книги / Метрология, стандартизация и сертификация. Методы и средства измерения физических величин

ляционного метода заключается в следующем. На объекте, движущемся со скоростью V, размещены излучатели, разнесенные на расстояние /, и при­

емышей отраженного сигнала. Так как второй приемник смещен относи­ тельно первого, то сигналу!(О повторяется во втором приемнике сигналом / 2(г) с запаздыванием т, пропорциональным расстоянию / между приемни­ ками и обратно пропорциональным скорости объекта Vyт.е. т = IIV В рабо­

те [9] подробно рассмотрены различные методы автоматизации корреля­ ционного способа измерения линейной скорости.

При измерении скорости движения объектов в воздухе широкое применение наряду с тахометрическими вертушками находят трубки ско­ ростного напора, подключаемые к дифференциальным датчикам давления. Зависимость динамического давления Рд от скорости можно выразить

уравнением:

рость звука.

Скорость может бьггь определена как

f 2Рд

К=

рО + е)

Исходя из вышеизложенного при проектировании измерителя скоро­ сти летательного аппарата задают диапазон линейных скоростей, высоту полета (от нее зависит плотность воздуха р). Далее определяют поправоч­ ный коэффициент е, диапазон изменения Рд и по Рдпах выбирают диффе­

ренциальный датчик давления с нормированным выходным сигналом.

В авиации используется и термодинамический метод определения линейной скорости, основанный на измерении температуры торможения встречного потока. В воздушном потоке размещают две одинаковые тер­ мопары с различными коэффициентами торможения Г\ и гг. Измеряя зна­

чения ЭДС термопар,определяют линейную скорость объекта:

v= 1к(8гег)

V ( r r r 2) ’ где s - чувствительность термопар;

к - коэффициент, зависящий от скорости звука и температуры на вы­

соте полета самолета.

При определении путевой скорости самолета и его расчетного ме­ стоположения необходимо измерять скорость самолета относительно воз­ духа, скорость ветра и его направление. Наибольшие погрешности полу­

где Се - параметрический коэффициент обмоток; п - скорость вращения;

Ф - поток, Ф = BS; здесь В - индукция; S - сечение сердечника.

Если у тахогенератора с постоянными магнитами индукция В посто­

янна, то у тахогенератора с независимым возбуждением она зависит от со­ стояния сердечника перед включением тока возбуждения (кривая намагни­ чивания, остаточная индукция).

Основными показателями, характеризующими функциональные свойства тахогенераторов постоянного тока (ТТЛ), являются крутизна вы­ ходной характеристики, нелинейность, асимметрия, коэффициент пульса­ ции и температурный коэффициент выходного напряжения.

Крутизна выходной характеристики S определяется изменением вы­

ходного напряжения на единицу частоты вращения ротора.

Нелинейность выходного напряжения Н представляет собой полу­

сумму абсолютных значений наибольшей положительной и наибольшей отрицательной погрешностей выходного напряжения в отдельных точках характеристики. При этом погрешность выходного напряжения AU при не­

которой установившейся частоте вращения в процентах вычисляется по следующей формуле:

& U — (£/вЫх/ £Л*ОМ ~ Л / /?ном)Ю0>

где (Увых - выходное напряжение при установившейся частоте вращения п\ t/ном ~ выходное напряжение при номинальной частоте вращения лномНа нелинейность влияет размагничивающее действие реакции якоря

и нелинейный характер изменения переходного сопротивления щеточно­ коллекторного узла. Нелинейность напряжения ТГП зависит от величины сопротивления нагрузки - с увеличением сопротивления нелинейность уменьшается.

Падение напряжения на щеточно-коллекторном переходе вызывает отрицательное смещение выходной характеристики ТГП на величину Д£/щ, вследствие чего появляется зона нечувствительности от 0 до Лщт = Д£/шfS,

в пределах которой на выходе ТГП отсутствует напряжение.

При изменении направления вращения якоря выходное напряжение меняет полярность. При этом имеет место неравенство выходных напряже­ ний при разных по направлению и одинаковых по величине частотах вра­ щения - асимметрия выходного напряжения Ат. Асимметрия определяется

отношением абсолютного значения разности выходных напряжений, изме­ ренных при правом и левом напряжении вращения, к сумме этих напряже­ ний при установленном значении частоты вращения ротора. У современ­ ных ТГП асимметрия не превышает 0,3 - 1 %. Пульсация С/вых складыва­

ется из оборотной полюсной, коллекторной и зубцовой составляющих. Наиболее нежелательными являются оборотные и полюсные низкочастот­

ные пульсации выходного напряжения. Коэффициент пульсации выходно­ го напряжения

Зубцовые и коллекторные пульсации могут быть уменьшены на 30 - - 50 % емкостным фильтром.

Температурный коэффициент выходного напряжения ТТЛ характе­ ризует максимальное изменение UBUXпри изменении температуры на 1°С в

диапазоне рабочих температур. Эта погрешность относительно мала (не более 0,02 - 0,04 % на 1°С) и обусловлена только изменением сопротивле­ ния обмотки якоря.

Кроме указанных выше основных показателей ТТЛ, следует отме­

тить:

А/трмомент трения статический, Н м;

Классы точности ТТЛ приведены в табл. 5.1, а основные технические данные тахогенераторов постоянного тока - в табл.5.2.

Тахогенераторы серии TD, ТГ и СЛ-121Г с независимым возбужде­ нием, причем напряжение возбуждения для TD и СЛ-121Г равно 110 В, ток возбуждения для серии ТГ составляет 0,3 А.

Тахогенератор ТГ-2М2 бесконтактный, с ограниченным углом пово­ рота ротора. Он работает в режиме колебательного вращения ротора. Рабо­

чий угол поворота ±50°

Таблица 5.1

У асинхронных тахогенераторов (ТГА) выходное напряжение линей­ но зависит от частоты вращения ротора при неизменном сдвиге фаз между напряжением возбуждения t/Bи выходным напряжением ^Лых-

Конструктивно ТГА представляет собой двухфазную электрическую машину с полым немагнитным ротором. На статоре расположены обмотки возбуждения й генераторная. Основными параметрами ТГА являются кру­ тизна, нелинейность, постоянная и переменная составляющие остаточной ЭДС, фазовая погрешность от изменения частоты вращения и температур­ ные коэффициенты выходного напряжения и фазы выходного напряжения.

Крутизна и нелинейность выходного напряжения, а также темпера­ турный коэффициент выходного напряжения имеют те же определения,

новной гармонике на выводах генераторной (выходной) обмотки при не­ подвижном роторе в пределах одного оборота, при этом приведенное зна­ чение определяется как отношение остаточной ЭДС к крутизне характери­ стики выходного напряжения.

Переменная составляющая остаточной ЭДС ДСост есть разность меж­ ду наибольшим и наименьшим значением остаточной ЭДС по основной гармонике в пределах оборота ротора. Приведенное значение определяется отношением переменной составляющей остаточной ЭДС к крутизне.

За фазовую погрешность ТГА Дфп принимают наибольшую раз­ ность фаз ЭДС тахогенератора при номинальной и минимальной частотах вращения в рабочем диапазоне:

Дфп = ф |-ф 2 -

Температурный коэффициент фазы выходного напряжения ТГА ха­ рактеризует максимальное изменение фазы при изменении температуры на 1°С в диапазоне рабочих температур.

В табл. 5.3 приведены классы точности асинхронных тахогенерато­ ров, а в табл. 5.4 - технические характеристики некоторых тахогенерато­ ров.

Таблица 5.3