1.5. Содержание отчета

1. Цель работы;

2. Схему установки;

3. Результаты измерений, сведенные в таблицу;

4. Графики, построенные по результатам измерений;

5. Вывод.

1.6. Контрольные вопросы

1. Принцип действия потенциометрического датчика давления.

2. Принцип действия индуктивного датчика давления.

3. Погрешности исследуемых датчиков давления и методы их уменьшения.

4. Конструкция датчиков давления.

5. Перечислите погрешности манометров с потенциометрическими датчиками.

6. Перечислите погрешности манометров с индуктивными датчиками.

7. Методы устранения погрешностей манометров различного типа.

Литература

1. Боднер В.А. “Приборы первичной информации”. М. Машиностроение, 1981 г.

2. Дорофеев С.С. Авиационные приборы. М.: Воениздат, 1992 г.

3. Панфилов Д.И. Иванов В.С. Датчики фирмы “ Motorola”. М.: Додэка, 2000 г.

4. Уолт Кестер. Учебник фирмы Analog Devices. / Перевод с английского - Горшков Б.Л., Санкт-Петербург: Автекс, 1998 г., электронная версия.

Лабораторная работа № 2 исследование приборов для измерения скорости вращения

2.1. Цель работы

Целью лабораторной работы являются изучение принципов работы электрических тахометров, ознакомление с конструкцией, экспериментальное определение характеристик.

2.2. Краткая теоретическая часть

2.2.1. Назначение и типы тахометров

Прибор, предназначенный для измерения частоты вращения, называется тахометром. В авиации тахометры применяются для измерения частоты вращения силовых агрегатов, а также вала двигателя. Частота вращения вала силовой установки летательного аппарата является важнейшим параметром, по которому судят о тяге или мощности двигателя, о динамической и тепловой напряженностях.

Наибольшее распространение получили следующие методы измерения частоты вращения по принципу действия чувствительного элемента (ЧЭ):

– центробежные, в которых ЧЭ реагирует на центробежную силу, развиваемую неуравновешенными массами при вращении вала;

– магнитоиндукционные, основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от частоты вращения;

– электрические постоянного, переменного или импульсного тока, основанные на зависимости генерируемого напряжения от частоты вращения;

– фотоэлектрические, основанные на модуляции светового потока вращающимися элементами и др.

Магнитоиндукционные, тахометры нашли наиболее широкое применение в современной авиации.

2.2.2. Принцип работы магнитоиндукционного тахометра

Принцип действия магнитоиндукционных тахометров основан на явлении наведения вихревых токов в металлическом теле вращающемся в магнитном поле (или в неподвижном теле, находящемся во вращающемся магнитном поле).

Магнитоиндукционные тахометры бывают двух типов: с цилиндрическим ЧЭ (рис. 2.1 а) и с дисковым ЧЭ (рис. 2.1 б).

Рис. 2.1

а – тахометр с полым цилиндром; б – тахометр с диском; 1 – магнит; 2 – чувствительный элемент; 3 – термомагнитный шунт; 4 – магнитопровод.

Индукционные тахогенераторы редко применяются как измерительные приборы вследствие больших погрешностей, но они незаменимы в качестве датчиков угловой скорости в системах автоматики.

Рис. 2.2 Кинематические схемы магнитоиндукционных тахометров:

а – с полым цилиндром; б – с диском; 1 – чувствительный элемент; 2 –магнит; 3 – магнитопровод.

К ним относятся магнитоиндукционные тахометры, которые бывают двух типов: с чувствительным элементом в виде тонкостенного электропроводящего полого цилиндра 1 (рис. 2.2 а), помещенного в зазоре между вращаемым магнитом 2 и магнитопроводом 3, или с чувствительным элементом в виде диска 1 (рис. 2.2 б), помещенного в зазоре между вращаемыми цилиндрическими магнитами 2. Обычно постоянные магниты вращаются с частотой, пропорциональной измеряемой частоте вращения вала двигателя, а чувствительные элементы (цилиндры и диски) закреплены на самостоятельных осях и могут поворачиваться лишь на некоторый угол, ограниченный спиральной противодействующей пружиной П.

При вращении магнитной системы в теле чувствительного элемента (ЧЭ) за счет магнитной индукции наводится ЭДС, прямо пропорциональная скорости вращения магнита:

(2.1)

где k₁ – коэффициент, зависящий от индукции магнитного потока, пронизывающего ЧЭ;

п_m – угловая скорость вращения магнита.

ЭДС, индуцированная в ЧЭ, вызывает появление в нем индукционных токов i, величина которых зависит от ЭДС, вызвавшей их, числа пар полюсов магнита, размеров и материалов ЧЭ. Индукционные токи, в свою очередь, создают магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей ЧЭ и постоянных магнитов возникает вращающий момент, стремящийся повернуть ЧЭ вслед за вращающимся магнитом. Вращающий момент, действующий на элемент, пропорционален величине индуцированного в нем вихревого тока, а следовательно, и скорости вращения магнита:

(2.2)

где k₂ – постоянный коэффициент пропорциональности.

Под действием вращающего момента ЧЭ поворачивается и закручивает пружину П, создающую противодействующий момент, пропорциональный углу закручивания пружины:

(2.3)

где с – жесткость пружины;

 – угол закручивания пружины.

На одной оси с ЧЭ укреплена стрелка, угол отклонения которой пропорционален угловой скорости вращения постоянного магнита.

Угол поворота стрелки прибора определяется равенством моментов откуда

(2.4)

где – коэффициент, зависящий от жесткости пружины, конструкции и материала магнита и ЧЭ.