41. Принципы измерения линейных и угловых скоростей.

Для измерения скоростей достаточно взять производную от расстояния во времени :V=dS/dt; w=dф/dt. Можно измерять скорость в малых и больших диапазонах перемещений; при малых: процедура измерения сводится к интегрированию ускорения, воздействующего на данный объект : .

Акселерометры – приборы измеряющие ускорение. Инерционная масса соеденяется пружиной с объектом и устройством измерения её перемещения.

Д-дельфир.

; для равновесия (Fn- сила пружины). , ; с- жесткость пружины. При наличии ускорения возникает Fa  масса переместится на y_x, y_x определяется величиной ускорения, т.е. . Измеряя y_x с пом. измерителя перемещения (ИПП) найдем .

Для измерения скоростей в широком диапазоне перемещения, как правило, линейное перемещение преобразуют в угловое :  = 2R; =/2R.

Измерение угловых скоростей.

Измерение угловых скоростей осуществляется с помощью тахометров, которые делятся на :

• Механические

• Электрические

• Оптические

1. Механические основаны на принципах преобраз углового вращения инерционных масс в линейное перемещение.

П еремещение х- критерий угловой ск-ти w.

Перемещение муфты проп-но w:

; ;

n – кол-во грузиков массой m;

x₀ – нач положение муфты; L – тяга;

с – коэф упругости возвр-ой пружины.

42.43.Примеры преобразования физ. Величин и полей.

Терморезисторные уровнемеры используют различие теплопроводностей жидкостей и газов. Их чувствительный элемент представляет собой резистор, электрическое сопротивление которого определяется его температурой. Так как температура жидкости и газа, в общем случае, может быть одной и той же, то для нормального функциониро­вания датчика применяется его подо­грев

Принцип работы датчика терморезисторного уровнемера заключается в использовании различной интенсивно­сти теплопередачи от нагретого чувст­вительного элемента к жидкости и к газу, вследствие чего участки чувствительного элемента, находящиеся в жидкости и в газе, име­ют различную температуру и, следовательно, различное погонное электрическое сопротивление. По величине сопротивления резисто­ра можно судить о текущем значении уровня.

(1)

где r₀ — погонное сопротивление резистора при температуре t_o, at — температур­ный коэффициент сопротивления материала резистора; t₀ — температура окружаю­щей среды (температуры газа и жидкости считаются равными).

Пьезоэлектрические преобразователи.

Сегнетоэлектрики. Эффект возникновения поляризации – пьезоэлектрический эффект. Принцип действия пьезоэлектрика: прямой характер пьезоэффекта – если к сегнетоэлектрику приложить механическое воздействие, то он электризуется. Обратный – если приложить электрическое поле, то геометрическая форма меняется. Таким образом, чтобы ее грани были параллельны электрической, оптической и механической осям, т.е. грани пластины должны быть параллельны. Если к пластине приложить усилие Fx и Fy, действующие перпендикулярно оптической оси, то на плоскости, перпендикулярной электрической оси, появиться электрический заряд, при действии механического усилия вдоль оси Z поляризация не наблюдается. Если на пластины действует растягивающее усилие Fx, то на каждой из граней перпендикулярно электрической оси появятся заряды. Величина зарядов при действии силы, направленной вдоль электрической оси не зависит от геометрических размеров кристалла q=dF, q=RFx.

Пьезоэлектрический преобразователь является генераторным. Заряд, возникающий на гранях пластины сохраняется только при отсутствии тока утечки. Т.е. внутреннее напряжение должно быть бесконечно большое.