Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
Московский Авиационный Институт
(Национальный Исследовательский Университет)
Кафедра 305
Дисциплина:
"Электротехника"
"Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра"
Выполнил студент группы 03-211
Падерин Ф.Г.
Принял: Мельников В.Е.
Содержание
Введение.2
. Теоретическая часть.3
.1 Вольтметр.3
.2 Акселерометр.5
.3 Схематичный набросок исследуемого милливольтметра с размерами.8
. Расчетная часть.9
.1 Исходные данные.9
.2 Расчет характеристик милливольтметра.10
.2.1 Расчет электрического момента :10
.2.2 Расчет коэффициента жесткости пружины 12
.2.3 Расчет суммарного момента инерции 12
.2.4 Расчет коэффициента демпфирования 16
.2.5 Заключение расчетной части, расчет и :18
. Модификация милливольтметра в маятниковый акселерометр.20
Введение
милливольтметр акселерометр маятниковый модификация
Целью данной работы является функциональная модернизация магнитоэлектрического милливольтметра от исходной функции измерения напряжения на входных зажимах прибора к функции измерения ускорения. Такая модернизация проводится последовательно два этапа:
Расчет основных характеристик милливольтметра.
Изменение компоновки и взаимодействия функционально и конструктивно необходимых элементов измерительного прибора (и.п.), опираясь при этом на предварительно рассчитанные основные характеристики и.п.
1. Теоретическая часть
.1 Вольтметр
Вольтметр - измерительный прибор определяющий, с заданной точностью, разность электрических потенциалов на своих входных зажимах.
Вольтметры бывают:
Электромеханические - магнитоэлектрические, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
Электронные - аналоговые и цифровые;
Рассмотрим схематическое изображение аналогового (электромагнитного) вольтметра.
Рис. 1 Аналоговый Вольтметр
- Постоянный магнит.
- Магнитопровод.
- Неподвижный сердечник.
- Подвижная прямоугольная катушка (рамка). Намотанный медный или алюминиевый провод на алюминиевом каркасе.
,6 - Полуоси удерживающие катушку.
,8 - Спиральные пружины, предназначенные для создания противодействующего момента, также используемые для подачи измеряемого тока.
- Стрелка, жестко закрепленная с рамкой.
- Балансиры.
Электрокинематическая схема электромагнитного вольтметра.
- Подвес, ось вращения.
- Катушка, каркас.
- Спиральная пружина, токоотвод.
- Магнитная система.
- Корпус.
Структурная схема вольтметра.
- Ток в катушке.
- Магнитная индукция в рабочем зазоре.
- Ширина магнитного потока через который проходит катушка и каркас.
- Количество витков.
- Плечо силы Ампера, действующей на обмотку, каркас.
- Электрический момент.
- Суммарный момент инерции.
- Коэффициент демпфирования.
- Коэффициент жесткости пружины.
- Угол отклонения.
1.2 Акселерометр
Акселерометр - измерительный прибор определяющий проекцию кажущегося ускорения (разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением, точнее ускорением свободного падения).
Акселерометры бывают:
Осевые
Маятниковые
Пьезоэлектрические
Переменной емкости
и т.д.
Рассмотрим схематическое изображение маятникового компенсационного акселерометра.
Принцип действия акселерометра изображенного на Рис. 2 во многом подобен принципу действия вольтметра показанного на Рис. 1, а именно:
Рис. 1
При ускорении систему, с которой связан акселерометр, катушка, вследствие смещенного, относительно оси подвеса, центра тяжести, совершает вращательные движения. Датчик положения маятника регистрирует угол отклонения, и передает по цепи соответствующее напряжение, источником эдс является батарея, также на рисунке представлен усилитель(усиливающий до необходимого уровня напряжение). При вращении катушки в ней индуцируется ток, Рис. 2 Акселерометр маятникового типа создающий демпфирующий эффект.
Электрокинематическая схема маятникового компенсационного акселерометра.
Рис. 2 Акселерометр маятникового типа
ЧЭ - маятник совершает угловое движение относительно оси Y.
Угол поворота ? маятника относительно оси Y контролируется датчиком угла.
m - центр тяжести ЧЭ, на расстоянии l от оси Y подвеса.
U1 - сигнал с выхода преобразователя угла ?, в электрический сигнал. Ду датчик угла с коэффициентом преобразования Кду,
U1=Kду?
ДМ - датчик момента - преобразователь электрического сигнала (тока) в момент силы - Му.
- Му=Кдмi, момент обратной связи, уравновешивающий инерционный момент Ми = maxl.
Выходной сигнал акселерометра определится:
Uвых = Rнi
Структурная схема компенсационного акселерометра.
- Проекция смещения подвеса на ось.
- Масса подвеса.
- Расстояние от центра тяжести подвеса до оси вращения.
- Инерциальный момент.
- Момент инерции.
- Коэффициент демпфирования.