| Методические указания по курсу «Основы технического творчества» |
 |
 |
| Добавил(а) Administrator |
| 09.02.11 20:06 |
|
Страница 12 из 13
Большое число применяемых светолучевых осциллографов отличаются характеристиками и конструктивными формами исполнения отдельных узлов, однако, все они построены в основном по одной принципиальной схеме и имеют три основных части: оптическую, кинематическую и электрическую. Светолучевой осциллограф типа Н-700 имеет 14 шлейфов (вибраторов) семи типов, позволяющих регистрировать процессы с верхней частотой колебаний до 10000 Гц. Основными элементами осциллографа являются (рис. 2) источник света 1, оптические системы 2,3,5,8,9, вибратор (шлейф) 7, лентопротяжный механизм в кассете 12 которого помещена светочувствительная бумага 13 и механизм развертки 4 для визуального наблюдения регистрируемого процесса. Вибратор 7 представляет гальванометр, катушка которого в целях уменьшения момента инерции сведена к одной петле, размещенной в магнитном поле сильного постоянного магнита. К петле приклеено зеркальце 6 площадью 1 мм². Петля вибратора включается в измерительную диагональ моста. При прохождении тока через петлю, она вместе с зеркальцем скручивается на угол, пропорциональный величине тока. Вибратор заключен в корпус, заполненный маслом для демпфирования колебаний. В корпусе вмонтирована линза 3. Луч света от лампы 1 проходит через щелевое окно ее кожуха, через линзы конденсора 2, линзу 3 и падает на зеркальце вибратора. Отраженный луч проходит через линзы 3 и 8, падает на движущуюся фотобумагу 13, где наносится осциллограмма, ординаты которой в определенном масштабе пропорциональны углу поворота зеркальца вибратора, то есть силе тока в измерительной диагонали моста. Часть светового луча, идущего от вибратора, отсекается зеркальцем 5, отражаясь от него, и падает на вращающийся многогранный зеркальный барабан 4 механизма развертки. Отраженные от зеркального барабана лучи, преломляясь, падают на матовое стекло для визуального наблюдения изучаемого процесса. Путем регулирования скорости вращения зеркального барабана изображение изучаемого процесса на матовом стекле делается неподвижным. Одновременно на движущуюся фотобумагу попадает луч отметчика времени через щелевой диск 10 и зеркало 9. Масштаб диаграммы на оси ординат выбирается в зависимости от чувствительности гальванометра. Масштаб по оси абсцисс зависит от скорости перемещения фотобумаги и фиксируется отметчиком времени. При выборе гальванометров, прежде всего, необходимо учитывать допускаемый ток. При регистрации быстро протекающих процессов необходимо учитывать частотную характеристику гальванометра. Для неискаженной регистрации таких процессов собственная частота колебаний гальванометра должна быть в 5-10 раз выше частоты первой гармоники процесса. Наряду со светолучевыми осциллографами, имеющими ограниченный частотный диапазон регистрируемых процессов, для измерения быстро протекающих процессов (до 100 Кгц и выше) используются электронные осциллографы, а результаты измерения фотографируются с экрана электронно- лучевой трубки. Некоторым ограничением в применении электронных осциллографов для регистрации однократных процессов является недостаточная яркость люминофора при большой скорости перемещения луча. Фотографирование с экрана электронно-лучевой трубки осуществляется либо отдельными кадрами с помощью малоформатных фотокамер (с электрической разверткой процесса во времени), либо непрерывно – при механической развертке, перемещением пленки мимо экрана. При подготовке светолучевого осциллографа необходимо проверять освещенность всех шлейфов, работу отметчика времени, возможность перемещения «зайчиков» от гальванометров по всей шкале экрана, работу лентопротяжного механизма, исправность кнопки «съемка», исправность тумблеров, включающих шлейфы, наличие заземления. После такой проверки в соответствующие гнезда осциллографа устанавливаются гальванометры, а контакты от них присоединяются к выходам усилителя. После проверки усилителя включается отметка времени. При проведении измерений рекомендуется следующий порядок действий с аппаратурой; вставляется заряженная кассета; устанавливается скорость движения бумаги; «зайчики» от шлейфов располагаются по высоте экрана в соответствии с нумерацией гнезд и высотой скачка электротарировки; включается отметчик времени; устанавливаются диафрагмы; включаются шлейфы; включаются моторы осциллографа; включается съемка и проводятся нулевые линии; поочередным включением и выключением первых, затем вторых и третьих каналов наносится электротарировка; записываются осциллограммы; по окончании записи осциллограммы повторяется электротарировка; отключается осциллограф, отметчик времени и усилитель. Во время съемки необходимо следить за ходом записи. Построение осциллограммы (количество записей кривых на одну пленку) планируется во время составления программы испытаний. 4.5. Тарировка датчиков и приборов. Тарировка аппаратуры проводится после ее сборки и всесторонней проверки. Тарировка проводится как поэлементная (раздельно датчик, усилитель и измерительно-регистрирующий узел) так и сквозная. Для уменьшения объема работ и погрешности рекомендуется всегда (при возможности) проводить сквозную тарировку. Тарировку надо проводить в условиях будущей работы аппаратуры. При этом строится тарировочный график, который показывает зависимость отклонения луча осциллографа или другой регистрирующей аппаратуры от величины измеряемого явления. Для тарировки тензометрических звеньев применяются специальные тарировочные приспособления. В зависимости от характера измеряемых величин тарировка может быть проведена с помощью установок статического и динамического действия. Для статической тарировки тензометрических звеньев, пружинных и гидравлических приборов используются два основных метода: - с применением гирь, воздействующих на тарируемое звено непосредственно через рычажную систему или через гидравлическую передачу; - путем сравнения показаний тарируемого тензометрического звена или другого прибора с показаниями других эталонных силоизмерительных приборов при одновременном воздействии на эти приборы некоторой силы. Тарировка тензометрических звеньев и других приборов с точностью ± 1% от измеряемой величины может быть проведена на серийно изготовляемых машинах для испытаний материалов. Для тарировки тензометрических звеньев с большой точностью применяются специальные установки, в которых опоры рычагов выполнены на шарикоподшипниках или призмах. При статистической тарировке проводится ступенчатое нагружение тензометрического звена или тарируемого датчика. Обычно линии разгрузок не совпадают с линиями нагрузок. Чем совершеннее прибор, тем меньше его статистическая погрешность, представляющая отклонение от действительной нагрузки. По записям на осциллограмме, пленке или ленте ступеней нагружения и разгружения строится график тарировки и определяется масштаб, как отношение истинной нагрузки данной ступени к средней ординате нагрузки и разгрузки. Во время тарировки ступенчатое нагружение и разгружение производится несколько раз. Результаты записываются в табличной форме. При тарировке датчиков относительная статистическая погрешность обычно допускается до 2-3%. Динамическая тарировка проводится в тех случаях, когда приборы используются для измерения вибрационных и ударных процессов, а их конструкция не позволяет проводить тарировку в статическом режиме. При обработке осциллограмм используется масштаб, определенный в результате тарировки. 4.6. Измерения с применением персонального компьютера. Для определения амплитудно-частотных характеристик колебательного процесса рабочих органов могут использоваться индуктивные датчики перемещения, регистрирующие амплитуды колебаний в различных плоскостях. Показания датчиков регистрируются при помощи компьютера. При подключении приборов для определения амплитудно-частотных характеристик рабочих органов генератор частоты переменного напряжения ГРН-3 подает переменное напряжение постоянной величины по проводникам на первичную обмотку датчика, а со вторичной обмотки – на звуковую плату компьютера. По другим проводникам подается модулируемое движением сердечника переменное напряжение. В лабораторных и полевых условиях обеспечение компьютера и датчиков электроэнергией осуществляется посредством источника бесперебойного питания Back-UPS Pro 1400 в течение четырех часов беспрерывной работы. Для электропитания датчиков используется переменное напряжение 6 В с частотой 800 Гц. Для регистрации в полевых условиях тягового сопротивления опытных образцов почвообрабатывающих машин используется измерительная аппаратура на основе гидравлического динамографа ДТ-3, который преобразует измеряемое тяговое усилие вначале в жидкостное давление, посредством гидравлического датчика, а затем – в электрический сигнал, который регистрируется с помощью ПЭВМ IBM PS – AT. Для работы ПЭВМ IBM PS – АТ используется источник бесперебойного питания UPS KIN 1500 AP. Применение компьютера, как регистрирующего устройства, позволяет ускорить процесс проведения экспериментальных исследований и расшифровки показаний, повысить надежность и точность замеров за счет отсутствия электромеханических узлов преобразования сигнала. При этом значительно ускоряется обработка экспериментальных данных. РАБОТА № 4 Тема: «Определение деформационного показателя почвы» Цель работы: Изучить деформационный показатель почвы и методику его определения в лабораторных условиях. ЗАДАНИЕ Изучить: 1. Теоретическое определение и физическую сущность деформационного показателя почвы, как новой обобщенной характеристики. 2. Методику определения деформационного показателя почвы. 3. Устройство и процесс работы лабораторной установки для определения деформационного показателя почвы. 4. Особенности устройства полевого прибора для определения деформационного показателя почвы. 5. Последовательность обработки деформационных диаграмм. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Обработать диаграммы по определению деформационного показателя почвы с помощью полевого прибора, привести необходимые формулы и расчеты, дать сводную таблицу результатов опытов. ЛИТЕРАТУРА 1. Бабицкий Л.Ф. Деформация почвы в зависимости от формы рабочего органа // Вiсник сiльськогоподарськоi науки – К.: Урожай, 1978. -№ 6.-с. 84-87. 2. Шаров Н.М. Эксплуатационные свойства машинно-тракторных агрегатов. – М.: Колос, 1981. – 240 с. 3. Бабицкий Л.Ф. Бiонiчнi напрями розробки грунтообробних машин.-К.: Урожай, 1998. – 164 с. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к работе № 4 Определение деформационного показателя почвы 1. Общие сведения. При расчетах параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин на основе изучения напряженно-деформированного состояния почвы используются показатели физико-механических свойств почвы. Характеристики деформационных свойств позволяют найти зависимость между механической силой, воздействующей на почву и деформациями, которые являются результатом воздействия этих сил на почву. Поэтому необходимо определять новую обобщенную характеристику – деформационный показатель почвы, характеризующий начальную и конечную стадии деформации почвы под воздействием рабочего органа. Деформационный показатель почвы выражает собой площадь деформатора, приходящуюся на единицу критического давления. Он позволяет непосредственно перейти от деформационных свойств почвы к форме почвообрабатывающего рабочего органа. Деформационный показатель включает в себя модуль деформации почвы и коэффициент ее бокового расширения. Методика определения деформационного показателя почвы основана на измерении области контакта и усилия погружаемого жесткого плунжера определенной формы в исследуемую среду. При вдавливании в почву твердого тела, например, сферического штампа, сопротивление деформированию почвы изменяется в зависимости от глубины погружения этого штампа. На графике, представленном на рис. 1, по оси ОX записывается глубина погружения штампа h, а по оси Оy – сопротивление вдавливанию Р. График на рис. 1 выражает зависимость сопротивления Р. равного усилию вдавливания штампа, от глубины h погружения его в почву. При сферической форме штампа, с известным его радиусом, по глубине погружения и радиусу штампа можно определить радиус круга области контакта, а следовательно, и площадь соприкосновения сферического штампа с почвой. Деформационный показатель почвы определится как отношение площади контакта штампа с почвой к усилию, соответствующему глубине его погружения в почву, при максимальной области контакта. Среди простейших форм штампов, используемых при определении деформационного показателя почвы, наиболее приемлемым является полушаровой наконечник. При этой форме наконечника деформационный показатель почвы определяется по выражению вида:
где ν – деформационный показатель почвы, |
| Последнее обновление 09.02.11 20:52 |
