi piiratud ala sees on teatud mehaaniline väli, mis ei sõltu jõu rakenduspunktist. See võimaldab kasutada ühte sensorelementi. Kujutava integratsiooni pakkuvad disainilahendused on elastse elemendi jõudu vastuvõtvate osade eemaldamine tundliku elemendi asukohast, piirates võimalike jõu rakenduspunktide pindala.