Министерство образования Российской Федерации
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра
экспериментальной физики
атмосферы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
по курсу
“Методы и средства гидрометеорологических измерений”.
ИСЛЕДОВАНИЕ АМЕМОРУМБОМЕТРА М-63М
Направление - гидрометеорология
Специальность - метеорология
Санкт - Петербург
2001
УДК 551.508
Исследование анеморумбометра М-63м. Лабораторная работа № 11 по курсу “Гидрометеорологические измерения”. СПб.: РГГМУ, 2001, 21 с.
Описание лабораторной работы содержит теоретические сведения, необходимые для работы с анеморумбометром М-63м и перечень практических операций, выполняемых студентами. Особое внимание обращено на изучение принципиальной электрической схемы анеморумбометра.
|
|
Составитель: В.И. Бекряев, доцент Н.О. Григоров, доцент Редактор: А.Д. Кузнецов, профессор
|
© Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2001.
Цель работы: изучения принципа действия и устройства анеморумбометра, выполнение операции поверки и контроля, снятие осциллограмм в различных точках схемы, приобретение начальных навыков по эксплуатации.
Описание установки
Анеморумбометр М - 63М предназначен для дистанционных измерений: - мгновенной скорости ветра Vмнг в диапазоне от 1,5 до 60 м/с;
максимальной скорости ветра Vmax за промежуток между сроками наблюдения в диапазоне от 3 до 60 м/с;
средней за 10 мин скорости ветра в диапазоне от 1 до 40 м/с;
направление ветра в диапазоне от 0 до 360 град.
Анеморумбометр М-63М входит в автоматическую станцию М-106 (УАТГМС) как составная часть.
Установка состоит из датчика, измерительного пульта. Более подробные сведения об установке можно найти в учебном пособии /1/, техническом описании /2/, и справочнике /3/.
Принцип действия
Измерение параметров ветра основано на использовании известных зависимостей частоты вращения воздушного винта от скорости потока и положения свободно ориентирующейся флюгарки от направления ветра. При этом скорость ветра представляется в виде частоты следования, а направление ветра в виде фазового сдвига последовательности электрических импульсов.
Устройство датчика
Устройство датчика представлено на рис. 2 (в подписи к рисунку даны необходимые пояснения).
1 - винт-ветроприемник,
2 – флюгарка,
3, 3’ - пара конических шестерен, коэффициент передачи которых 1: 1,
4 - медный стаканчик, скрепленный с шестерней 5 ,
5, 5’ - ферритовые стержни - подвижные элементы импульсаторов. Они вращаются вместе с шестернями.
Иоп , Иос , Исд - импульсаторы. Иоп – импульсатор опорной серии, Иос – импульсатор основной серии, Исд – импульсатор сдвинутой серии.
6, 6’ - герконы. Замыкаясь при повороте магнита 7, вырабатывают сигнал о повороте флюгарки
7 - постоянный магнит. Поворачивается с флюгаркой.
Рассмотрим кинематику датчика. Пусть в исходный момент флюгарка ориентирована в плоскости рисунка. Внутри корпуса флюгарки расположены также импульсаторы - Иоп, Иос, Исд. При вращении винта 1 происходит вращение шестерни 3 и медного стаканчика 4 с укрепленным в его стенках ферритовым стерженьком 5. Через шестерню 3’ вращение передается связанному с ней стержню 5’. При каждом обороте винта стержни 5, 5’ проходят одновременно над неподвижными сердечниками трансформаторов Иоп и Иос, а стержень 5’ - над сердечником Исд со сдвигом по фазе на 1800. Во время прохождения ферритового стержня над сердечником импульсатора в последнем вырабатывается электрический импульс.
Повернем теперь флюгарку на угол φ, отсчитанный от плоскости рисунка. Теперь стержни 5 и 5’ проходят над импульсаторами Иоп и Иос уже не одновременно. При повороте флюгарки на угол φ шестерня 3’ дополнительно повернется на тот же угол. Вследствие этого совпадения ферритового стержня 5’ с импульсатором Иос (основная серия) будут происходить с фазовым сдвигом φ, а 5’ и Исд (сдвинутая серия) со сдвигом φ+1800 по сравнению с моментом совпадения 7 и 8 (опорная серия). Этот сдвиг по фазе является мерой угла поворота флюгарки, т. е. направления ветра. Импульсы, вырабатываемые импульсаторами, показаны на рис. 2.
