М. Бабаев - Приборостроение

Для учета роли случайных факторов в отклонении суточного хода l пользуются формулой:

L k= w k– w ср

W1 + W 2 + … + W n

где

—средний суточный ход за n – суток; I k– отклонение суточного хода за К-ные сутки.

Если w < 0 – часы спешат; w > 0 – часы отстают.

Для оперирования в быту и решения технических вопросов параметры U, w оказываются достаточными. Но там, где требуется наибольшая точность (астрономия, авиация, ВМФ, мореходство и др.) пользуются и другими параметрами.

В их основе – вариация.

V = w 2– w 1,

где w 2, w 1– суточные ходы для следующих одни за другими суток; V – отклонение.

I k= w k– w cp

где I k– отклонения суточного хода за К-ые сутки; К = 1, 2,..., n; w cp– средний суточный ход за n суток.

Поправка U определяется по эталонным часам: без этого параметра рассчитать величины w, I k невозможно.

На точность часов также влияет температура среды, которая характеризуется коэффициентом С; из-за этого явления возникает вторичная ошибка S.

Коэффициент С и его последствие – ошибка S – вычисляются по формулам:

В этих формулах цифры в индексах показывают сутки, для которых определены коды приборов.

Коэффициент температурного расширения зависит от технических свойств материала, от самой конструкции прибора и находится в границах

0,0005 ≤ C ≤0,5,

измеряется в с/град.

Следующая характеристика приборов времени – это барометрический коэффициент.

где w 1, w 2– суточные ходы часов при соответствующих давлениях p 1, p 2.

Обычно 0,01 < К < 0,25 (с) на изменение давлений 1 мм рт. ст.

Причина в том, что как выше было отмечено, для работы приборов времени источником первичного толчка служит внешний сигнал: колебательные системы этого источника и своя собственная, определяют разрешительную способность прибора.

Рассмотрим такие параметры движения, как скорость, ускорение, угловые скорость и ускорение.

Для измерения скорости поступательного перемещения достаточно знать длины пути и времени. Тогда средняя скорость:

где ΔS – длина пути; Δt – промежуток времени.

Погрешность измерений, само собой разумеется, складывается из погрешностей измерений перемещений и времени

Измерение ускорения при поступательном перемещении измеряется точно так же:

Погрешность измерения ускорений также определяется погрешностями, допущенными при измерении величины перемещения и времени, затраченного на это перемещение.

Для измерения скорости перемещения поступательного движения часто пользуются приборами, которые преобразуют угловую скорость в линейную.

Сперва разберемся с угловой скоростью: это измерение угла поворота х за время Δt; эту величину называют средней угловой скоростью.

Если взять производную по времени, то получим угловое ускорение.

Для измерения линейной скорости применяются различные приборы с электрическими датчиками. Наиболее надежными из них являются приборы с индукционными датчиками: чувствительность – 0,07 мА/мм; погрешность – 12 мм при при 1 см/с.

Для измерения угловых скоростей применяются различные тахометры: механические, гидравлические, магнитные, электрические (обоих типов тока), импульсные и др.

Для измерения линейных ускорений при поступательном движении применяют акселерометры; наибольшей точностью из них обладают те, у которых имеются индуктивные датчики.

Для измерения угловых ускорений используют инерционные приборы с упругим стержнем, с инерционным диском и пружиной.

Перемещения в виде смещений и все другие параметры движения имеют место также при вибрации. Измеряются также частота и амплитуда вибраций, а также фаза, с этой целью применяются виброметры.

Общие методы измерения этих величин следующие.

1. Измерение проводится непосредственно путем обеспечения прямого контакта прибора с измеряемой величиной.

2. Измеряют деформации (в детали или в ее модели), после пересчитывают напряжение, исходя из значения деформации.

Остановимся подробнее на измерениях механических параметров косвенным методом – методом измерения деформаций.

Назовем несколько наиболее часто применяемых методов измерений деформаций в деталях (эти методы универсальны).

Тензометрия. Тензометром называется прибор, которым измеряют параметры деформации, он устанавливается прямо на детали. Тензометр – прибор с системой разветвленных датчиков.

Структурная схема тензометра следующая: датчик > > усилитель-преобразователь > регистратор.

Тензодатчик, у которого много ножек с острием, может быть приклеен на поверхность. Назовем длины участка между ножками тензометра, где определяется измеряемый параметр, длиной тензочувствитель-ной части со средней длиной S.

Относительная линейная деформация

где ΔS – изменение длины тензочувствительной части; Δ – приращение показаний регистратора; m – масштаб тензометра.

Длину тензочувствительного участка часто называют базой прибора; эта длина может дойти до 25 мм.

Чувствительность, а также точность тензометров зависит от того, какую погрешность можно считать приемлемой.

Погрешность определяется по формуле:

где Δε – величина погрешности базы тензометра; Δδ – линейное напряжение поверхности; Е – модуль упругости.

Возникает вопрос: показания (данные) датчика для визуального восприятия ничтожны; как обеспечить увеличение?

Решение этой проблемы зависит от следующих факторов: значений относительной деформации; шкалы регистратора; базы тензометра.

Определяют его по следующей величине: