Конструирование устройства для измерения углового перемещения
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
еречного электрического поля и разности потенциалов в проводнике или полупроводнике, по которым проходит электрический ток, при помещении их в магнитное поле, перпендикулярное к направлению тока. На основе данного эффекта создают датчики измерения магнитных полей.
1.1.5 Ядерные взаимодействия
Эффект Штарка. Расщепление спектральных линий атома в постоянном электрическом поле для атомов, имеющих ненулевые дипольные моменты, сдвиг линий пропорционален напряженности поля Е, т.е. в зависимости от направления поля частота будет или возрастать, или убывать; для неполярных диэлектриков сдвиг линий пропорционален Е. Это объясняется тем, что молекула или атом приобретают дополнительную энергию вращения. Это явление может быть использовано в целях измерений; например, в измерениях, связанных с определением e (влажность, состав, структура и т.д.).
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Качественно аналогичен ЭПР, но отличается количественно. На основе ЯМР разработаны методы измерения напряженности магнитных полей (магнитометры), методы контроля хода химических реакций.
.2 Приборы и способы измерения угловых перемещений
Для измерения углов поворота применяют приборы, называемые клинометрами. В настоящее время наибольшее распространение имеют клинометры с уровнем Стопани и маятниковые клинометры конструкции Н. Н. Аистова.
Условные обозначения:
- станина;
- уровень;
- пластинчатая пружина;
- микрометренный винт;
- диск;
- струбцина
- корпус;
- маятник;
- микрометренный винт;
-диск.
Рисунок 1 - Клинометр
Этими приборами можно измерять углы поворота только в вертикальной плоскости при статических испытаниях. Клинометр с уровнем представляет собой станину, к которой слева шарнирно прикреплен уровень 2, поддерживаемый пластинчатой пружиной 3. Правый конец уровня микрометренным винтом 4 можно перемещать в вертикальной плоскости. К микрометренному винту жестко прикреплен диск с делениями 5. Прибор закрепляют на испытуемой конструкции струбциной 6, соединенной шаровым шарниром со станиной. Для измерения угла поворота конструкции к ней в определенной точке струбциной прикрепляют клинометр. Продольная ось уровня должна находиться в плоскости измеряемого угла поворота. Уровень посредством шарового шарнира устанавливают в горизонтальное положение. Для точной установки уровня пользуются микрометренным винтом [5].
Это положение фиксируют снятием отсчета по шкале диска 5, показывающего долю оборота винта. При повороте конструкции вследствие ее загружения испытательной нагрузкой уровень повернется на тот же угол. Для определения угла поворота уровень микрометренным винтом возвращают в горизонтальное положение и снова снимают отсчет. Разность отсчетов, умноженная на шаг винта, дает величину перемещения конца уровня.
.3 Характеристики измерительных преобразователей неэлектрических величин
Зависимость выходной величины измерительного преобразователя у от входной х выражается уравнением преобразования у =f (х) Уравнение преобразования (функцию преобразования) обычно приходится находить экспериментально, т. е. прибегать к градуировке преобразователей. Результаты градуировки выражаются в виде таблиц, графиков или аналитически [6].
Часто у преобразователей выходной сигнал у зависит не только от входной измеряемой величины х, но и от внешнего фактора Z , т. е. функция преобразования в общем виде,y =f(х, Z).
В этом случае при градуировке определяется ряд функций преобразования при разных значениях Z.
Знание функций преобразования при разных значениях влияющего фактора позволяет тем или иным способом (введением поправки, автоматической коррекцией) учесть влияние внешнего фактора. Например, электрическая проводимость к растворов электролитов зависит от концентрации С и температуры t. Поэтому при использовании зависимости к =f(С) для определения концентрации нужно либо поддерживать температуру раствора постоянной, либо вводить поправки (расчетным путем или автоматически), зная влияние температуры на эту зависимость.
Важными характеристиками преобразователя являются его погрешности и чувствительность.
Основная погрешность преобразователя может быть обусловлена принципом действия, несовершенством конструкции и технологии изготовления и проявляется она при номинальных значениях внешних факторов.
.4 Датчики давления
Приборы для измерения давления - манометры - можно разбить на три группы. Первую группу составляют жидкостные манометры. Эти приборы имеют два сообщающихся сосуда, заполненных жидкостью. На поверхность жидкости в одном сосуде действует измеряемое давление. Это изменяет уровень жидкости в другом сосуде. Разность уровней Dh пропорциональна разности давлений p1-p2 действующих в сосудах:
, (1)
где r - плотность жидкости;
g - ускорение свободного падения.
Ко второй группе относятся пружинные манометры. В этих манометрах измеряемое давление подается на манометрическую пружину и деформирует её на величину (перемещение), пропорциональную давлению. В качестве манометрической пружины используются сильфон, мембрана или трубчатая пружина (трубка Бурдона). Деформация пружины с помощью преобразователя перемещения преобразуется в электрическую величину. В данном курсовом проекте, для создания датчика давления, исп?/p>