3-Mavzu. Mexanik kattalik datchiklari. Rotorni nisbiy kengayishini aniqlovchi datchiklar. Ularning ishlash tamoyili. Reja

Tezlanishni o’lchash
Boshqariluvchi yoki rostlanuvchi ob'ektlar tezlanishini siljish yoki tezlik
datchiklari chiqish qismalariga differensiallovchi zvenolar ulab o'lchash mumkin.
Ammo amaliyotda seysmik rusumli tezlanish o'zgartgich (akselerometr)lari keng
qo'llanilib kelinmoqda (4.35 - rasm).
O'zgartkich nazorat qilinuvchi ob'ektga mahkamlangan korpus 1, inersion
massa 3, teskari moment hosil qiluvchi prujina 4 va tinchlantirgich vazifasini
bajaruvchi dempfer 2 dan tashkil topgan. O'zgartkich quydagicha ishlaydi.
Korpusga tezlanish berilganda inersion massa F  ma kuch ta'sirida
y masofaga siljiydi. Bu siljish F kuch to prujinaning teskari ta'sir etuvchi kuchi
bilan tenglashguncha davom etadi. Bunda inersion massaning y siljish o'zgartkichning kirish kattaligi bo'lgan a tezlanish bilan quydagicha bog'langan:
y  mca,
bu yerda c  1/W prujinaning elastikligi (sig'imi), W - uning bikrligi.
Inersion massaning y siljishi avvalgi paragraflar tanishib chiqilgan siljish o'zgartkichlarining biri yordamida elektr signalga aylantiriladi.
Agar nazorat qilinayotgan ob'ekt tezlanishi vaqt bo'yicha o'zgarib tursa, u holda o'zgartkich qo'zg'aluvchan qismi (inersion massa) tebranma harakat qiladi va bu holat akselerometrning dinamik xarakteristikalarini yomonlashishiga olib keladi. Shuning uchun akselerometrlarning deyarli barcha konstruksiyalarida inersion massa tebranishini tez so'ndiruvchi dempfer elementi 2 nazarda tutiladi. Dempferlarda ko'pincha inersion massani korpusga nisbatan tezligiga proporsional bo'lgan (suyuq tinchlantirgich) ishqalanish kuchidan foydalaniladi va uning qiymati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

bunda - qovushqoq ishqalanish koeffitsiyenti.
Inersion massaning korpusga nisbatan harakati quydagi operator ko'rinishidagi
tenglama bilan ifodalanadi:

bu yerda T1  m / R ; T2  R /W .
Vaqt bo'yicha tez o'zgaruvchan tezlanishlarni o'lchashda akselerometrning
amplituda-chastota xarakteristikasi muhim ahamiyat kasb etadi. U quydagicha
aniqlanadi:

bu yerda - akselerometrning xususiy tebranishlar
chastotasi;    /0 - majburiy tebranishlar chastotasini xususiy tebranishlar
chastotasiga nisbati;
- dempferlash koeffitsiyenti.
Amplituda-chastota xarakteristikasining yuqorida keltirilgan tenglamasi tahlili
shuni ko'rsatadiki,   0,6  0,7 va   0,25₀ bo'lganda akselerometr dinamik
xatoligi juda kichik qiymatga ega bo'ladi.
Seysmik tezlanish o'lchash o'zgartkichlari titrash parametrlarini (titrash siljishi,
tezligi, tezlanishi) o'lchashda qo'llanilishi mumkin. Bunda  va 0 munosabati
boshqacha tanlanadi. Masalan,   0,5  0,6 va   30 bo'lganda bo'lib,
inersion massa amalda harakatlanmaydi va korpus unga nisbatan sijish bilan
tebranadi.
Chiziqli tezlanishni o'lchashda prof. Zaripov M.F. tomonidan taklif etilgan
elektromagnit prinsipdagi akselerometr konstruksiyasi 4.36 - rasmda keltirilgan.
Akselerometr ferromagnit silindr 1 va tashqi ferromagnit silindr 2 va 3 dan iborat
berk magnit o'tkazgich, uning har ikkita asoslarida o'rnatilgan ikkita seksiyali
qo'zg'atuvchi 4 va o'lchash 5 chulg'amlaridan tashkil topgan bo'lib, silindr 1 ga
qisqa tutashtirilgan chulg'am vazifasini bajaruvchi mis yoki alyuminiy xalqa -
ekran 6 siljish imkoniyatiga ega holda kiydirilgan. Akselerometr dinamik
xarakteristikasini yaxshilash maqsadida magnit o'tkazgich ichki bo'shlig'i
transformator moyi 7 bilan to'ldirilgan (suyuq tinchlantirgich). Qo'zg'atish
chulg'amlarining seksiyalari parallel, o'lchash chulg'amlarining seksiyalari esa
ketma-ket va induktiv jihatdan qarama-qarshi ulangan.

Akselerometrning qo'zg'aluvchan qismi - ekran 6 ga qo'zg'atuvchi
chulg'amning har bir seksiyasidan quyidagi ifoda bilan aniqlanuvchi kuch ta'sir
qiladi.

bu yerda I, wq - qo'zg'atuvchi chulg'am toki va undagi o'ramlar soni, g -
silindrlar orasidagi oraliqning solishtirma magnit o'tkazuvchanligi, l - magnit
o'tkazgich chekkasi (chulg'amlar) dan ekrangacha bo'lgan masofa.
Akselerometr a tezlanish ta'sirida bo'lganda ekran 6 inersiya va elektromagnit
kuchlar ta'sirida x  ma/W masofaga siljiydi, bu yerda m - ekran massasi, W  df/dx - elektromagnit prujina bikrligi, f - ekranga ta'sir etuvchi natijaviy
elektromagnit kuch.
Agar magnit o'tkazgich magnit qarshiligini nolga (   ) teng deb qabul
qilsak, u holda o'lchash chulg'amida induksiyalanadigan EYuK ni ekran siljishiga
bog'liqligi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda Uq - qo'zg'atish chulg'amiga beriladigan kuchlanish, wo' - o'lchash chulg'amining o'ramlar soni, X м – x koordinataning maksimal qiymati, - koeffitsiyent, - akselerometr
qo'zg'atish zanjirining aktiv qarshiligi, Rq - qo'zg'atish chulg'amining aktiv qarshiligi, Re - ekranning aktiv qarshiligi.
Akselerometrning statik xarakteristikasi quyidagiga teng:

Shuni aytib o'tish joizki, ushbu akselerometr statik xarakteristikasining nochiziqlik darajasi 0,5% dan oshmaydi. Yaxshi texnik xarakteristikalarga ega bo'lganligi bois u "Львовприбор" zavodida ishlab chiqarilgan.
4.37 - rasmda Toshkent temir yo'l muhandislari institutining "Elektr ta'minoti
va mikroprotsessorli boshqaruv" kafedrasida prof. S.F. Amirov va aspirant X.A.
Sattarovlar tomonidan taklif etilgan induksion tipdagi burchak tezlanish
o'zgartkichining konstruktiv sxemasi keltirilgan.

O'zgartkich silindrsimon magnit o'tkazgich - korpus 1, silindrsimon o'q 2, unga kiydirilgan va aylanish imkoniyatiga ega bo'lgan inersion element 3, momentsiz tok o'tkazuvchi prujina 4, xalqali elektromagnitlar 5 va 6, toki rostlanadigan manba 7, ferromagnit suyuqlik 8 dan tashkil topgan bo'lib, korpusning ichki bo'shlig'i bosim ostidagi havo 9 bilan to'ldirilgan.
O'zgartkich quyidagicha ishlaydi. O'zgartkich tezlanishi o'lchanayotgan ob'ektga
mahkamlanadi. Korpus 1 ob'ekt bilan bir xil tezlikda aylanganda, xuddi shunday
tezlik bilan inersion element 3 ham aylanadi va prujinasimon cho'lg'am 4
chiqishidagi elektr yurituvchi kuch (EYuK) nolga teng bo'ladi.
Ob'ektga tezlanish ta'sir qilganda inersion element 3 tezligi korpusning
tezligiga nisbatan orqada qola boshlaydi va natijada prujinasimon cho'lg'amda
o'ramlar soni o'zgaradi: masalan, inersion elementdan chap tomonda uning soni
ortsa, undan o'ng tomonda kamayadi. Bu o'z navbatida magnit oqimi ilashishini
o'zgartiradi va inersion elementning chap va o'ng tomonidagi prujinasimon
cho'lg'amlar differensial ulanganligi tufayli ularda hosil bo'lgan EYuKlar qo'shiladi
hamda O'zgartkichning chiqishida tezlanishga proporsional bo'lgan signal hosil
bo'ladi.
O'zgartkich o'lchash diapazonini rostlash manba tokini o'zgartirish yo'li bilan
amalga oshiriladi. Bunda magnit oqimning o'zgarishi ferromagnit suyuqlik
qovushqoqligining o'zgarishiga olib keladi, bu esa inersion element, silindrsimon magnit o'tkazgich va o'qning o'zaro ta'sirlashuvchi yuzalari orasidagi ishqalanish
qarshiligini o'zgartiradi.
Ob'ektning fazodagi holati o'zgarganda (gorizontal holatdan og'ganda) inersion
element korpus bo'shlig'idagi havo bosimlarining farqi ta'sirida yuzaga keluvchi
kuch yordamida aylanish o'qining o'rtasida ushlab turiladi.
Ushbu o'zgartkich chiziqli tezlanishni o'lchashda ham qo'llanilishi mumkin.