Лабораторна работа № 1 измерване на ъгловата скорост чрез контактни методи

Обективен: запознаване с устройството и принципа на действие на оборотомери, работещи на контактТода. Получаване на практически умения за измерванеъглова скорост.

Инструменти и аксесоари за работа:

1. Лабораторен щанд

Обща информация за оборотомерите

Ъгловата скорост и скорост се измерват от доот силата на инструментите, наречени тахометри. Единицата за ъглова скорост е радиан в секунда (rad/s). Яжтевтората в минус настепен (s-1).

Според принципа на действие на първичния преобразувателтахометри са разделени на механични, магнитни, електрически и стробоскопски. Механично тахометри включват само механични преобразувателиразработчици. Те включват центробежни, фрикционни, часовникови, хидравлични, пневматични. Отличителна черта на магнитните оборотомери е тази включеназаедно с други преобразуватели, те имат магнитен индуктивен преобразувател. За електрическо тахометра се характеризира с присъствието в измервателната верига на електромеханични преобразуватели. Тази група включва електрическа машина и електрически импулсни оборотомери. Действието на стробоскопичните тахометри се основава на създаванетос помощта на специални преобразуватели от стробоскопиков ефект.

По начин на приложение всички тахометри класса фиксирани към стационарни и преносими. Болницате обикновено се използват за непрекъснато измерване на скоросттарастеж на всеки обект и се свържете с основнияскрап от този обект посредством специално предаванеth устройство. Преносими (ръчни) тахометри са прикрепени към контролираната ос само за времето на измерването.скорост на въртене на рений.

Чрез метод на измерване има тахометри, които работят чрез контактни и безконтактни методи. Първата група включва всички горепосочени устройства, с изключение на няколко вида електрическиимпулсни и стробоскопични тахометри, работещи по безконтактен метод.

Центробежни оборотомери

Схематична диаграма на центробежен тахометър с тежести е показана на фигура 1.1. Тахометърът има тежести 1, разположени симетрично спрямо оста на оборотомера 2. Пръчките 3 са шарнирно свързани към две съединители.

Един от тях (4) е здраво свързан с оста на оборотомера, а вториятparadise (5) има способността да се движи по ос 2 в verтична посока. Между съединителите е монтирана пружина 6, която се опитва да ги откачи и да приближи тежеститеki към оста на оборотомера. С този дизайн тежестите заеднотези с пружина представляват основния преобразувателводач на оборотомера.

Валът на оборотомера се задвижва от входящия вал 7 през зъбна предавка. При въртене на тежесттаkov, се развива центробежна сила Q, действаща в равнина, перпендикулярна на оста на тахометъра, и е насоченанай радиално. Тази сила може да се разложи на съставQ1 и Q2, насочени по прътите. Компонент Qoc на силата Q, насочена по оста на въртене, изместващанарязва подвижния съединител, докато той се балансира от еластичната противодействаща сила на пружината.

Фигура 1.1- Диаграма на центробежен тахометър

По този начин, neизместването на подвижния съединител е изходен сигналскрап от преобразувателя, а уравнението на действащите сили в равновесно състояние има вид:

;

(1.1)

където k е броят на тежестите; c е твърдостта на пружината; y - деформация на пружината.

Освен това линейното движение на подвижната муфа примощността на трибосекторния механизъм 8 се преобразува в ъгълдвижение на стрелка 9. Косата 10 служи за подрежданенамаляване на луфта в трансмисията.

Статичната характеристика на центробежния тахометър може да бъде получена от уравнение (1.1), както следваведнага.

Компонент на центробежната сила, насочен по оста на оборотомера:

(1.2)

(1.3),

където m е масата на едно тегло; p е разстоянието от оста на въртене до центъра на концентрираната маса; ω - скорост на въртене на оста на оборотомера.

Като се вземе предвид това

, и

,получаваме:

(1.4)

Ще приемем, че при фиксирана ос на оборотомера разстоянието между съединителите е 2л, и при въртенеsya - (2l - r0), където r0 е движението на подвижната муфа (deпролетна формация). Въз основа на геометричните съотношенияний, можеш да напишеш:

;

Тогава изразът (1.4) приема формата:

(1,5)

Ако пружината е имала предварителна деформация z1, тогава нейната обща стойност:

Замествайки тези изрази в (1.1), получаваме уравнението за характеристиките на чувствителния на тахометъра елемент:

(1.7)

Този израз не може да бъде сведен до традиционната форма на характеристиката на преобразувателя. Следователно внеобходимо е да се използва характерен израз на формата:

(1,8)

Характеристиките на центробежните тахометри са нелинейни. Следователно в центробежните оборотомери се използват сетиватаелементи с потиснат начален участък от скалата, което се постига чрез предварително натоварване на противоположната пружина, подходящ избор на обхвата на измерване и ви позволява да изберете работната зонахарактеристика на тока в средната му част, която е най-близка до линейната. На практика това се осигурява от създаването на многообхватни устройства чрез използване на скоростни кутии на входа на тахометрите. Например, ръчен центърработещ оборотомер IO-10 има вградена петстепенна скоростна кутия с две групи обхват на измерванерений: 25-100; 75-300; 250-1000; 750-3000; 2500— 10000 об./Мин. Тахометър IO-30 има подобен класИма вградена тристепенна скоростна кутия,

Центробежните тахометри не разполагат с методологиягреховност. Те се характеризират само с инструментална.

Появата на инструментални грешки се дължи на еластична хистерезис и следдействието на противоположната пролет, влиянието на тезитемпература върху модула на еластичност, грешки порадив кинематични двойки, както и неточностипроизводство и монтаж.

Предимството на центробежните тахометри е простотата на дизайна с относително висока точност на измерванеа също и независимостта на индикацията от посоката на въртене. Недостатъците са свързани с нелинейносттаи с ограничено разстояние за измерване, което се определя от максимално допустимата дължина на огъванекой валяк (2,5 м).

За различни конструкции на центробежни тахометри, ограничителната основна намалена грешка е в диапазона от ± 1 до ± 2%.