- •Вимірювання неелектричних величин
- •Основні поняття та визначення
- •1.1 Реєстрація фізичних величин
- •1.1.1 Способи сприйняття відомостей про об’єкти дослідження
- •1.1.2 Способи реєстрації значень фізичних величин
- •1.1.3 Перетворення фізичних величин
- •1.2.Основні поняття вимірювань
- •1.2.1. Вимірювання і вимірювальна інформація
- •1.2.2. Вимірювальні сигнали, перетворення вимірювальних сигналів, форми вимірювальної інформації
- •1.2.3. Принцип, метод, режим, алгоритм і процес вимірювання
- •1.2.4 Методики виконання вимірювань
- •1.2.5. Лічба, контроль, розпізнавання образів, діагностика стану об'єктів і їх зв'язок з вимірюваннями
- •1.2.6. Засоби, методи і алгоритми контролю
- •1.3. Класифікація вимірювань
- •1.3.1. Види вимірювань за способом одержання вимірювальної інформації
- •1.3.2. Абсолютні і відносні, аналогові і цифрові, звичайні та статистичні вимірювання
- •1.3.3. Класифікація методів вимірювань згідно з дсту 2681-94
- •1.4. Засоби вимірювальної техніки
- •1.4.1. Класифікація засобів вимірювань
- •1.4.2. Класифікація вимірювальних приладів
- •1.4.3. Поняття еталона, зразкових і робочих засобів вимірювань
- •1.4.4 Класифікація вимірювальних перетворювачів
- •1.5. Структура засобів вимірювань
- •1.5.1. Принцип дії, вимірювальне коло і види схем засобів вимірювань
- •1.5.2. Структурні схеми і види перетворень
- •1.5.3. Узагальнена структурна схема вимірювальної інформаційної системи
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання геометричних розмірів
- •2.1 Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2.2 Вимірювання товщини шару покриття
- •2.3 Вимірювання рівнів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання механічних зусиль
- •3.1 Загальні відомості
- •3.2 Вимірювання механічних напружень
- •В цьому випадку температурна похибка також виключається, а чутливість мостового кола збільшується в двічі.
- •3.3 Вимірювання механічних сил та тиску
- •Якщо досягається рівність між крутним та компенсувальним моментами
- •3.4 Вимірювання крутних моментів
- •Вимірювання параметрів руху твердих тіл
- •4.1 Загальні відомості
- •4.2 Вимірювання параметрів лінійного руху
- •4.3 Вимірювання параметрів вібрацій
- •4.4 Вимірювання параметрів обертового руху
- •З певним наближенням можна вважати, що амплітуда вихідних імпульсів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин
- •5.1 Загальні відомості
- •5.2 Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •5.3 Вимірювання концентрації водневих іонів, рH-метри
- •5.4 Аналіз складу газів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання електричних величин
- •Вимірювання малих напруг, струмів і зарядів
- •6.1 Вимірювані величини і методи вимірювань
- •6.2 Безпосередні вимірювання малих напруг, струмів та зарядів. Гальванометри
- •6.3 Межа чутливості електромеханічних приладів
- •6.4 Вимірювання малих напруг, струмів та зарядів, що грунтуються на їх попередньому підсиленні
- •6.5 Межа чутливості електричних підсилювачів малих сигналів
- •6.6 Боротьба з завадами при вимірюванні малих сигналів
- •Контрольні запитання:
- •Лекція7 методи вимірювань високих напруг і великих струмів
- •7.1 Загальні положення, методи вимірювань
- •7.2 Вимірювання струмів і напруг методом масштабного перетворення
- •7.2.1 Вимірювання великих струмів
- •7.2.2 Метод паралельного з’єднання шунтів
- •7.2.3 Вимірювання високих постійних і змінних напруг
- •7.3 Вимірювання високих напруг електромеханічними приладами
- •7.4 Електромагнітні методи
- •7.4.1 Вимірювання струмів, що грунтуються на гальваномагнітних ефектах
- •Прилади з немагнітним інтегруючим контуром. Прилади з немагнітним інтегруючим контуром складаються з ряду пх, що оточують шину зі струмом (рис. 7.7). Для цього випадку справджується наближене рівняння
- •7.4.2 Вимірювання струмів методом ядерного магнітного резонансу (ямр)
- •7.4.3 Метод компарування
- •7.5 Електрофізичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.5.1 Газорозрядний метод
- •Електродами
- •7.5.2 Метод прискоення заряджених частинок
- •7.5.3 Електрооптичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.6 Вимірювання великих струмів, що базуються на ефекті Фарадея
- •7.7 Вимірювання високих напруг з використанням електрооптичних ефектів Керра і Поккельса
- •Контрольні запитання:
- •Методи вимірювань потужності і енергії
- •8.1 Потужність, енергія і методи їх вимірювань
- •8.2 Вимірювання енергії за допомогою електро-механічних перемножувачів
- •8.3 Вимірювання енергії однофазного змінного струму. Індукційні лічильники електроенергії
- •8.4 Вимірювання енергії за допомогою електронних перемножувачів
- •8.4.1 Модуляційний метод вимірювання потужності
- •Модуляційним методом
- •8.4.2 Вимірювання потужності методом статистичних випробувань (метод Монте-Карло)
- •8.5 Калориметричний (тепловий) метод вимірювання потужності й енергії
- •Контрольні запитання:
- •Лекція9 методи вимірювань кута фазового зсуву
- •9.1 Основні поняття та визначення
- •9.2 Вимірювання кута фазового зсуву методами прямого перетворення
- •9.2.1 Вимірювання кута фазового зсуву осцилографічними методами
- •Та синусоїдної розгорток
- •9.2.2 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на струм чи напругу
- •9.2.3 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на код
- •9.3 Вимірювання кута фазового зсуву методом зрівноважувального перетворення
- •9.4 Кореляційний та ортогональний методи вимірювання кута фазового зсуву
- •Кфз кореляційним методом
- •Контрольні запитання:
- •Лекція10 магнітні вимірювання
- •10.1 Основні магнітні величини та їх міри
- •10.2 Вимірювальні перетворювачі магнітних величин
- •Квантові перетворювачі базуються на використанні атомних, ядерних та електронних резонансних явищ , що виникають при збудженні атомів деяких речовин зовнішнім магнітним полем.
- •10.2.1 Індукційні та фероіндукційні перетворювачі
- •10.2.2 Гальваномагнітні перетворювачі
- •10.2.3 Квантові перетворювачі
- •10.3 Вимірювання параметрів магнітного поля. Пристрої для створення магнітного поля
- •10.3.1 Вимірювання магнітного потоку
- •10.3.2 Вимірювання індукції
- •10.3.3 Вимірювання різниці магнітних потенціалів
- •10.4 Вимірювання магнітних характеристик феромагнетиків
- •10.4.1 Намагнічуючі пристрої і досліджувані зразки
- •10.4.2 Визначення статичних характеристик
- •10.4.3 Визначення динамічних характеристик
- •Складових питомого магнітного опору феромагнетика від індукції Контрольні запитання:
- •Перелік використаних джерел
Вимірювання параметрів руху твердих тіл
4.1 Загальні відомості
Під параметрами руху твердого тіла розуміють лінійні та кутові переміщення центру мас і всі їх похідні в часі – швидкість, прискорення, різкість тощо.
Загалом параметри руху – векторні величини, тому їх необхідно вимірювати, визначаючи модуль відповідного вектора та кута, що характеризує положення вектора у вибраній системі координат, або визначення складових вектора на осях вибраної системи відліку. Необхідно, однак, зауважити, що здебільшого є потреба вимірювання лише модуля відповідного параметра руху.
Між параметрами руху існує просторовий та часовий зв'язок. Під просторовим розуміють взаємний зв'язок лінійних та кутових параметрів руху, наприклад, a=ε/R, (тут ε - кутове прискорення, а – лінійне прискорення на відстані R від центру обертання досліджуваного об'єкта). Це дає змогу визначити параметри лінійного руху через геометричні розміри (R) та параметри кутового руху і навпаки.
Часовий взаємозв'язок параметрів руху – це інтегрально-диференціальний зв'язок між ними, внаслідок якого одні параметри руху можуть бути визначені через інші шляхом їх інтегруванням чи диференціюванням, наприклад, знаючи швидкість, можна визначити прискорення.
Вимірюючи параметри руху з врахуванням конкретної задачі вимірювання, необхідно вибрати систему відліку. Так, визначаючи параметри руху елементів корабля відносно самого корабля (наприклад, параметрів вібрацій корпуса двигуна), систему відліку треба зв'язати з кораблем.
Вирішуючи навігаційні задачі (керування рухом об'єкта за наміченим курсом), звичайно використовують інерціальну систему координат, зв'язану з Сонячною системою, чи інерціальну систему координат з початком відліку в центрі Землі.
Методи вимірювань параметрів руху можуть бути розділені на дві групи:
- абсолютні (інерціальні) методи, в основу яких покладений справедливий для класичної механіки принцип інерції; параметри руху в цьому випадку вимірюються в інерціальному просторі, тобто в просторі, в якому справедливі закони Ньютона (просторі, що не обертається довкола так званих "нерухомих зірок");
- відносні методи, для яких параметри руху одної системи координат вимірюють відносно іншої системи координат.
Залежно від методу, покладеного в основу принципу дії вимірювального засобу, всі вимірювальні засоби можуть бути розділені на дві групи: інерціальні та контактні. В інерціальних засобах вимірювань відсутній безпосередній контакт між досліджуваним об'єктом та нерухомою системою відліку, а вхідною величиною первинних перетворювачів є сила інерції, що сприймається корпусом давача, з котрим зв'язана власна (рухома) система відліку. Інерціальні прилади для вимірювань параметрів лінійного руху прийнято називати сейсмічними, а кутового - гіроскопічними.
До контактних належать засоби, основані на безпосередньому контакті між рухомим об'єктом і системою, прийнятою за нерухому. Контакт не обов'язково повинен бути механічним, він може забезпечуватись оптичними, акустичними чи іншими способами.
Перш ніж перейти до конкретних методів та засобів вимірювань параметрів руху, нагадаємо назви засобів, призначених для вимірювань тих чи інших параметрів:
Велосиметр – прилад для вимірювань швидкості при
лінійному переміщенні досліджуваного об'єкта;
Тахометр – прилад для вимірювань кутової швидкості обертання вала;
Спідометр – прилад для вимірювань швидкості поступального руху та довжини пройденого шляху (переміщення);
Акселерометр – прилад для вимірювань прискорення;
Віброакселерометр – прилад для вимірювань параметрів вібрацій (амплітуди вібрацій та віброприскорень).
Діапазон вимірюваних швидкостей дуже широкий - від часток мікрометра за секунду (осідання шахтних покрівель) до космічних швидкостей (8...12)-10 м/с і від часток оберту за секунду до понад 5 000 об/с; прискорень - від 10-5 до 20 000 м/с2.