2. Матеріали, інструмент, обладнання

Діюче лабораторне устаткування з поступально рухомим або обертовим робочим органом. Реохордний датчик з обгумованим шківом і пружинним вузлом притискання. Регулюєме джерело постійного струму для живлення реохордного датчика. Апаратура, яка реєструє (осцилограф або самописний прилад). Вимірювальна лінійка та трансформатор.

3. Порядок виконання роботи.

1. Зібрати вимірювальну схему.

2. Встановити живлячу напругу реохорда.

3. Відрегулювати необхідне відхилення показань приладу, який реєструє.

4. Включити механізм і записати осцилограму переміщень з нанесенням на неї відміток часу.

5. Виконати завчасну обробку осцилограм з таруванням.

6. На основі осцилограми побудувати графік переміщення робочого органу за певний цикл його руху.

7. За допомогою графічного диференціювання побудувати графік швидкості та прискорення робочого органу.

8. Зробити відповідні висновки про характер руху робочого органу (рівномірність руху, зазори, можливі моменти виникнення великих динамічних навантажень і т. д.).

9. Скласти звіт про виконану роботу.

4. Зміст роботи

Збирання вимірювальної апаратури виконується у відповідності зі схемою, зображеною на рис.3.1.

Живлячу напругу реохордного датчика визначають за формулою, В:

де - допустима сила струму, що проходить гальванометром (встановлюється за паспортом гальванометра), А;

R ,R - опір відповідно змінного та постійного резисторів, Ом;

r - опір гальванометра, Ом.

При повному опорі резисторів 2 включити живлення вимірювальної схеми та регулюванням опору цього резистора при обертанні на повний оберт шківу реохордного датчика встановити необхідне відхилення показань приладу, який реєструє. Не виключається можливість кінцевого коректування живлючої напруги.

Включити механізм та записати осцилограму переміщень робочого органа. Величина та характер переміщення встановлюється конкретно при безпосередньому виконанні лабораторної роботи.

Рис. 3.2 – Осцилограма переміщення

На рис.3.2 зображена характерна осцилограма при вимірюванні переміщень за допомогою реохордних датчиків. Запис виконано з урахуванням повернення робочого органу в початкове положення. Із зовнішнього вигляду осцилограми виходить, що рух нерівномірний із зупинкою перед реверсуванням. Якщо реохордний датчик не містить зазорів, то ця пауза пояснюється тільки зазорами в передачах механізму або часом переключення механізму з прямого ходу на зворотній. Із осцилограми також видно, що реохорд зробив два з лишнім оберту при прямому русі робочого органу і таку ж кількість обертів при зворотнім. Якщо не має у реохорда підвищуючої чи понижуючої передачі, то таку ж кількість обертів зробить і шків реохорда. В цьому випадку при поступовому русі робочого органу можна визначити пройдений ним шлях в одному напрямі за формулою, мм:

де - зовнішній діаметр шківа реохордного датчика, мм;

- максимальне відхилення показань приладу за повний

оберт реохордного датчика, мм;

₂ – відхилення показань приладу при проміжному положенні реохорда, мм.

Якщо датчик містить підвищуючу передачу, пройдений робочим органом шлях, мм:

де і - передаточне відношення підвищуючої передачі.

Для випадку, коли на осцилограмі записане кутове переміщення робочого органа (наприклад, барабана) та датчик не має підвищуючої чи понижучої передачі, повний кут оберту робочого органу:

де - діаметр барабана, мм.

Після визначення величини переміщення знаходять час прямого руху , паузи та зворотного руху t , користуючись відмітками часу на осцилограмі.

Визначивши зазначені параметри, будують графік переміщення (рис.3.3) шляхом додавання відрізків АБ, ВГ, ДЕ і т. д. осцилограми (див. рис.3.2) у вільному масштабі по переміщенню М_S та часу М_I. Вісь абсцис розбиваємо на вільну кількість рівних відрізків (у даному випадку, на десять).

Для побудови діаграми аналогів швидкостей використовуємо залежність:

яка дозволяє визначити швидкість диференціюванням кривої Для цього продовжуємо вісь абсцис (рис.3.3) вліво та відкладаємо вільний відрізок (01), рівний к. Далі в точках 1', 2', ..., 11' кривої проводимо дотичні лінії, а через т. О – промені 01", 02", ..., 11", паралельні проведеним дотичним лініям. Промені 01", 02", ..., 11" відсікають на осі S відрізки (1-2"), (1-3"), ..., (1-11"), пропорційні швидкостям V в положеннях 1, 2, ..., 11. Тоді отримуємо:

де - кут нахилу дотичної, проведеної у відповідній точці кривої

Помножимо та поділимо вираз (3.1) на величину, рівну k :

Величина k∙tg для дотичних, проведених у різних точках, дорівнює відрізкам (1-2"), (1-3"), ..., (1-11"), що відсікаються променями 01", 02", ..., 11" на осі S. Отже, швидкості V пропорційні відрізкам (1-2"), (1-3"), ..., (1-11"), виміряних в міліметрах. Масштаб швидкостей із рівняння (3.2) слідуючи:

Одержані відрізки, пропорційні швидкості V відкладаємо на відповідних ординатах діаграми V= V(t) (рис.3.4).

Рис. 3.3 – Графік переміщення робочого органу

Для цього, як і для визначення швидкостей V, відкладаємо відрізок 0'1, рівний K, у точках 1, 2', ..., 11' кривої V = V( t ) проводимо дотичні, а через точку 0' - промені 01", 02", ..., 11", паралельні проведеним дотичним. В деяких випадках належить брати для аналізу додаткові точки, так як може виявитися, що максимальне значення прискорення будє мати місце поміж двох положень. У нашому випадку для аналізу взята точка А, тому що вона буде мати найкрутішу дотичну, котра визначає прискорення. По аналогії з графіком швидкостей будемо мати:

де - кут нахилу дотичної, проведеної в відповідній точці кривої V = V(t)

Тому що величина k∙tg для дотичних, проведених в різних точках, дорівнює відрізкам (1-2"), (1-3"), ..., (1-11"), то відповідно прискорення дорівнюють відрізкам (1-2"),(1-3"),...,(1-11") і т.д., виміряним в міліметрах та помноженим на масштаб μ_а, який можна визначити за формулою, м∙с²/мм:

Рис. 3.4 – Графік швидкості робочого органу

Отримані відрізки, пропорційні прискоренню а, відкладаємо на відповідних ординатах діаграми а = а( t) (рис.3.5).

Рис. 3.5 – Графік прискорення

Для перевірки правильності побудови можна користуватися очевидною умовою, що швидкість V повинна бути рівна нулю (див. рис.3.4) положення (5,6), коли переміщення S (див. рис.3.3) має максимальне значення; так само прискорення а буде рівно нулю в положенні, коли швидкість V має максимальне значення.