Metoder for å måle effektegenskaper. Midler og metoder for å måle kraft

Definisjonen av kraft er implisitt inneholdt i Newtons tre bevegelseslover.

1. Hver kropp er i en tilstand av hvile eller ensartet og rettlinjet bevegelse, inntil noen krefter tar den ut av denne tilstanden.

2. En ubalansert kraft gir akselerasjon til kroppen i den retningen den virker. Denne akselerasjonen er proporsjonal med kraften og omvendt proporsjonal med kroppens masse.

3. Hvis kroppen MEN virker med en viss kraft på kroppen PÅ, deretter kroppen PÅ virker med samme, men motsatt rettet kraft på kroppen MEN.

Basert på Newtons andre lov er kraftenheten definert som produktet av masse og akselerasjon (F = ma). Det er en annen formulering av Newtons andre lov. Drivkraften til et legeme er lik produktet av massen ganger bevegelseshastigheten, slik at ma er endringshastigheten i momentum. Kraften som virker på et legeme er lik endringshastigheten til dets momentum. Det er forskjellige måter å måle styrke på. Noen ganger er det nok å balansere kraften med en belastning eller bestemme hvor mye den strekker fjæren. Noen ganger kan krefter beregnes fra andre observerbare størrelser, for eksempel akselerasjoner, når man vurderer å hoppe eller kaste prosjektiler. I andre tilfeller er det best å bruke en av de mange elektriske enhetene kjent som mekanoelektriske transdusere. Disse enhetene, under påvirkning av påførte krefter, genererer elektriske signaler,

som kan forsterkes og registreres i form av en hvilken som helst post og konverteres til kraftverdier.

Styrken til en persons handling avhenger av tilstanden til en gitt person og hans frivillige innsats, det vil si ønsket om å vise en eller annen mengde styrke, spesielt maksimal styrke, så vel som av ytre forhold, spesielt på parametrene for motoriske oppgaver, for eksempel artikulære vinkler i kroppens biokretser .

Prestasjoner i nesten alle idretter avhenger av utviklingsnivået av styrkekvaliteter, og derfor kontrollmetodene og

Det legges stor vekt på å forbedre disse egenskapene.

Måter å måle kraft på

Styrkekontrollmetoder har en lang historie.

De første mekaniske enhetene designet for å måle menneskelig styrke ble skapt tilbake på 1700-tallet. Ved kontroll av styrkekvaliteter tas vanligvis tre grupper av indikatorer i betraktning.

1. Grunnleggende: a) øyeblikkelige kraftverdier til enhver bevegelse (spesielt maksimal kraft); b) gjennomsnittlig styrke.

2. Integral, for eksempel bevegelsesmengden til en kraft.

3. Differensial, for eksempel kraftgradient.

Maks styrke er veldig illustrerende, men i raske bevegelser karakteriserer det deres sluttresultat relativt dårlig (for eksempel kan korrelasjonen mellom den maksimale frastøtende kraften og høyden på hoppet være nær null).

I henhold til mekanikkens lover, den endelige effekten av virkningen av en kraft, i

Spesielt er innsatsen som oppnås som et resultat av en endring i hastigheten til en kropp bestemt av kraftens impuls. Hvis kraften er konstant, da puls er produktet av kraften ganger dens varighet Si = F∆t). Under andre forhold, for eksempel med sjokkinteraksjoner, utføres beregningene av kraftimpulsen ved integrasjon, derfor kalles indikatoren integral. Dermed den mest informative kraftimpulsen kl

kontroll av sjokkbevegelser (i boksing, på ballen, etc.).

Gjennomsnittlig styrke- dette er en betinget indikator lik kvotienten for å dele kraftens impuls med tidspunktet for dens handling. Innføringen av en gjennomsnittskraft tilsvarer antakelsen om at en konstant kraft (lik gjennomsnittet) virket på kroppen i løpet av samme tid.

Det er to måter å registrere styrkekvaliteter på:

1) uten måleutstyr (i dette tilfellet utføres vurderingen av styrketreningsnivået i henhold til den maksimale vekten som utøveren er i stand til å løfte eller holde);

2) bruk av måleenheter - dynamometre

eller dynamometre.

Alle måleprosedyrer utføres med det obligatoriske

overholdelse av generell fysisk formkontroll

metrologiske krav. Det er også nødvendig å strengt tatt

overholde de spesifikke kravene for måling av kraft

1) definere og standardisere i gjentatte forsøk

posisjonen til kroppen (leddet) der målingen er tatt;

2) ta hensyn til lengden på kroppssegmenter når du måler momenter

3) ta hensyn til retningen til kraftvektoren.

Styrkekontroll uten måling enheter. I masseidrett blir nivået av utvikling av styrkekvaliteter ofte bedømt av resultatene av konkurranse- eller treningsøvelser. Det er to måter å kontrollere: direkte og indirekte. I det første tilfellet tilsvarer maksimal styrke den største vekten en idrettsutøver kan løfte i en teknisk relativt enkel bevegelse (for eksempel en benkpress). I det andre tilfellet måles ikke så mye absolutt styrke som hastighet-styrkekvaliteter eller styrkeutholdenhet. For å gjøre dette, bruk øvelser som lange og høye hopp fra et sted, kaste utstoppede baller, pull-ups osv.

Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

postet på http://www.Allbest.ru/

Introduksjon

1. Generell informasjon om målt verdi

2. Oversikt over målemetoder

3. Beskrivelse av den induktive transduseren

3.1 Usikkerhet ved induktive transdusere

3.2 Målekretser for induktive transdusere

4. Beregning av hovedparametrene til omformeren

5. Beregning av brokretsen

6. Bestemme feilen til en induktiv transduser

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

Måletransdusere er tekniske enheter som konverterer verdier og danner en kanal for overføring av måleinformasjon. Når man beskriver operasjonsprinsippet til en måleenhet, som inkluderer en serie måletransdusere, presenteres den ofte i form av et funksjonelt blokkskjema (målekrets), som gjenspeiler funksjonene til dens individuelle deler i form av sammenkoblede symbolske blokker.

Hovedkarakteristikkene til måletransduseren er konverteringsfunksjon, følsomhet, feil.

Måletransdusere kan deles inn i tre klasser: proporsjonal, funksjonell og operasjonell.

Proporsjonaler er utformet for å gjengi inngangssignalet i utgangssignalet på samme måte. Den andre - å beregne en funksjon fra inngangssignalet; den tredje - for å oppnå et utgangssignal, som er løsningen av en differensialligning. Driftsomformere er treghet, siden deres utgangssignalverdi til enhver tid avhenger ikke bare av inngangsverdien på samme tid. Men også fra dens verdier i tidligere øyeblikk.

Når man designer et spesialisert ikke-standard måleinstrument, bør man ta hensyn til de essensielle organisatoriske og tekniske kontrollformene, produksjonsskalaen, egenskapene til de målte objektene, den nødvendige målenøyaktigheten og andre tekniske og økonomiske faktorer.

I vårt tilfelle er det kun omformeren som blir designet, og derfor kan noen av disse faktorene neglisjeres. Vi bryr oss kun om den nødvendige målenøyaktigheten til en gitt parameter. Enhver måleoppgave begynner med valget av en primær transduser - en "sensor" som er i stand til å konvertere den første informasjonen (enhver type deformasjon, kinematisk bevegelsesparameter, temperaturendringer, etc.) til et signal som er gjenstand for påfølgende forskning. Den primære omformeren er det første leddet til målesystemet. Omformeren i dette kursarbeidet er en induktiv omformer.

1 . GenerellintelligensOmmålbarestørrelse

Kraft er en vektorfysisk størrelse, som er et mål på intensiteten av påvirkningen på en gitt kropp av andre kropper, så vel som felt. Kraften som påføres en massiv kropp er årsaken til en endring i hastigheten eller forekomsten av deformasjoner og spenninger i den.

Kraft som vektormengde er karakterisert ved dens modul, retning og påføringspunkt for kraften. Konseptet med virkningslinjen til en kraft brukes også, og betegner en rett linje som går gjennom kraftpåføringspunktet, langs hvilken kraften er rettet.

SI kraftenheten er newton (N). Newton er en kraft som gir en masse på 1 kg i retning av denne kraften en akselerasjon på 1 m/s 2.

Kraftenheter er tillatt i tekniske målinger:

1 kgf (kilogram-kraft) = 9,81 N;

1 tc (tonnkraft) = 9,81 x 103 N.

Kraft måles ved hjelp av dynamometre, kraftmålemaskiner og presser, samt ved belastning med vekter og vekter.

Dynamometre - enheter som måler kraften til elastisitet.

Dynamometre er av tre typer:

DP - vår,

DG - hydraulisk,

· DE - elektrisk.

I henhold til metoden for å registrere de målte kreftene, er dynamometre delt inn i:

peke - de brukes hovedsakelig til å måle statiske krefter som oppstår i strukturer installert på stativer, når eksterne krefter påføres dem og for å måle trekkraft under jevn bevegelse av produktet;

Telle- og skrivedynamometre som registrerer variable krefter brukes oftest til å bestemme trekkraften til damplokomotiver og traktorer, siden variable krefter skapes på grunn av sterk risting og uunngåelige rykk når bevegelsen akselereres, samt ujevn belastning av produktet.

De mest utbredte er dynamometre for generell fjærindikering.

Hovedparametrene og dimensjonene til generelle fjærdynamometre med en måleenhet for skalalesing, designet for å måle statiske strekkkrefter, er fastsatt av GOST 13837.

Målegrensene og dynamometerets feil må bestemmes på en av to måter:

· regnet ut,

i henhold til tabellene OST 1 00380.

Fungerende måleinstrumenter som brukes i kraftmålesystemer er gitt i OST 1 00380.

Det finnes ulike typer krefter: gravitasjonskraft, elektromagnetisk, reaktiv, kjernefysisk, svak interaksjon, treghetskraft, friksjonskraft og andre. Krafter må måles i et bredt område - fra 10 -12 N (van der Waals-krefter) til 10N (støt, skyvekraft). Små krefter håndteres i vitenskapelig forskning, ved testing av presise kraftsensorer i kontrollsystemer osv. Krefter fra 1N til 1MN er typiske for testing av utstyr og ved bestemmelse av krefter i kjøretøy, rullende maskiner med mer. I noen områder innen maskinteknikk, stålvalsing og romfartsteknikk er det nødvendig å måle krefter opp til 50-100 MN. Målefeilene for kraft og momenter i tekniske målinger er 1--2 %. Målingen av kraft reduseres til måling av slike fysiske størrelser som trykk, akselerasjon, masse, hvis målefeil i mange tilfeller ikke bør overstige 0,001%.

2 . Anmeldelsemetodermålbaremengder

I moderne teknologi er målinger av ikke-elektriske mengder (temperatur, trykk, krefter, etc.) mye brukt av elektriske metoder. I de fleste tilfeller kommer slike målinger ned på det faktum at en ikke-elektrisk størrelse konverteres til en elektrisk størrelse avhengig av den (for eksempel motstand, strøm, spenning, induktans, kapasitans, etc.), ved å måle hvilken, den blir mulig å bestemme ønsket ikke-elektrisk mengde.

En enhet som konverterer en ikke-elektrisk mengde til en elektrisk, kalles en sensor. Sensorer er delt inn i to hovedgrupper: parametriske og generatorer. I parametriske sensorer forårsaker en ikke-elektrisk mengde en endring i en eller annen elektrisk eller magnetisk parameter: motstand, induktans, kapasitans, magnetisk permeabilitet osv. Avhengig av driftsprinsippet er disse sensorene delt inn i motstandssensorer, induktive, kapasitive osv. .

Enheter for måling av ulike ikke-elektriske mengder ved hjelp av elektriske metoder er mye brukt i eps. og lokomotiver. Slike enheter består av sensorer, en eller annen elektrisk måleenhet (galvanometer, millivoltmeter, milliammeter, logometer, etc.) og en mellomledd, som kan omfatte en elektrisk bro, forsterker, likeretter, stabilisator, etc.

Tving endring ved balansemetode

Metoden er basert på å balansere den målte kraften med kraften som skapes av den inverse elektromekaniske transduseren, oftest magnetoelektrisk, samt reaksjonskraften som oppstår i det dynamiske systemet. Slike krefter inkluderer sentripetalkraft, treghetskraft under oscillerende bevegelse, gyroskopisk moment.

En lovende måte å lage høypresisjonsinstrumenter for måling av store krefter (fra 105 N og mer) er bruken av elektrodynamiske inverskrafttransdusere med superledende viklinger, som lar deg reprodusere krefter opp til 107-108 N med en feil på 0,02- 0,05 %.

Den gyroskopiske metoden for å måle krefter er basert på måling av vinkelhastigheten til gyroskoprammepresesjonen, som skjer under påvirkning av et gyroskopisk moment som balanserer det målte momentet eller momentet som skapes av den målte kraften. Denne metoden har funnet anvendelse innen veieteknologi.

Reaksjonskraften er unikt bestemt av geometrien til systemet, massene til kilene og frekvensen av deres rotasjon. Dermed, med parametrene til måleanordningen uendret, bestemmes den målte kraften Fx fra motorhastigheten.

Force metode

Den er basert på avhengigheten av kraften eller kreftmomentet utviklet av et uelastisk eller elastisk følsomt element på det påførte trykket. I henhold til denne metoden bygges to typer instrumenter og trykksensorer:

Effektsensorer for direkte konvertering, der kraften som utvikles av det følsomme elementet konverteres ved hjelp av en elektrisk omformer til en elektrisk mengde

Instrumenter og sensorer med kraftkompensasjon, der kraften som utvikles av føleelementet balanseres av kraften generert av kompensasjonselementet. Avhengig av type kompenserende enhet kan utgangssignalet være strøm, lineær eller vinkelforskyvning.

Måling av kraft, mekaniske påkjenninger

Kraftsensorer kan deles inn i to klasser: kvantitative og kvalitative.

Kvantitative sensorer måler kraft og representerer dens verdi i elektriske enheter. Eksempler på slike sensorer er momentceller og strekkmålere.

Kvalitative sensorer er terskelenheter hvis funksjon ikke er å kvantifisere verdien av kraften, men å oppdage et overskudd av et gitt nivå av påført kraft. Det vil si at i det første tilfellet snakker vi om målingen, og i det andre tilfellet kontrollen av kraft eller mekanisk stress. Eksempler på slike enheter er for eksempel strekkmålere og et datatastatur. Sensorer av høy kvalitet brukes ofte til å oppdage bevegelse og posisjon til objekter.

Metoder for å måle kraft kan deles inn i følgende grupper:

* balansere en ukjent kraft med tyngdekraften til en kropp med kjent masse;

* måling av akselerasjonen til et legeme med kjent masse, som kraften påføres;

* balansere ukjent kraft med elektromagnetisk kraft;

* konvertering av kraft til væsketrykk og måling av dette trykket;

* måling av deformasjon av det elastiske elementet i systemet forårsaket av en ukjent kraft.

De fleste sensorer konverterer ikke kraften direkte til et elektrisk signal. Dette krever vanligvis flere mellomtrinn. Derfor er kraftsensorer som regel sammensatte enheter. For eksempel er en kraftsensor ofte en kombinasjon av en kraft-til-forskyvning-omformer og en posisjons-(forskyvnings-) detektor. Prinsippene for konstruksjon av skalaer er redusert til måling av kraft. Den påførte kraften virker på den primære transduseren (sensoren) som består av et elastisk element og en deformasjonstransduser som er mekanisk koblet til det elastiske elementet og omdanner denne deformasjonen til et elektrisk signal.

For øyeblikket har følgende typer omformere funnet anvendelse i veieteknologi:

1. Reostatiske omformere. Arbeidet deres er basert på en endring i motstanden til reostaten, hvis motor beveger seg under påvirkning av kraft.

2. Trådomformere (strekkmotstand). Deres arbeid er basert på en endring i motstanden til ledningen under dens deformasjon.

4. Induktive transdusere. Endring i induktansen til omformeren fra en endring i posisjonen til en av delene under påvirkning av den målte verdien. brukes til å måle kraft, trykk, lineær forskyvning av en del.

5. Kapasitive transdusere. Endring i kapasitansen til transduseren under påvirkning av en målt ikke-elektrisk mengde: kraft, trykk av lineær eller vinkelforskyvning, fuktighetsinnhold, etc.

I henhold til operasjonsprinsippet er generatoromformere delt inn i grupper:

1. Induksjonsomformere. Deres arbeid er basert på konvertering av en målt ikke-elektrisk størrelse, som hastighet, lineær eller vinkelforskyvning, til en indusert emf.

3. Piezoelektriske transdusere. Piezoelektrisk effekt, dvs. emf forekomst. i noen krystaller under påvirkning av mekaniske krefter, brukes til å måle disse kreftene, trykket og andre mengder.

3 . Beskrivelseinduktivomformer

I tekniske og vitenskapelige målinger av ikke-elektriske størrelser er induktive transdusere som tilhører gruppen av parametriske sensorer mye brukt. De er forskjellige i konstruktiv enkelhet, pålitelighet og lave kostnader. I tillegg krever de ikke komplekst sekundært utstyr for arbeidet sitt.

En induktiv transduser er en choke hvis induktans endres under påvirkning av en inngangsverdi (målt). I måleteknologi brukes transduserdesign med variabel luftspalte og solenoid (eller stempel) transdusere, som er studert i denne artikkelen.

En induktiv transduser med variabel luftspalte er vist skjematisk på fig. 1. Den består av en U-formet magnetisk krets 1, hvorpå en spole 2 er plassert, og et bevegelig anker 3. Når ankeret beveger seg, endres lengden på luftspalten og følgelig den magnetiske motstanden. Dette forårsaker en endring i den magnetiske motstanden og induktansen til omformeren L. Under visse forutsetninger kan induktansen til omformeren beregnes ved hjelp av formel (1):

Ris. 1. Utformingen av en induktiv transduser med et variabelt luftgap (1 - U-formet magnetisk krets, 2 - spole, 3 - anker): a) enkelt transduser; b) differensialomformer

hvor w er antall omdreininger av spolen, µ o = 4 10 7 H/m er den magnetiske konstanten, µ er den magnetiske konstanten til stål, er tverrsnittsarealet til den magnetiske fluksen i luftgapet, er gjennomsnittslengden på magnetfeltlinjen i stål.

Enkelte induktive omformere har en rekke ulemper, spesielt deres konverteringsfunksjon er ikke-lineær, de kan ha en stor additiv feil forårsaket av en temperaturendring i den aktive motstanden til viklingen, og en rekke andre.

Disse manglene er blottet for differensialomformere, som er to enkeltomformere med felles armatur. På fig. 1b viser en differensial induktiv transduser bestående av to transdusere vist på fig. 1a.

Når du flytter ankeret, for eksempel til venstre, øker induktansen L, og den andre induktansen L2 reduseres.

Ris. 2. Utformingen av den induktive stempeltransduseren (1 - spole, 2 - stempel): a) enkelt svinger; b) differensialomformer

En annen type induktive transdusere er stempeltransdusere. På fig. 2a viser en enkelt stempelomformer, som er en spole 1 fra hvilken en ferrimagnetisk kjerne 2 (stempel) kan forlenges. Ved midtstilling av stempelet er induktansen maksimal.

Differensialomformeren, som består av to enkelt stempel-type omformere, er skjematisk vist i fig. 2b. 3 også her, når stempelet beveges, synker den ene induktansen og den andre øker.

Ved bruk av induktive omformere er utgangsmengden vanligvis ikke induktansen som sådan, men reaktansen til omformeren Z, som, hvis vi ser bort fra den aktive komponenten, er lik Z = jwL.

3.1 Feilinduktivomformere

Feilene til induktive transdusere skyldes hovedsakelig en endring i den aktive komponenten av motstandene deres. Denne feilen er additiv og avtar i tilfellet med brokretser. I tillegg, når temperaturen endres, endres den magnetiske permeabiliteten til stålet, noe som fører til en ytterligere endring i additiv- og multiplikasjonsfeil. Endringer i forsyningsspenningen og dens frekvens forårsaker også endringer i følsomhet og utseendet til multiplikative feil.

Blant feilene til induktive sensorer kan følgende skilles:

1.1) Feil på grunn av temperaturforhold. Denne feilen er tilfeldig og må evalueres før sensoren begynner å virke. Feilen oppstår på grunn av det faktum at visse parametere til sensorens komponenter avhenger av temperatur, og med et ganske sterkt avvik fra normen i en eller annen retning, kan feilen være veldig imponerende.

1.2) Feil på grunn av virkningen av tiltrekningskraften til ankeret

1.3) Linearitetsfeil for transformasjonsfunksjonen

Under driften av induktive omformere i brokretser oppstår det en feil på grunn av ustabiliteten til spenningen og frekvensen til strømforsyningen til broen, samt en endring i formen på forsyningsspenningskurven. For å forbedre egenskapene til induktive MT-er brukes differensialtransdusere (deres design er vist i fig. 1b) Differensialtransdusere kan redusere feil betydelig, øke følsomheten og øke den lineære seksjonen av karakteristikken.

3.2 Målingkjederinduktivomformere

Broer for måling av induktans og kvalitetsfaktor til induktorer. Induktoren, hvis parametere måles, er inkludert i en av armene til firearmsbroen, for eksempel i den første armen:

For at broen skal balanseres, må minst ett av de resterende bena inneholde reaktans i form av induktans eller kapasitans.

Preferanse er gitt til containere, fordi. induktorer er dårligere enn kondensatorer når det gjelder produksjonsnøyaktighet, men er mye dyrere. Et diagram av en slik bro er vist i fig. 3

Ris. 3. Bro for måling av parametere til induktorer

Når broen er i likevekt, ifølge den generelle likevektsligningen, er det sant. Ved å likestille de reelle og imaginære delene separat, får vi to likevektsbetingelser:

En slik bro balanseres ved justering og. Verdien er proporsjonal med induktansen, og - kvalitetsfaktoren til den målte spolen. Ulempen med den betraktede ordningen er den dårlige konvergensen til broen ved måling av parametrene til spoler med lav kvalitetsfaktor. Hvis Q = 1, er balanseprosessen allerede vanskelig, og når Q< 0,5 уравновешивание моста практически невозможно.

målekraft induktiv transduser

4 . Beregningmajorparametereomformer

Det er nødvendig å utvikle en sensor som har følgende egenskaper for måleinstrumentet:

Målt verdi: kraft;

Verdi av den målte parameteren: 70-120 kN;

Målefeil: 0,25 %

Type utgangssignal: elektrisk signal

Svinger: induktiv

For kursarbeidet vårt velger vi en enkelt induktiv transduser med variabel luftspalte, siden den er preget av mål fra 0,01 til 10 mm, som lar deg måle en gitt parameter.

Vi viser blokkskjemaet til denne enheten i figur 4. Utgangssignalet oppnås i form av en vekselspenning hentet fra belastningsmotstanden R H inkludert i kretsen til viklingen 2 plassert på kjernen 1. Strøm tilføres av en vekselvis spenning U. Under påvirkning av inngangssignalet beveger ankeret 3 seg og endrer gapet:

Ris. 4 - Enkel induktiv transduser med variabel luftspalte

La oss beregne hovedparametrene til rammen til den utviklede sensoren:

Materiale - presisjonslegering 55 VTYu;

Poissons forhold - 0,295;

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

La radius av membranen;

24,77 MPa = 2,43 kgf;

42,46 MPa = 4,17 kgf.

Beregn membrantykkelsen ved å bruke formelen (2)

h = 0,0408 cm;

Ved å bruke formel (3) bestemmer vi minimum og maksimum avbøyning av membranen

P = 0,044 cm;

P = 0,076 cm;

Ved hjelp av formel (4) beregner vi induktansen ved maksimal nedbøyning av membranen.

Snittareal av luftgapet;

Luftmagnetisk permeabilitet;

Variabelt luftspalteareal.

De oppnådde dataene vil bli presentert i tabell 1 og vist på grafens avhengighet (Р) (Figur 5) og avhengighet L(Р) (Figur 6):

Tabell 1

Beregning av en induktiv transduser

Ris. 5 - Avhengighet (P)

Ris. 6 - Avhengighet L(P)

5 . Beregningfortauordningen

Maxwell Bridge - Skyld er vist i figuren (3)

La oss ta = 800 ohm;

Beregn ved minimums- og maksimumsverdien av induktansen.

6 . Definisjonfeilinduktivomformer

Den informative evnen til en induktiv sensor bestemmes i stor grad av feilen i konverteringen av den målte parameteren. Den totale feilen til en induktiv sensor består av et stort antall komponentfeil, for eksempel feilen fra ikke-lineariteten til karakteristikken, temperaturfeil, feilen fra påvirkning av eksterne elektromagnetiske felt, feilen fra den magnetoelastiske effekten, feil fra tilkoblingskabelen og andre.

I følge referansedata er feilen til amperemeteret 0,1 %, feilen til broen er 0,02 %.

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

Feilen til den induktive sensoren bestemmes av formelen (1):

La oss finne de nødvendige variablene.

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

169,982 mH.

Vi erstatter de oppnådde dataene i uttrykk (6) og finner feilen til den induktive sensoren:

La oss sammenligne den oppnådde feilen med den gitte

0,23% < 0,25%

Dermed er den resulterende feilen ikke større enn den spesifiserte, derfor konkluderer vi med at det utviklede systemet oppfyller kravene.

Konklusjon

Kursarbeid ble viet utviklingen av en metode for å måle kraft ved bruk av en induktiv transduser som oppfyller kravene i referansevilkårene. Under konstruksjonen ble ulike metoder for å måle kraft studert, på grunnlag av hvilke den resulterende metoden for å måle denne parameteren ble utviklet.

Det ble gjort en gjennomgang av metoder for å måle kraft, en passende metode ble valgt i det målte området, hovedparametrene til transduseren ble beregnet, og feilen til den oppnådde metoden for å måle kraft ble beregnet.

I prosessen med å fullføre kursarbeidet ble alle punktene i den tekniske oppgaven fullført, og det ble utviklet en metode for å måle den tilsvarende parameteren som oppfyller kravene som ble presentert for den.

Listelitteratur

1. Meizda F. Elektroniske måleinstrumenter og målemetoder: Pr. fra eng. M.: Mir, 1990. - 535 s.

2. Brindley K.D. Måletransdusere. M.: Elektr, 1991. - 353 s.

3. Spector S.A. Elektriske målinger av fysiske størrelser: Målemetoder: Lærebok for universiteter. L.: Energoatomizdat, 1987. - 320 s.

4. Levshina E.S. Elektriske målinger av fysiske størrelser. M.: Mir, 1983 - 105 s.

Vert på Allbest.ru

...

Lignende dokumenter

Utvikling av en målekanal for å overvåke den fysiske parameteren til en teknologisk installasjon: valg av tekniske målemidler, beregning av feilen til målekanalen, strupeanordning, strømningsåpninger og automatisk potensiometer.

semesteroppgave, lagt til 03.07.2010


Bro og indirekte metoder for måling av DC motstand. Resonans, bro og indirekte metoder for måling av parametere til en induktor. Løse problemet med å måle parametrene til en kondensator ved hjelp av en homogen bro.

test, lagt til 10.04.2013


Funksjoner ved å måle strømstyrken i en krets ved hjelp av et amperemeter. En metode for å beregne strømstyrken i en uforgrenet del av en elektrisk krets i henhold til den første Kirchhoff-loven, sjekke dens korrekthet. Analyse av de absolutte og relative feilene til kretsparametrene.

laboratoriearbeid, lagt til 01/12/2010


Hovedtyper, enhet, prinsipp for drift av sensorer som brukes til å måle trykk. Deres fordeler og ulemper. Utvikling av en piezoelektrisk transduser. Elementer av dens strukturelle ordning. Beregning av konverteringsfunksjoner, enhetens følsomhet.

semesteroppgave, lagt til 16.12.2012


Valg av måleapparat for toleransekontroll av parametere. Bestemmelse av konfidensgrensene for den ikke-ekskluderte konfidensfeilen til måleresultatet. Formål og prinsipp for drift av digitale universelle voltmetre og deres komponenter.

semesteroppgave, lagt til 14.04.2019


Enheter for å måle belysningsnivået. Utvikling av en måleteknikk. Bestemmelse av belysning ved bruk av selenfotocelle. Måler belysning med et Yu117 luxmeter. Bestemmelse av målefeil. Omfang og drift av enheten.

semesteroppgave, lagt til 05.05.2013


Klassifisering av måleinstrumenter og fastsettelse av deres feil. Gjennomgang av Newtons lover. Kjennetegn på fundamentale interaksjoner, gravitasjons- og likevektskrefter. Beskrivelse av utnevnelsene til gravimetre, dynamometre, instrument for å måle kompresjonskraften.

semesteroppgave, lagt til 28.03.2010


Direkte og indirekte spennings- og strømmålinger. Anvendelse av Ohms lov. Avhengighet av resultatene av direkte og indirekte målinger på verdien av rotasjonsvinkelen til regulatoren. Bestemmelse av den absolutte feilen ved indirekte måling av likestrøm.

laboratoriearbeid, lagt til 25.01.2015


Magnetoelektriske målemekanismer. Metode for indirekte måling av aktiv motstand opp til 1 Ohm og vurdering av systematisk, tilfeldig, komponent og total målefeil. Midler for å måle en ikke-elektrisk fysisk størrelse (trykk).

semesteroppgave, lagt til 29.01.2013


Parametre og egenskaper for strekkmålere, deformasjonstransformasjon. Beregning av funksjon og overføringskoeffisient, tar hensyn til påvirkningen av ende- og kontaktseksjoner. Bestemme parametrene til målemodulen. Transport, installasjon og lagring av enheten.

Kraft kalles en kvantitativ karakteristikk av prosessen med interaksjon mellom objekter (for eksempel friksjonskraft).

Begrepet «masse» preger treghet gjenstander og deres gravitasjonsevne.

I målinger skiller de vanligvis ikke mellom masse (mengden av materie) og vekt - tiltrekningskraften til kroppen av jorden (gravitasjonskraft), derfor brukes de samme målemetodene for å måle kraft og massevekt.

Enheter for å måle masse ved gravitasjonsevnen til et objekt kalles vekter. Kraftmåling utføres ved hjelp av dynamometre. Inndelingen av kraftmåleinstrumenter i skalaer og dynamometre skyldes at retningen til gravitasjonskraftvektoren er strengt definert i rommet. Denne omstendigheten tas i betraktning når man designer instrumenter for måling av gravitasjonskraften, samt når man forbereder balansen for arbeid. Spesielt gir utformingen av skalaene nivåer og lodd som lar deg sette dem i horisontal posisjon med nødvendig nøyaktighet. Arbeidsposisjonen til dynamometrene kan være hvilken som helst - det viktigste er at målelinjen faller sammen med retningen til kraftvektoren. Under denne tilstanden kan vekter brukes til å måle ikke-gravitasjonskraft, og dynamometre kan brukes til å bestemme vekt. Dermed er inndelingen av kraftmåleinstrumenter i skalaer og dynamometre bestemt av deres formål.

Styrkemåling. I det generelle tilfellet består dynamometre av en krafttransduser - et elastisk deformerbart element, en tøyningstransduser, om nødvendig, og en indikasjonsanordning.

Dynamometre (dynamometer fra gresk dynamis - kraft og måler) er laget av tre typer: DP - fjær, DG - hydraulisk, DE - elektrisk.

Variasjonen av design av elastiske elementer kan klassifiseres avhengig av typen realisert deformasjon: bruk av trykk- eller strekkdeformasjoner, bøyedeformasjon, skjærdeformasjon og blandet deformasjon (fig. 61)

Dynamometriske strekk- eller trykkfjærer er vanligvis laget i form av en solid eller hul sylinder, noen ganger i form av en rektangulær stang (fra 10 kN til 1 MN).

Fig. 61. Tving omformere til deformasjon: a) kompresjon, b) bøying, c) skjær, d) blandet

Bøyedeformasjon er også realisert i elastiske elementer laget i form av et system av radialt plasserte bjelker, ringer, membraner, rammer, etc. (fra 10 N til 10 kN - arbeidsverktøy). For ringelementer opp til 2 MN.

Dynamometre med et komplekst elastisk element (fig. 3d) er designet for å bringe konverteringskarakteristikken nærmere en lineær og er mye brukt som arbeids- og referansemåleinstrumenter.

Mekaniske dynamometre brukes kun til å måle statiske krefter. Deformasjonen av følerelementet (0,1 - 2 mm) måles med en måleklokke eller et indikatorhode. Mekaniske dynamometre er kommersielt tilgjengelige for laster opptil 10 MN. Nøyaktighetsklassen når 0,1 - 2%.

For elastiske elementer med høy stivhet (stenger), brukes strekkmotstand og strengomformere av deformasjon til et elektrisk signal. Med lav stivhet (ring, elastiske bjelkeelementer), er kapasitive, induktive og andre transdusere anvendelige.

Blant elektriske dynamometre er strekkmålere av største betydning. Omfanget av deres bruk er fra 5 N til 10 MN og mer. Det følsomme elementet til slike dynamometre er laget i form av en stang, et rør, en radialt belastet ring, en dobbel bjelke, en utkragende torsjonsbjelke, etc. En strekningsmåler limt til det følsomme elementet registrerer strekktøyninger - kompresjon, bøying, torsjon, skjæring. Strain gauge dynamometre er egnet for både statiske og dynamiske målinger.

I strengdynamometre brukes en strengstrekkmåler. Det følsomme elementet er en ferromagnetisk streng plassert langs aksen til den elastiske hule sylinderen og forbundet med den med to plan. Når en belastning påføres sylinderen på grunn av dens deformasjon, endres spenningen til strengen og frekvensen av dens vibrasjoner eksitert av elektromagneten samtidig. Den naturlige oscillasjonsfrekvensen påvirker spenningsverdien ved terminalene til målespolen og er et mål på belastningen. Kraftområde fra 200 N til 5 MN. Nøyaktighetsklasse 1 %.

Ved måling av store belastninger (opptil 50 MN) brukes magnetoelastiske transdusere.

Magneto-lastiske dynamometre er basert på ferromagnetiske materialer (for eksempel jern-nikkel-legeringer), som endrer deres magnetiske permeabilitet i retning av eksponering for en strekk- eller trykkkraft. Det magnetoelastiske dynamometeret kan lages i form av en spole med en lukket kjerne laget av et mykt magnetisk materiale. Endringen i induktans som oppstår ved belastning kan måles med elektriske metoder (fig. 62). Nøyaktighetsklassen til magnetoelastiske dynamometre er fra 0,1 til 2%.

Ris. 62. Plan for inkludering av et magnetoelastisk dynamometer

Piezoelektriske dynamometre brukes til å måle dynamiske og kvasistatiske krefter (uegnet for statiske krefter). Nøyaktighetsklasse 1 %.

Virkningen av en kraft kan konverteres til en endring i trykk (hydrauliske dynamometre). Det hydrauliske kraftmålesystemet inkluderer en sensorenhet med et helt lukket kammer og en indikeringsenhet. Kraften som virker på stemplet skaper trykk. I prinsippet kan alle trykkmålere (trykkmålere) brukes som indikasjonsinstrument. Oftest brukes mekaniske enheter. Nominelle krefter fra 200 N til 20 MN. Nøyaktighetsklasse 1 - 2%.

Dynamometerfeil skyldes følgende årsaker: ikke-linearitet av konverteringskarakteristikken, dens reproduserbarhet, hysterese, temperaturavhengighet av følsomhet og nullposisjon, kryp (elastisk ettervirkning).

Hovedparametre og dimensjoner generelle dynamometre, fjær med skala og digital leseenhet, designet for å måle statiske strekkkrefter, etablerer GOST 13837 "General purpose dynamometre. spesifikasjoner".

Målegrenser for dynamometre gitt av standarden: den største fra 0,10 til 500 kN, den minste - 0,1 fra den største grensen.

GOST 13837-79 sørger for produksjon av dynamometre med nøyaktighetsklasse 0,5, 1 og 2. Nøyaktighetsklassen bestemmes av den maksimalt tillatte grunnfeilen til dynamometeret, presentert som en redusert feil. Normaliseringsverdien i dette tilfellet er lik den største målegrensen.

Grensene for tilleggsfeilen til dynamometre forårsaket av endringer i omgivelsestemperaturen i driftstemperaturområdet som er forskjellig fra temperaturen under normale forhold, er: ikke mer enn 0,5 av hovedfeilen for hver 10 ° C - for dynamometre av 1. klasse; ikke mer enn 0,25 av den grunnleggende feilen for hver 10 ° C - for dynamometre av 2. klasse.

For kalibrering, verifikasjon og kalibrering av krafttransdusere benyttes kraftmålemaskiner/installasjoner, samt måleinstrumenter, som inkluderer referansedynamometre og kraftinnstillingsanordninger (presser). I henhold til deres funksjonelle formål blir de oppførte enhetene referert til som kraftmål.

Kraftmålemaskiner/installasjoner lar deg reprodusere eventuelle kraftverdier i det etablerte området eller en rekke diskrete verdier.

Avhengig av den konstruktive gjennomføringen er det direkte lastemaskiner, (spak, hydraulisk og kileformet) og kraftdelingsinstallasjoner.

Direkte belastning realiseres ved hjelp av vekter og jordens gravitasjonskraft.

Opprettelsen av skyldes det faktum at ved høye kraftverdier fører direkte belastning til en økning i feil og metallforbruk, og høye økonomiske kostnader. Men selv i blir verdien av kraften først satt ved hjelp av vekter, som deretter øker ved hjelp av ulik spaker ( opptil 1MN), stempelpar med forskjellige effektive områder ( opptil 10 MN) eller kileeffekt (opptil 5 MN?).

For å redusere kraften kan de samme designløsningene brukes som for å øke den, men med utveksling mindre enn 1. En slik løsning er imidlertid ikke økonomisk lønnsom og har begrenset funksjonalitet. Den mest akseptable løsningen for å dele kraften er en enhet med en endring i helningsvinkelen til aksen til en sylindrisk masse suspendert i en aerostatisk suspensjon (fig. 63).

Skrue, spak, hydrauliske, elektromekaniske, etc. brukes som kraftinnstillingsanordninger. trykker. Et av hovedkravene til kraftinnstillingsmidler er konstansen til den innstilte kraften over tid.

Massemåling. Ved veiing sammenlignes gravitasjonskraften med en kjent kraft opprettet på følgende måter:

Ved en last med kjent masse (klassisk metode);

Fjærspenning/kompresjon (fjærbalanse)

Deformasjon av stive elastiske elementer (deformasjoner måles ved hjelp av elektriske metoder (elektromekaniske skalaer);

Pneumatisk eller hydraulisk enhet (mål luft- eller væsketrykk);

Elektrodynamisk ved hjelp av en solenoidvikling i et konstant magnetfelt (den målte verdien er strømmen);

Nedsenking av kroppen i en væske (dybden av nedsenking avhenger av kroppens masse).

I denne sammenhengen skille skalaer mekanisk (spak, fjær, stempel), elektromekanisk (med kapasitive, tøyningsmotstandsdyktige, induktive og piezoelektriske forskyvnings- eller deformasjonstransdusere), optisk-mekanisk (med speil eller interferenspekeanordning), radioisotop (absorpsjon og spredt stråling). Hovedapplikasjonene er mekaniske og elektromekaniske vekter.

Krav til skalaer for statisk veiing er fastsatt av GOST 29329 - 92.

Vekter for statisk veiing er klassifisert i henhold til følgende kriterier.

Etter bruksområde(driftsformål) vekter er delt inn i: vogn; vogn; bilindustrien; monorail; kran; handelsvare; for veiing av husdyr; for veiing av mennesker; heis; for veiing av melk; bagasje; handel; medisinsk; porto.

Ved å veie nøyaktighet Nøyaktighetsskalaer er delt inn i 4 klasser: Klasse 1 - skalaer med spesiell nøyaktighet; 2 klasse - høy nøyaktighet; Karakter 3 - middels nøyaktighet; Karakter 4 - normal nøyaktighet. Standard GOST 29329 - 92 gjelder for ikke-automatiske skalaer med middels og konvensjonelle nøyaktighetsklasser.

Etter installasjonsmetode på operasjonsstedet er vektene delt inn i: innebygde, innstikksvekter (innstikksvekter er mobile vekter, hvis plattform er på samme nivå med gulvet i rommet), gulv, skrivebord, mobil, hengende, stasjonær.

Type balanseringsanordning skalaer skilles ut: mekanisk, elektromekanisk (elektronisk - begrepet "Elektroniske vekter" gjelder for skrivebordsvekter).

Mekaniske skalaer - skalaer der tyngdekraftsbalansen utføres ved hjelp av ulike mekanismer. Det er vekter, fjær, hydraulisk, pneumatisk. Vekter der overføringsenheten er en spak eller et system av spaker kalles spakvekter.

Elektromekaniske skalaer - skalaer med en balanseringsanordning i form av en transduser, der tyngdekraften omdannes til et elektrisk signal.

Etter type lastmottaksenhet Det er vekter: bunker, monorail, bøtte, transportbånd, krok, plattform.

I henhold til metoden for å nå likevektsposisjonen balanser skilles: med automatisk balansering, med halvautomatisk balansering, med ikke-automatisk balansering.

Avhengig av type leseenhet Det er skalaer: med en analog leseenhet (skive og skala), med en diskret leseenhet (digital).

GOST 29329-92-standarden sørger for følgende hovedtrekk ved vekter.

Verifikasjonsskalaintervall e- betinget verdi, uttrykt i masseenheter og som karakteriserer nøyaktigheten av skalaene.

Verifikasjonsdelingspris for nøyaktighetsklasse "middels" 0,1 g ≤ e≤ 2 g ved antall verifikasjonsavdelinger n= 100…10000 og e≥5 g kl n= 500…10000; for nøyaktighetsklasse "normal" e≥5 g kl n= 100…1000. (n- antall verifikasjonsavdelinger, definert som forholdet den største grensen for vekter til prisen for verifikasjonsavdelingen).

Verdier for bekreftelsesdivisjonsverdien ( e), skalaintervaller ( d) og prøveuttak ( d d) i masseenheter er valgt fra området: 1×10 a; 2×10 a og 5×10 a, der a er et positivt heltall, et negativt heltall eller null. Verdien av kalibreringsinndelingen til vektene uten hjelpeavlesningsinnretning skal tilsvare skaladelingsverdien for vekter med analog avlesningsanordning og avlesningsoppløsningen for vekter med digital indikering.

Verdien av divisjonsverdien eller oppløsningen til masseavlesningen, samt verdien av kalibreringsdelingsverdien er angitt på skalaene eller i driftsdokumentasjonen for dem.

størst(NIP) og minste(NmPV) veiegrenser- de største og minste verdiene av massen, hvor samsvaret til skalaene med kravene i forskriftsdokumenter er sikret.

Den maksimale vektgrensen (LEL) gitt av GOST 29329-92 er fra 200 g til 500 tonn (utvalget av LEL-verdier tilsvarer ikke serien med foretrukne tall).

Den minste veiegrensen - for nøyaktighetsklassen er gjennomsnittet tatt lik 20 e; for nøyaktighetsklasse ordinær - 10 e. Hvor e- prisen på verifikasjonsavdelingen.

Feilgrenser vekter er normalisert avhengig av NmPV og nøyaktighetsklassen og varierer fra 0,5∙e til 1,5∙e under den første verifiseringen hos foretakene: produsent og reparasjon. Under drift og etter reparasjon hos driftsbedriften - fra 1,0∙е til 2,5∙е. Feilgrenser nullstillingsenheter-±0,25 e.

Det finnes følgende typer balansevekter for måling av masse: laboratorium (analytisk, kvadrant, elektronisk, likearm), stasjonær urskive, tellevippe, plattformmobil (vekt, urskive, post).

Prinsippet for drift av en spakbalanse er å balansere momentet som skapes av gravitasjonskraften fra den målte massen, tyngdemomentet til vekten eller lasten.

Følgende transduseralternativer er implementert i balansevektene:

Med variabel balansemasse: spak med skala og vekter; spak med overliggende vekter;

Med variabel spaklengde: spak med bevegelige vekter; spak med rullevekt;

Variabel vinkel: kvadrant; motvekt.

Krav til parametrene til vekter for generell bruk er fastsatt av GOST 14004.

Avhengig av maksimal veiegrense er vekter for generell bruk delt inn i tre grupper: - stasjonære (opptil 50 kg); - mobil og mortise (50 - 6000 kg); - stasjonær (vogn, bil, heis) (fra 5000 til 200000 kg).

Minste veiegrense er 20 d (d-skala divisjonspris) for skrivebordsvekter og 5 % av P max for resten.

Spakvekter brukes sammen med vekter, som, avhengig av formålet, er delt inn i generell vekt, referanse og spesialvekt. Den siste gruppen inkluderer referansevekter (brukes for å forbedre avlesningsnøyaktigheten til laboratorievekter), betingede vekter (designet for å fullføre vekter og andre enheter med et forhold mellom armene til et spaksystem på 1:100), vekter innebygd i vekter, og vekter brukt i teknologiske vekter og dispensere.

Strukturelt er vekter for generell bruk laget i form av en ledning, en polygonal plate (trekantet, firkantet eller femkantet), en sylinder med et hode, et parallellepiped. Den nominelle verdien av massen til vekten er hentet fra et område med verdier 1·10 n , 2·10 n , 5·10 n (n er et hvilket som helst positivt eller negativt heltall). Standard GOST 7328 - 2001 "Vekter. Generelle spesifikasjoner" sørger for frigjøring av vekter som veier fra 1 mg til 5000 kg. Avhengig av produksjonstoleransen tildeles vekter nøyaktighetsklasser: E 1, E 2, F 1, F 2, M 1, M 2, M 3 (i synkende nøyaktighetsrekkefølge). Vekter kan leveres i form av sett, hvis sammensetning er dannet i samsvar med anbefalingene fra GOST 7328 - 2001.

Et eksempel på et symbol i dokumentasjonen for en vekt på 500 g med nøyaktighetsklasse F 1: Vekt 500 g F 1 GOST 7328-2001. Vekter satt: Sett (1 mg - 1 kg) E 2 GOST 7328 - 2001.

I fjærbalanser er det følsomme elementet en fjær (kompresjon, spenning, spiral, etc.), hvis deformasjon er proporsjonal med tyngdekraften. Tøyningsverdien måles direkte eller utsettes for en ekstra transformasjon.

I elektroniske vekter brukes to hovedtyper av sensorer som en primær omformer: piezokvarts og strekkmotstandsdyktig.

Skalaer danner en egen gruppe for veiing av kjøretøy i bevegelse . Generelle tekniske krav for dem er gitt i GOST 30414-96.

Standarden gjelder vekter designet for veiing i bevegelse eller for statisk veiing og veiing i bevegelse av følgende kjøretøy: jernbanevogner (inkludert tanker), traller, deres tog, biler, tilhengere, semitrailere (inkludert tanker), vogntog.

Tabell 7. Mekaniske vekter

Avhengig av utformingen av lastmottaksanordningen, kan den bestemme lasten umiddelbart fra hele bilen (tralle, bil, tilhenger, semitrailer) eller autonomt - samtidig eller etter tur - fra hver boggi, hjulpar (aksel) eller fra hvert hjul.

Avhengig av de normaliserte verdiene for metrologiske egenskaper, er skalaene delt inn i fire nøyaktighetsklasser: 0,2; 0,5; en; 2. Betegnelsen på nøyaktighetsklassen tilsvarer feilen som er tillatt under drift. Samtidig, i området fra LmLL til 35 % LEL inklusive, er dette den reduserte feilen, hvor normaliseringsverdien er 35 % LEL. I området over 35 % LEL til LEL, bestemmer nøyaktighetsklassen den relative målefeilen.

Under den første verifiseringen eller kalibreringen reduseres de tillatte feilene med 2 ganger.

Strømningsmåling

Strømningshastigheten er mengden stoff som strømmer gjennom en gitt del av rørledningen per tidsenhet. Skille mellom volum- og massekostnader. Strømningsmåleinstrumenter kalles strømningsmålere. Variasjonen av strømningsmålere bestemmes ikke bare av konstruktive løsninger, men også av driftsprinsippene som er implementert i dem. Vurder de mest brukte alternativene.

Volumtellere. Prinsippet for drift av volumetriske tellere er basert på direkte måling av volumene til det målte mediet ved å bruke målekamre med et kjent volum og telle antall porsjoner som har passert gjennom telleren. Den vanligste volumetriske telleren av flytende stoffer er en teller med ovale tannhjul (Fig. 64) Ovale tannhjul 1 og 2, plassert i hus 3, roterer på grunn av trykkforskjellen P 1 og P 2. For en omdreining av tannhjulene fylles målehulrommene, hvis volum er nøyaktig kjent V 1 og V 2 , to ganger og tømmes to ganger. Aksen til et av tannhjulene roterer tellemekanismen plassert utenfor huset 3. Teller karakterisert høy målenøyaktighet (feil 0,5 ... 1%), lavt trykktap, uavhengig av indikasjoner fra viskositet, betydelig dreiemoment. Ulempen med disse målerne er behovet for god filtrering av det målte mediet, samt et høyt nivå av akustisk støy.

Ris. 64. Diagram over en teller med ovale tannhjul

For å måle gassstrømmer brukes roterende gassmålere, hvis operasjonsprinsipp ligner på målere med ovale gir. De brukes til å måle strømninger fra 40 til 40 000 m/t og har nøyaktighetsklasse 2 og 3.

Volummålere for måling av væskestrøm inkluderer padletellere, karakterisert ved en øvre målegrense på 100 ... 300 m/t og nøyaktighetsklasser på 0,25 og 0,5.

Fartstellere lar deg stille inn strømningshastigheten i henhold til avhengigheten av rotasjonshastigheten til det aksiale eller tangentielle pumpehjulet på den volumetriske strømningshastigheten. Hvis en tachogenerator og et voltmeter er koblet i serie til impelleren (fig. 65), så kan strømningshastigheten bedømmes ut fra avlesningen av voltmeteret. Og du kan koble til turteller og måle forbruket i en viss tidsperiode. Instrumentnøyaktighetsklasser 1; 1,5; 2 ved strømningshastigheter 3…1300 m/t.

Figur 65 viser også en høyhastighetsmåler med tangentiell turbin 1. (Tall 2 angir et filter.) Slike målere brukes med en strømningshastighet på opptil 3 ... 20 m3/t og har en nøyaktighetsklasse på 2 og 3.

Gassstrømningsmålere. Et av de vanligste prinsippene for å måle strømmen av væsker, gass og damp er prinsippet om variabelt trykkfall over åpningen.

Fordelene med denne metoden er: enkelhet og pålitelighet, ingen bevegelige deler, lave kostnader, evnen til å måle nesten hvilken som helst strømningshastighet, muligheten til å oppnå kalibreringsegenskapene til strømningsmålere ved beregning.

Ris. 65. Skjema av en høyhastighetsteller med aksiale og tangentielle impellere.

1 - jetretter, 2 - overføringsmekanisme, 3 - telleanordning, 4 - kammer, 5 - ormepar, 6 - impeller.

I samsvar med prinsippet ovenfor er en innsnevringsanordning installert i rørledningen. Strømningshastigheten gjennom åpningen til åpningen er høyere enn før den, som et resultat av at det dannes et trykkfall på åpningen, målt med en differensialtrykkmåler. Avlesningen av differensialtrykkmåleren avhenger av strømningshastigheten i restriksjonen eller av strømningshastigheten. Skjemaer for standard innsnevringsanordninger og tilkoblingspunktene til grenene til differensialtrykkmåleren er vist i figur 66.

Ris. 66 Opplegg for innsnevringsanordninger: a) membran, b) standarddyse, c) Venturi-dyse, d) Venturi-rør

Strømningsmålere rundt (rotametre). I disse strømningsmålerne oppfatter det strømlinjeformede legemet (flottør, stempel, ventil, roterende plate, kule, etc., eksemplene i figur 67 og 68) en krafteffekt fra den motgående strømningen, som øker med økende strømningshastighet og beveger det strømlinjeformede legemet. Vekten av den strømlinjeformede kroppen eller kraften til fjæren tjener som motkraft. Strømningsmålere er utformet på en slik måte at bevegelsen til den strømlinjeformede kroppen er ledsaget av en endring i strømningsområdet for passasje av væske eller gass. I dette tilfellet fører en økning i strømningshastigheten til en økning i strømningsarealet. Som et resultat avtar strømningshastigheten. Slike negative tilbakemeldinger fører til stabilisering av posisjonen til den strømlinjeformede kroppen. Utgangssignalet til de betraktede strømningstransduserne er forskyvningen av den strømlinjeformede kroppen.

Ris. 67. Opplegg for å konvertere elementer av strømningsmålere a) flottør, b) ventil, c) stempel

Ris. 68. Skjermer av strømningsmålere rundt: a), b) - flytetype; c), d) - ventiltype; e) - stempeltype.

Betegnelser i figurene.

Figur a: 1 - konisk glassrør, 2 - flottør, 3 - flytestopp, 4 - skala.

Figur b: 1 - en sylindrisk flottør med et hull i midten, 2 - en fast stang med en konisk seksjon, 3 - et sylindrisk glassrør.

Figur c: 1 - ventil, 2 - ringformet membran, 3 - metallhus, 4 - stamme, 5 - kjerne av differensialtransduserelementet 7, 6 - ikke-magnetisk stålrør.

Figur d: 1 - luftgass, 2 - pneumatisk dyse, 3 - magnet, 4 - rør laget av ikke-magnetisk materiale, 5 - kjerne, 6 - ventil, 7 - belg.

Figur e: 1 - vekter, 2 - stempel, 3 - kjerne, 4 - induksjonsspole, 5 - kanal for tilførsel av utgangstrykk til overstempelrommet, 6 - rektangulært utløp fra understempelrommet.

Rotametre med et pneumatisk utgangssignal på 0,02 ..0.1 MPa produserer nøyaktighetsklasse 1.5 og 2.5.

I tillegg til de listede typene brukes strømningsmålere med variabelt nivå, elektromagnetiske, termiske (kalorimetriske) og andre strømningsmålere for strømningsmålinger.

Litteratur

1.Rannev G.G., Tarasenko A.P. Metoder og midler for måling - 2004.

2. Brindley K. Måleomformere. Referansehåndbok. - 1991.

3. Kozlov M.G. Metrologi og standardisering. Studieveiledning. - 2004.

4. Bolton. Metrologiingeniørens lommeguide. - 2002.

5. Hart Z. Introduksjon til måleteknologi. - 1998.

6. Dimov Yu.V. Metrologi, standardisering og sertifisering. Lærebok. - 2010.

1.Metoder og midler for å måle elektriske størrelser…………………………..1

1.1.Mål på elektriske størrelser………………………………………………………..1

1.2.Elektriske måleinstrumenter………………………………………………………….4

1.3 Oscilloskoper. Digitale instrumenter………………………………………..10

1.4.Analoge måletransdusere…………………………………..14

1.5.Måling av elektriske størrelser…………………………………………………17

2.Målinger av magnetiske størrelser…………………………………………………………………………25

3.Måling av ikke-elektriske mengder………………………………………………………...28

3.1.Måletransdusere………………………………………………… ...28

3.2 Målinger av lengder og vinkler…………………………………………………………..35

3.3. Temperaturmåling…………………………………………………………………..39

3.4.Trykkmåling………………………………………………………………….…46

3.5 Måling av kraft og masse………………………………………………………..50

3.6 Strømningsmåling……………………………………………………………… .55

ved hjelp av et akselerometer; måling av amplitude og frekvens av vibrasjoner

2. Sammenligning av en ukjent kraft med gravitasjon P \u003d mg: direkte lasting med eksemplariske vekter;

ved hjelp av hydraulisk transmisjon og eksemplariske vekter;

ved hjelp av spaker og eksemplariske vekter;

ved hjelp av spaker og en pendel

3. Måling av elastisk deformasjon

kropp i samspill med det ukjente

kjent kraft F= med |; av strekkmålere; ved hjelp av forskyvningssensorer 4. Sammenligning av den ukjente kraften med kraften av samspillet mellom strømmen og magnetfeltet F= / Inn jeg sin a ved hjelp av en elektrodynamisk exciter. Målingen av en variabel harmonisk kraft ved å bestemme amplituden og frekvensen av vibrasjoner til et legeme med kjent masse kan utføres med høy nøyaktighet. Masse kan måles med en feil som ikke overstiger noen få tusendeler av en prosent. Frekvensen av svingninger kan også måles med samme nøyaktighet. Oscillasjonsamplituden til et legeme med kjent masse kan måles med en feil som ikke overstiger noen få tideler av en prosent, som i hovedsak vil bestemme feilen ved måling av kraften ved denne metoden.

Metoden for å måle kraft ved å sammenligne en ukjent kraft med tyngdekraften brukes

brukes til nøyaktige målinger og gjengivelse av statiske og kvasistatiske krefter.

Metoden for direkte belastning brukes til å lage statlige primære standarder for kraftenheten, og reprodusere den med høyeste nøyaktighet.

Metoden for å sammenligne en ukjent kraft med tyngdekraften ved hjelp av spaker og referansevekter brukes til å lage eksemplariske midler i den andre kategorien for å måle kraft, for å sikre måling med en feil som ikke overstiger 0,2% av den målte verdien, så vel som i kraft meter med testmaskiner som gir kraftmåling med en feil , som ikke overstiger 1 % av den målte kraften i området 0,04 - 1 fra den øvre grensen til kraftmåleren.

Metoden for å sammenligne en ukjent kraft med tyngdekraften ved hjelp av hydraulisk transmisjon og eksemplariske vekter brukes også i eksemplariske midler av den andre kategorien for måling av kraft og i kraftmålere på testmaskiner. for er-

Friksjonsbrytere i hydraulisk transmisjon bruker et stempel-sylinder-par, der ett av elementene roterer i forhold til det andre.

Metoden for å sammenligne en ukjent kraft med tyngdekraften ved hjelp av spaker og en pendel brukes i kraftmålere til testmaskiner.

Alle midler for å måle kraft basert på metoder for å sammenligne en ukjent kraft med tyngdekraften er vanligvis faste installasjoner. Prosessen med sammenligning av krefter i disse installasjonene er mekanisert.

Å måle kraft ved å måle den elastiske deformasjonen til et legeme som samhandler med en ukjent kraft er den vanligste metoden som brukes i både stasjonære og bærbare midler for å måle statiske og tidsvarierende krefter. Denne metoden brukes i eksemplariske dynamometre av den første kategorien, som sikrer overføring av en kraftenhet fra statsstandarden til eksemplariske midler i den andre kategorien med en feil som ikke overstiger 0,1% av den målte kraften. I tillegg brukes denne metoden i arbeidsverktøy for måling av statiske og tidsvarierende krefter.

Metoden gjør det mulig å lage stasjonære og bærbare midler for måling av strekk- og trykkkrefter - dynamometre, som inneholder et elastisk element utstyrt med grep eller støtter for å inkludere det i strømkretsen. I det elastiske elementet oppstår det en reaksjonskraft som motsetter seg den målte kraften. Det elastiske elementet kan være elektrisk inaktivt eller elektrisk aktivt, dvs. det er også et følsomt element.

Det elastiske elektrisk inaktive elementet utfører rent mekaniske funksjoner. Den resulterende deformasjonen av det elastiske elementet oppfattes av et følsomt element, som enten kan være en strekksensor eller

en forskyvningssensor som konverterer den til en utgangsverdi.

Et elastisk, elektrisk aktivt element reagerer på feltet av mekaniske påkjenninger eller deformasjoner skapt av den målte kraften ved å endre dets elektriske eller magnetiske egenskaper. Elastiske, elektrisk aktive elementer inkluderer for eksempel piezoelektriske og magnetoanisotropiske.

For å oppnå optimal metrologisk ytelse til et dynamometer, må flere prinsipper følges.

Prinsippet om strukturell integritet. Den målte kraften skal overføres i et dynamometer gjennom et kontinuerlig medium av ett materiale. Brudd på kontinuiteten i utformingen av det elastiske elementet er årsaken til friksjon mellom de parende elementene. Knyttet til denne friksjonen er kraftmålingsfeil som kan være betydelige.

Prinsippet om integrering. Dynamometeret er mer nøyaktig, jo bedre det følsomme elementet er fordelt over tverrsnittet av det elastiske elementet. For dette formål brukes gjennomsnittsberegning - integrering av stress eller deformasjon av et elastisk element, som kan karakteriseres enten som imaginært eller som ekte.

Med imaginær integrasjon blir hele spennings- eller tøyningsfeltet, og dermed den målte kraften, bedømt av staten på ett punkt i dette feltet. I dette tilfellet antas det at innenfor det begrensede området til det elastiske elementet er det et visst mekanisk felt, som ikke avhenger av kraftpåføringspunktet. Dette gjør det mulig å bruke ett føleelement. Designløsninger som gir imaginær integrasjon er fjerning av de kraftmottakende delene av det elastiske elementet fra plasseringen av det følsomme elementet, og begrenser området for mulige kraftpåføringspunkter.