4-laboratoriya виртуал стендларда

4-laboratoriya
ВИРТУАЛ СТЕНДЛАРДА ГИДРОСТАТИК САТХНИ ЎЛЧАШ УСУЛЛАРИНИ ЎРГАНИШ
Ишдан мақсад:
Ушбу лаборатория иши виртуал стендлар ёрдамида сатхни ўлчаш усулларини ўрганишга мўлжалланган.
Топшириқ:
1. Сатх ўлчагичларнинг ишлаш принциплари билан танишиш;
2. Дифманометрик гидростатик сатх ўлчагичлар ва пъезометрик гидростатик сатх ўлчагичларнинг ишлаш принциплари билан виртуал стендлар ёрдамида танишиш;
3. Дифманометрик гидростатик сатх ўлчагичлар ва пъезометрик гидростатик сатх ўлчагичларнинг ишлаш принципларини виртуал стендлар ёрдамида ўрганиб, уларнинг ишлашига аниқ тушунтиришлар бериш.


Сатхни ўлчашнинг назарий асослари
Гидростатик сатх ўлчагичлар
Гидростатик сатх ўлчагичлар ёрдамида сатхни ўлчаш учун суюқлик устуни ҳосил қилаётган босимни ўлчаб сатх ўлчанади, яъни
P= gH; ( =const бўлганда)
Пьезометрик ва дифманометрик. гидростатик сатх ўлчаш усуллари мавжуд.
Пьезометрик сатх ўлчагичлар (расм 1) агрессив ва ўта агрессив мухитларнинг сатхини ўлчашда қўлланилади. .

Расм 1
Ушбу сатх ўлчагич ўлчаш комплектига қуйидагилар киради:
1 – ростланувчи дроссель;
2 – ротаметр;
3 – пьезометрик трубка;
4 – манометр (иккиламчи асбоб)
Хаво берилиши билан тизимдаги босим суюқлик устуни (Н) босимига тенглашгунча ортиб боради, яъни, ρgH. Босим тенглашиши билан пъезометрик трубкадан (3) хаво чиқишга бошлайди. Бу хаво сарфи минутига 60-100 пуфакча қилиб ростловчи дроссель (1) ва стаканча ёрдамида созланади. Шундай қилиб, пъезометрик трубкадаги босимни ўлчайдиган ўлчов асбоби (4) шкаласи, ўлчанаётган сатх бирлигида градуировкаланиши мумкин.
Гидростатик сатх ўлчагичларнинг (расм 2) иккинчи тури дифманометрик сатх ўлчагичлардир.

Расм 2
Тенглаштирувчи идиш тирсагидаги суюқлик устуни баландлиги ўзгармас, дифманометрнинг бошқа тирсагидаги босим эса, резервуардаги суюқлик сатхи ўзгариши билан ўзгаради, яъни, сатхнинг хар бир қийматига маълум бир босимлар фарқи тўғри келади. Биринчи холатда, аппаратдаги босим атмосфера босимига мос бўлса, унда , тенглаштирувчи идиш аппарат тубига мослаб ўрнатилади ва унда ўлчанаётган босимлар фарқи қуйидагича бўлади:

Агар аппаратдаги босим атмосфера босимидан катта бўлса, унда,



Қалқовучли сатх ўлчагичлар
Қалқовучли сатх ўлчагичларда сатх ўзгариши билан қалқовуч сатхнинг кетидан силжийди ва унинг бу силжиши ўлчаш қурилмасига узатилади ёки кучни ёки силжишни компенсацияловчи сигнал ўзгартиргичда чиқиш сигналига айлантирилади. Икки хил қалқовучли сатх ўлчагичлар мавжуд. Биринчисида (расм 34), акс таъсир кучи қалқовучни кўтариш кучига тенг бўлиб, у қалқовучнинг оғирлик кучига G тенг, яъни G=F=const; (Архимед қонунига мувофиқ F= sxg, бу ерда, - суюқлик зичлиги; s- қалқовучнинг кўндаланг кесим юзаси; x – чўкиш баландлиги; g- эркин тушиш тезланиши).
Қалқовучнинг чўкиш даражаси,
X=
яъни, қалқовуч суюқлик сатхининг ўзгаришини қайтаради.

Расм 3
Иккинчи холатда (расм 3), акс таъсир этувчи куч пружина ёрдамида ҳосил қилиниб, унинг қиймати сатх ўзгариши билан ўзгаради.

Расм 4
Бир хил чўкиб турувчи қалқовучли сатх ўлчагичнинг энг содда чизмаси эгилувчан тросга осиб қўйилган ва роликлар (2 ва 3) ёрдамида қалқовучга (1) уланган кўриниши 4-расмда келтирилган. Троснинг иккинчи учига тросни таранг ушлаб туриш учун юк 4 ва сатхни шкала 5 да кўрсатиб туриш учун стрелка ўрнатилган. Ушбу сатх ўлчагичнинг камчилиги унда шкаланинг тескарилигидир, яъни, шкаланинг ноли тепада, максимуми пастдалиги. Бу сатх ўлчагичларнинг масофага узатиш тизимида сельсинли сигнал ўзгартиргичлардан фойдаланилади.
Цилиндрик қалқовучли (буёкли) сатх ўлчагичларда сатх ўзгариши билан қалқовучнинг чўкиш даражаси ўзгаради ва бунда қалқовучга таъсир этаётган кучлар мувозанати қуйидаги тенгламалар ёрдамида ёзилиши мумкин: биринчи холат учун (35-расмнинг I холати учун),
Slρg = LZ
Z – пружинанинг қаттиқлиги (бикирлиги).
Иккинчи холатда эса (35-расмнинг II холати учун), ,
Slρg - (H - x) sρ₁g = (L-х) Z
Биринчи холат тенгламасида иккинчини айириб оламиз:
(H-x) sρ₁g = LZ - (L-х) Z
Бу тенгламани Х га нисбатан ечиб, топамиз
х=
Ушбу тенгламадан кўриниб турибдики, қалқовучнинг силжиши сатх ўзгаришига пропорционал равишда бўлади. Қалқовуч бикирлигининг ошиши билан қалқовучнинг нисбий силжиши камаяди.


Электр сатх ўлчагичлар
Сатхни ўлчашда энг кўп тарқалган электр усуллардан сиғимли сатх ўлчагичлар ҳисобланади. Бундан ташқари электр ўтказувчан мухитлар учун омик усуллар ҳам қўлланилади.
Сиғимли сатх ўлчагичларда назорат қилинаётган мухитнинг диэлектрик хусусиятидан, омик сатх ўлчагичларда эса назорат қилинаётган мухитнинг электр ўтказиш хусусиятидан фойдаланилади.
Сиғимли сатх ўлчагич. Цилиндрик (I) ва призматик (II) сиғимли сатх ўлчагичлар мавжуд. Сиғимли сатх ўлчагичнинг сиғими унинг икки участкаси сиғимлари йиғиндисига тенг бўлади (расм 5). Датчикнинг чўкиб турган қисмидаги

Расм 5
мухит диэлектрик ўтказувчанлиги Е_ж ва чўкмаган қисми диэлектрик ўтказувчанлиги Е_ср (хаво учун бирга тенг) деб белгиласак, унда:
Цилиндрик сиғимли сатх ўлчагич ўзгартиргичи сиғими

Текис юзали сиғимли сатх ўлчагич ўзгартиргичи сиғими

яъни, С=f(h). Электр сиғимини одатда резонанс схемалар ёрдамида (сатх сигнализаторларида) ва кўприк схемалар (сатх ўлчагичларида) ёрдамида ўлчанади.