ТИП. Технические измерения и приборы Средства измерений

• Название: Технические измерения и приборы Средства измерений
• Дата: 03.02.2022
• Размер: 6.34 Mb.
• Имя файла: ТИП.ppt
• Тип: Документы; #350428
• страница: 14 из 17

Схема лазера на твердом теле

ИГ - излучающая головка,
ИП - источник питания,
СО - система охлаждения,
БЗ - блок запуска,
ЛН - лампы накачки,
О - отражатели
АВ - активное вещество


В качестве активного вещества излучающей головки обычно используют синтетический рубин.
Излучатель выполняется в виде стержня из кристалла активного вещества квадратного, круглого или шестигранного сечения.
Оптическая накачка осуществляется через боковые поверхности стержня, а торцевые поверхности образуют резонатор с высоким качеством отражающей поверхности стержня.
Отражающие поверхности резонатора представляют собой зеркало с серебряным или многослойным диэлектрическим покрытием с различными коэффициентами преломления и могут быть нанесены непосредственно на торцевые поверхности стержня, а при большой мощности излучения выполняются в виде отдельного зеркала.


Для концентрации световой энергии лампы на боковых поверхностях стержня активного вещества используются различные отражатели.
Источник питания заряжает накопительную емкость, подключенную к электродам лампы.
Блок запуска формирует высоковольтный импульс, который вызывает начальный пробой газа в лампе. После этого сопротивление между электродами лампы резко падает, происходит разряд накопительной емкости и возникает мощная световая вспышка

Измерение скорости и ускорения

Механический измеритель скорости


1 – поршень, 2 – дроссель, 3 - пружина


При перемещении x поршня внутри рабочего цилиндра на поршне создаются перепады давления


где f - площадь поршня, с - жесткость пружины, y – перемещение выходного звена, связанного с цилиндром. Отсюда

Электрический дифференцирующий контур

Электрическое напряжение U(t) на выходе RС-контура пропорционально скорости линейного перемещения x(t) движка реостата

Схема измерения скорости углового перемещения с помощью индукционного преобразователя

Центробежный тахометр

p0 – давление питания,
pатм – атмосферное давление

Импеллер

плотность рабочей среды,
r0 – внутренний радиус импеллера,
r1 – внешний радиус импеллера

Акселерометры

предназначаются для измерения ускорений движущихся объектов и для преобразования этих ускорений в сигнал, используемый для определения параметров траектории движения объекта или для целей управления этой траекторией.
Акселерометры применяются для измерения линейных и угловых ускорений.
По назначению различают акселерометры для визуального контроля, для систем телеметрического контроля, для систем инерциальной навигации и для систем автоматического управления.
По исполнению акселерометры подразделяются на
- пружинные, построенные по разомкнутой структурной схеме;
- компенсационные, построенные по замкнутой структурной схеме.

Схема пружинного акселерометра

1 - инерционная масса,
2 – пружины,
3 – корпус,
4 – демпфер,
5 - потенциометр

Инерционная сила

Инерционная сила


Сила упругости пружин


К – чувствительность акселерометра


Отсюда

Маятниковый подвес

1 - маятник
2 - пружина


m - масса маятника,
l - расстояние от оси вращения до центра тяжести маятника,
c - угловая жесткость пружины

Компенсационный акселерометр

1 - маятник,
2 - моментный датчик,
3 - усилитель
4 - индуктивный датчик


Отклонение маятника под действием ускорения преобразуется индуктивным датчиком в электрический сигнал, который после усиления подается на обмотку моментного датчика
Моментный датчик создает момент, компенсирующий отклонение маятника (электрическая пружина)
Электрический ток на выходе фазочувствительного усилителя и падение напряжения Uвых, создаваемое этим током на добавочном сопротивлении R, пропорциональны измеряемому ускорению.
Используемая схема с обратной связью позволяет повысить точность измерений и расширить их диапазон.

Измерение температуры

Металлические термометры сопротивления (терморезисторы)
Используются для измерения средних и низких температур в диапазоне от абсолютного нуля до 1000° С.
Действие термометров сопротивления основано на том, что электрическое сопротивление металлов изменяется одновременно с изменением температуры. Удельное сопротивление металла определяется по формуле


Удельное сопротивление металла определяется по формуле


где - число свободных электронов в единице объема; - заряд электрона; - подвижность электрона, характеризуемая его скоростью в поле, имеющего напряженность 1 В/см.


При понижении температуры до 30° К сопротивление металлов уменьшается линейно