Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Ақпараттық- өлшеуіш техникасы кафедрасы

N1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫСҚА ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

"Өлшеу және бақылау құралдары мен әдістері" пәні бойынша

160240 «Метрология және метрологиялық қамтамасыз ету»

мамандығының студенттері үшін

ҚАРАҒАНДЫ-2006

ЖҰМЫСТЫҢ МАҚСАТЫ: әртүрлі жүйелердің өлшеу механизмдерінің құрылымдарымен танысу.

ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТ

1- суретте өлшеуіш аспаптың құрылымдық сұлбасы көрсетілген.

1- сурет. Өлшеуіш аспаптың құрылымдық сұлбасы.

мұндағы, Ө - кедергі орауышы, индуктивтілік, өлшеу сыйымдылығы, кернеу мен мөлшерлегіштің тұрақтандырылған көздері түріндегі өлшем;

ӨТ- өлшеуіш түрлендіргіш;

ӨМ- өлшеуіш механизм;

ЕҚ- есептеуіш құрылғы;

ОП- оператор .

Өлшеуіш механизм деп өзара әсерлері олардың өзара орын ауыстыруын туғызатын элементтерден тұратын өлшеу құралдарының құрылымының бір бөлігі.

Өлшеуіш механизмдер үстінде орамалар немесе электродтар орналасқан қозғалмалы және қозғалмайтын бөліктерден және қозғалмалы бөліктің орын ауыстыруын анықтайтын есептегіш құрылғыдан тұрады.

Барлық аспаптар бар электромеханикалық аспаптарға тән түйіндер мен бөлшектерден тұрады. Олар – қаңқа, есептегіш құрылғы, қозғалмалы бөлік, нұсқағыш, тыныштандырғыш, түзеткіш.

Аспаптың қаңқасы оны сыртқы әсерлерден қорғайды (шаң, ылғал, соққы).

Аспаптың өлшеу құрылғысы нұсқағыш пен шкаладан тұрады.

Қозғалмалы бөлік тіректер, кергіштер немесе аспаның көмегімен бекітіледі. Тіректер нүктебелгілер мен өкшеліктерден құралады. Нүктебелгілер бір жағынан конус түрінде қайралған болат сымның қиығы түрінде болады. Өкшеліктер осі бойынша конус түрінде үңгіленген цилиндр түрінде болады. Қозғалмалы бөлікке айналу осі бойынша бекітілген нүктебелгілер қозғалмайтын бөлікте орналасқан өкшеліктердің үңгісіне кіреді.

Қоғалмалы бөлік серпімді металл таспа түріндегі бір жағынан қозғалмалы, екінші жағынан қозғалмайтын бөлікке бекітілген екі кергіштермен ілінуі мүмкін. Керек болған жағдайда кергіштер токты қозғалмайтын бөліктің орамасына келтіру үшін қолданылуы мүмкін.

Тыныштандырғыштар қозғалмалы бөліктің тынышталу уақытын азайту үшін қолданылады. Тыныштандырғыштар магнит индукциялық, ауалық және сұйықтық болады.

Магнит индукциялық тынышталу қозғалмалы бөліктің металл бөліктері манит өрісінде қозғалғанда пайда болады. Магнит индукциялық тыныштандырғыш тұрақты магнит пен оның жұмыс саңылауында орын ауыстыратын, қозалмалы бөлікке бекітілген алюминийден жасалған металл тілікшелерден тұрады.

Сұйықтық тынышталу өлшеу механизмнің қозғалмалы бөлігін немесе оның басқа бөліктерін тұтқыр сұйыққа орналастыру арқылы алынады. Сондықтан қозғалмалы бөліктің тербелісінде қозғалмалы бөлік тербелісінің энергиясы жұмсалады.

Ауалық тыныштандырғыш камералар мен оның ішінде орналастырылған қозғалмалы бөлікке бекітілген тілімшелерден тұрады. Қозғалмалы бөлік тербелгенде камерада тілімшенің екі жағында қысымдар айырмасы пайда болады. Қысым айырмасы қозғалмалы бөліктің еркін орын ауыстыруын бөгеп, тынышталуды тудырады.

Аспаптарда нұсқағышты керекті белгіге орнату үшін аспаптың қаңқасына бекітілген бұрамасы бар түзеткіш қолданылады. Түзеткішті бұрай отырып, серіппені, кергіштерді немесе аспаларды бұрауға болады, осы арқылы қозғалмалы бөлікті де керекті белгіге орната отырып бұруға болады. Кейбір аспаптар олардың қозғалмалы бөлігін тежейтін арретитормен қамтамасыз етіледі.

Айналдырушы момент қозғалмалы бөлікті  бұрышқа бұруға жұмсалатын механикалық жұмысқа тең және келесі формуламен анықталады:

бірақ өрістің механикалық жұмысы dA магнит өрісінің немесе электр өрісінің энергиясының өзгерісіне тең :

Механизмнің қозғалмалы бөлігіне  бұрылу бұрышының функциясы болып табылатын М_айн айналу моментінен басқа қозғалмалы бөліктің бұрылу бұрышына тәуелді және айналу моментіне қарама- қарсы бағытталған қарсы әсер етуші момент те М_қәм әсер етеді. Қарсы әсер етуші момент шиыршықты серіппе, кергіштер мен аспаларды бұрау нәтижесінде пайда болады және келесі формуламен анықталады:

W_қәм = -W

мұндағы W - серіппенің, кергіштің, аспаның меншікті қарсы әсер етуші моменті, Н∙м/рад.

Айналдыру моментінің әсерінен қозғалмалы бөлік келесі шарт орындалғанша ауытқиды:

М = М_қәм

ӨМ- нің ток бойынша сезімділігі мына қатынас арқылы анықталады:

;

кернеу бойынша сезімділік:

,

мұндағы R – механизмнің орамасының кедергісі.

Қозғалмалы бөліктің тепе-теңдік күйіне тез келуі үшін мехаизмдерді тыныштандырғыштармен жабдықтайды. Олар қозғалмалы бөліктің бұрыштық жылдамдығына пропорционалды моментті тудырады.

,

мұндағы Р -тынышталу коэффициенті, Н∙м∙с/рад.

Сапалық коэффициенті қозғалмалы бөлікті механизмдердің тіректерге қондырылған аса қажет коэффициенттерінің бірі. Ол келтірілген үйкеліс қателігіне кері пропорционал:

,

мұндағы G - қозғалмалы бөліктің массасы, кг;

М_(90)- 90- қа келтірілген айналдыру моменті.

Айналдыру моментін тудыруға қолданылған физикалық құбылыстарға байланысты ӨМ- ді былайша бөлуге болады:

• электродинамикалық;

• электромагниттік;

• ферродинамикалық;

• электростатикалық;

• индукциялық.

Әр аспапқа 1-кестеде келтірілген шартты белгілер таңбаланылады.

Кесте-1

Аспаптың аты	Шартты белгісі	Аспаптың аты	Шартты белгісі
Қозғалмалы жақтаушалы магнитэлектрлі аспап		Электродинамикалық аспап
Магнитэлектрлі лагометр		Ферродинамикалық аспап
Қозғалмалы магнитті магнитэлектрлі аспап		Электродинамикалық лагометр

Кесте 1-дің жалғасы

Аспаптың аты	Шартты белгісі	Аспаптың аты	Шартты белгісі
Қозғалмалы магнитті магнитэлектрлі лагометр		Ферродинамикалық лагометр
Электромагнитті аспап		Индукциялық аспап
Электромагнитті лагометр		Электростатикалық аспап