Transport fakulteti metrologiya va standartlshtirish

Nazorat savollari
1. UIM-21 universal o’lchov mikroskoplarining konstruktsiyasi qanday?
2. UIM-21 universal o’lchov mikroskoplarining tuzilishi qanday?
3. UIM-21 universal o’lchov mikroskoplarining ishlash prinsipi qanday?

2-Tajriba ishi


Mexanik xarakat datchiklarini o`rganish
Ishdan maqsad: Harakat datchiklarni konstruktiv sxemalari bilan tanishish
Nazariy qism
Deformatsiya aksariyat hollarda tenzorezistorlar yoki pezometrik

o'zgartgichlar yordamida o'lchnadi. Simli va folgali tenzorezistorlar
l / l  1,5%

gacha bo'lgan deformatsiyalarni elektr signalga o'zgartirishda qo'llaniladi. Biror o'q bo'ylab ta'sir qilayotgan mexanik kuchlanishni o'lchashda shu o'q bo'ylab bitta tenzorezistor yelimlanadi. Bunda o'zgartirish funksiyasi quydagicha aniqlanadi:

bu yerda E_M materialning elastiklik moduli, S_T tenzorezistor sezgirligi.

Deformatsiyani tenzorezistor yordamida o'lchashda haroratni o'zgarishi hisobidan yuzaga keladigan xatolik ancha katta qiymatga ega bo'ladi. Bu xatolikni kamaytirish maqsadida tenzorezistorlar ko'prik sxemasiga differensial ulanadi (4.25-rasm)

Bitta tenzorezistorni deformatsiya ta'sirida ob'ektning cho'ziladigan qismiga, boshqasini uning siqiladigan qismiga yopishtirilishi va ularni differensial sxema bo'yicha ulanishi haroratni o'zgarishi tufayli yuzaga keladigan xatolikni kompensatsiyalash imkonini beradi va o'lchash sezgirligini sezilarni 2 martaga oshiradi. Bunda tenzorezistorlar ko'prikning yonma-yon yelkalariga ulanadi. Ko'prikka beriladigan manba kuchlanishining qiymati tenzorezistorlar iste'mol qila oladigan kuvvatning ruxsat etilgan qiymati bilan chegaralanadi va u ko'pincha 2-12 V ni tashkil etadi. Tenzorezistorlar qarshiliklarining nisbiy o'zgarishi uncha katta bo'lmaganligi sababli ko'prikning o'lchash diagonalidagi kuchlanish nisbatan kichik qiymatga ega bo'ladi. Masalan, simli tenzorezistorlar ulangan ko'prikning chiqish signali 10-50 mV dan oshmaydi. Shuning uchun ham ko'prik sezgirligini oshirish mAqsadida unga impul sli kuchlanish beriladi. Ushbu usul yordamida ko'prik
sezgirligi marta oshirilishi mumkin, bu yerda Q - impul s chuqurligi.
Tenzorezistorlarni muvozanatlanmagan ko'prik sxemalari ulash va o'lchash zanjiriga kuchaytirgichlardan foydalanish asosida o'lchash sezgirligini oshirish juda
keng qo'llaniladi (4.26 - rasm).
Simli tenzorezistorlar qarshiliklarining nisbiy o'zgarish diapazoni torligi sababli muvozanatlanmagan ko'prik o'zgarish funksiyasi nochiziqligini hisobga olmasa
Tenzostansiya o’lchash kanalining funksional sxemasi



ham bo'ladi. Yuqoridagi sxemaga ko'ra R₁ va R₂ tenzorezistorlar o'zgaruvchan kuchlanish manbaidan ta'minlanayotgan ko'prik K yelkalariga ulangan. Ko'prikning
chiqish signali kuchaytirgich K orqali demodulyator (sinxron detektor) D ga beriladi. Sinxron detektor D yordamida o'lchanayotgan kattalik chastotasiga mos signal hosil qilingandan so'ng u filtr F orqali o'lchash asbobi O'A ga beriladi.
Muvozanatlanmagan ko'prik o'zgaruvchan kuchlanish manbaidan ta'minlanayotganligi bois o'lchash zanjirida paydo bo'ladigan parazit sig'imlarni hisobga olishga kerak bo'ladi. Masalan, tenzorezistorlar metalldan yasalgan ob'ektga yelimlanganda tenzorezistor bilan metall orasidagi parazit sig'im 10-100 pkF ni tashkil etadi. Shuning uchun ham ko'prikda aktiv va reaktiv parazit qarshiliklarni kompensatsiyalash nazarda tutilgan bo'ladi. Chastota bo'yicha ajratuvchi kuchaytirgichlar va sinxron detektorlarni qo'llanishi o'lchash qurilmasini tashqi xalaqitlarga chidamliligini bir muncha oshiradi.
So'ngi paytlarda mikroelektronika qurilmalarini tez suratlar bilan takomillashayotganligi munosabati bilan o'zgarmas tok ko'prigidan foydalanishga katta e'tibor berilmoqda. Ayrim holatlarda kvazi (tenzoko'prik chiqish toki qo'shimcha manba toki bilan) muvozanatlangan ko'priklar qo'llanilmoqda.
Mexanik kuchlanish pezoelektrik o'zgartkichlar yordamida o'lchanganda pezoelementlar o'zgartgich korpusiga shunday joylashtiriladiki, bunda korpus ichki yoqlarida bir xil ishorali EYuK hosil bo'ladi (4.27 - rasm).
Bu EYuK metall tagliklar orqali kuchaytirgich kirishiga beriladi. Pezoelementlarda zaryadlar faqat o'zgaruvchan mexanik kuchlanish ta'sirida paydo bo'lishi mumkinligi sababli ular yordamida 10 Gs dan 80000 Gs gacha bo'lgan chastotali mexanik ta'sirlarni o'lchash mumkin bo'ladi.Mexanik kuchlanishni o'lchashda


Magnit elastik o'lchash o'zgartgichlaridan ham keng foydalaniladi. 4.28 - rasmda prof. Zaripov M.F. va dots. Kaptsov A.V. tomonidan taklif etilgan magnit elastik datchik konstruktiv sxemasi keltirilgan. Datchik П - simon magnit o'tkazgich 1, uning asosida joylashtirilgan qo'zg'atuvchi 2 va o'lchash chulg'amlari, qo'shimcha chulg'amlar 4, kommutator 5, Ш - simon qutb nakonechniklari 6 va 7, nakonechniklarning o'rta 8 va 9, chetki 10 va 11 o'zaklaridan tashkil topgan. Qo'shimcha chulg'amlar 4 o'rta o'zaklar 8 va 9 larga o'ralgan bo'lib, 6,7 va 10,11 nakonechniklar yuzasi bir xil qilib tanlanadi. O'lchash asbobi 13 o'lchash zanjiri 3 ga ulanadi.

Datchik quydagicha ishlaydi. Magnit o'tkazgich 1 mexanik kuchlanish ta'sirida bo'lgan ob'ekt 12 yuzasiga o'rnatiladi. Bunda ob'ekt magnit singdiruvchanligi undan o'tayotgan magnit oqimi kattaligiga bog'liq ravishda o'zgaradigan materialdan yasalgan bo'lishi lozim. Qo'zg'atuvchi chulg'am 2 ga o'zgaruvchan kuchlanish beriladi. O'lchash ikki bosqichda olib boriladi. Birinchi bosqichda qo'shimcha cho'lg'amlarda o'rnatilgan kontaktlar 5 ochiq bo'lib qo'zg'atuvchi chulg'am tokidan hosil bo'lgan magnit oqimi qutb nakonechniklarining barchasidan o'tadi. O'lchash chulg'amida induksiyalangan

EyuK E₁ o'lchash asbobi 13 yordamida qayd etiladi. O'lchashning ikkinchi bosqichida kontaktorlar 5 qo'shimcha chulg'amlar 4 ni qisqa tutashtiradi va ular 8 va 9 nakonechniklardan o'tadigan magnit oqimlari uchun ekran vazifasini bajaradi,ya'ni bu nakonechniklardan magnit oqimi deyarli o'tmaydi. Buning natijasida magnit oqimi yo'lidagi havo oralig'ining yuzasi kamayadi, magnit qarshiligi esa ortadi. Ikkinchi o'chashda o'lchash asbobi 13 E₂EYuK ni qayd etadi.E₁  nE₂farq detal 12 magnit qarshiligi qiymatiga proporsional bo'ladi, bu yerda n - qutb nakonechnigi umumiy yuzasining uning chekka qismlari 10 va 11 yuzalariga nisbati.
Shunday qilib, yuqorida bayon etilgan mexanik kuchlanish datchigi ko'rsatishi uning qutb nakonechniklari bilan mexanik kuchlanish ta'sirida bo'lgan ob'ekt o'rtasidagi havo oralig'i kattaligining o'zgarishiga bog'liq bo'lmaydi. Masalan, magnit o'tkazgichi ferritdan yasalgan va qutb nakonechniklari orasidagi masofa 40mm hamda n  2 ga teng bo'lgan magnit elastik datchik havo oralig'ining o'zgarishi natijasidagi xatoligi avval mavjud datchiklarnikiga nisbatan 2,5 marta kam bo'ladi.