La coppia sull'albero di un motore in funzione viene determinata misurando la coppia di reazione dello statore del freno, che è uguale ad essa, oppure misurando l'angolo di torsione dell'albero di collegamento sotto l'influenza della coppia trasmessa. In ogni caso, i tester incontrano alcune difficoltà nell'ottenere risultati di misurazione affidabili a causa del fatto che i dinamometri dei freni funzionano in condizioni di maggiore vibrazione e carichi che cambiano bruscamente, a volte rasentando lo shock, specialmente in condizioni operative instabili di un motore a combustione interna.

Per determinare la quantità di coppia sviluppata dal motore di prova vengono utilizzati diversi dinamometri meccanici, idraulici ed elettrici. Il loro schema strutturale, così come altri dispositivi di misurazione, è costituito da collegamenti primari, intermedi e di uscita. Le tipologie di dinamometri sono classificate in base al legame più caratteristico. Spesso solo questo collegamento caratteristico è considerato un dinamometro, il che non è corretto.

I dinamometri meccanici trovano la più ampia applicazione. Sono realizzati sotto forma di sistemi a leva con pendolo, meno spesso con bilance a molla. In precedenza, per questi scopi venivano utilizzate principalmente bilance multileva di tipo decimale. E ora vengono utilizzati anche per testare potenti motori stazionari a bassa velocità.

Dinamometro con scale a leva Poiché tali scale non sono reversibili, nel collegamento intermedio del dinamometro è previsto uno speciale dispositivo di inversione che funziona come segue. Quando la forza P applicata alla leva del freno è diretta verso l'alto, allora, agendo sull'asta 8, tramite la leva 7 si trasmette all'asta 6, spostandola verso il basso, e tramite la leva 5 e l'asta 4 carica il bilanciere 2 della bilancia . Quando diretta verso il basso, la forza P, bypassando il dispositivo di inversione, agisce direttamente sull'asta 6 nella stessa direzione, caricando di conseguenza il bilanciere indipendentemente dal senso di rotazione del rotore e del freno. Il peso 3 garantisce il bilanciamento della trave di equilibrio quando il peso è posizionato sulla divisione zero dei suoi ideali, e il bilanciamento della forza P e la determinazione del suo valore si ottengono spostando il peso / lungo il bilanciere. Nei moderni dispositivi di pesatura di questo tipo, il peso valutatore / viene spostato utilizzando uno speciale meccanismo di tracciamento, che consente di bilanciare automaticamente il carico e monitorare a distanza le letture della bilancia.

Per ridurre le perdite per attrito, il sistema di leve è realizzato su prismi sensibili agli urti e soggetti ad usura. Pertanto, nei periodi di inattività e soprattutto all'avvio del motore, si consiglia di bloccare il sistema di leve con un dispositivo appositamente studiato per questo scopo.

La precisione e la sensibilità delle scale delle leve supera significativamente quanto richiesto dai meccanismi per determinare la forza sulla leva del freno. Tuttavia, la loro affidabilità e manovrabilità sono basse anche in presenza di un sistema di tracciamento automatico. Pertanto, nei laboratori di motori di automobili e di trattori, viene data esclusiva preferenza a quelli meno accurati e imprecisi. così sensibile, ma più durevole, ad azione rapida e stabile in termini di letture, scale del pendolo e dinamometri basati su di essi.

I dinamometri a pendolo sono compatti, chiari, facili da usare e consentono di bilanciare automaticamente la forza agente P senza spostare il peso.

Le bilance a pendolo non alterano le letture sotto l'influenza di deformazioni residue, come ad esempio le bilance a molla, ed essendo reversibili consentono di misurare il carico in qualsiasi direzione di rotazione del rotore del freno. Avendo la capacità di assorbire piccole vibrazioni, il pendolo non rende difficile il conteggio durante le fluttuazioni casuali del carico, che è inerente alle bilance a leva. Ma proprio come altri dispositivi simili, è importante che riducano l'attrito nelle articolazioni e bilancino il peso proprio delle aste del pendolo.

Tuttavia, in un design così semplice, il meccanismo del pendolo non è del tutto conveniente, poiché ha una scala di riferimento irregolare. Pertanto, per allineare la scala di riferimento, il settore-quadrante viene profilato secondo la legge r=a sin a/a, assumendo a come valore iniziale.

I dinamometri con testa di pesatura, rispetto a quelli a pendolo convenzionali, hanno una maggiore precisione di misurazione (gli errori non superano lo 0,1-5-0,2%) e sono sufficientemente sensibili da consentirne l'utilizzo in lavori di ricerca scientifica.

La base di tali dinamometri è una testa di pesatura, molto spesso a due pendoli, in combinazione con una bilancia a leva. Tuttavia, le teste a doppio pendolo non sono reversibili, quindi nell'anello intermedio del dinamometro viene inserito lo stesso dispositivo di inversione come nei dinamometri convenzionali con scala a leva (vedi Fig. IV.2). In sostanza i dinamometri con "testa di pesatura" sono meccanismi con bilancia a leva, al bilanciere 1 del quale è collegata una testa di pesatura a quadrante. La testa percepisce solo una parte della forza misurata che non è bilanciata dal peso mobile 2, e grazie a ciò consente di osservare la variazione del carico all'interno del suo quadrante. Il Peso 2 viene talvolta utilizzato per espandere il campo di misurazione, come, ad esempio, nei dispositivi di pesatura di tipo VKM.

Le teste di pesatura con dispositivo di lettura del quadrante sono comode e molto affidabili nel funzionamento, sebbene richiedano un'attenta protezione dei giunti e delle cerniere dall'umidità e dalla polvere e un'eliminazione ancora più attenta del gioco in esse.

Per garantire la necessaria precisione di misurazione, i dispositivi di pesatura vengono selezionati in base alla potenza dell'oggetto da testare. Pertanto, i dispositivi di pesatura del tipo VKM sono dotati di comparatori che consentono di misurare forze fino a 10, 25, 40, 80 e 120 kgf o più, e l'uso di un peso mobile 2 amplia i limiti della loro misurazione a 20, 40, 50, 100 e 170 kgf. La scelta dell'unità di misura richiesta in kgf o kgf-m dipende da quale è stata utilizzata come base per calibrare la scala del dispositivo peso freno. Il valore di divisione della bilancia della testa di pesatura può esprimere entrambe le frazioni del prodotto P1 e P. Talvolta entrambe le bilance vengono applicate al quadrante contemporaneamente.

Il design delle teste di pesatura, di norma, consente loro di essere ruotate attorno ad un asse verticale in qualsiasi posizione. Ciò consente di osservare le letture dall'angolazione più vantaggiosa, indipendentemente dalla posizione del tester. Le dimensioni relativamente grandi del quadrante e dei divisori di lettura non rendono difficili le osservazioni anche a certa distanza. Se necessario, il quadrante viene illuminato con lampadine, vengono utilizzati binocoli e speciali dispositivi ottici con convertitori analogico-digitali, che garantiscono una trasmissione remota o una lettura affidabile delle letture.

coppia motrice del motore di potenza

I dinamometri idraulici, o mesdozas, come vengono spesso chiamati dal nome dell'unità di misura principale, si distinguono per la loro accattivante semplicità.

Si basano su un alloggiamento 5, riempito di liquido e chiuso da una membrana elastica 4, sigillata mediante un anello di pressione 2. Il pistone 3 preme sulla membrana sotto l'azione di una forza misurata P, e la pressione risultante viene registrata da un manometro 6.

Quando si misurano pressioni fino a 10 kgf/cm2, il diaframma mesdoza è realizzato in tessuto gommato ad alta resistenza di 0,3-0,8 mm di spessore o in bronzo al berillio di 0,05-0,06 mm di spessore, che ha una caratteristica lineare e non è gravato da fenomeni di isteresi. Per misurare pressioni più elevate viene utilizzata gomma resistente all'olio e alla benzina di 2-3 mm di spessore o lamiera sottile di acciaio. Come fluidi di lavoro vengono utilizzati vari oli, glicerina tecnica e altri liquidi.

Oltre alla semplicità, i dosaggio statici hanno un ampio intervallo di misurazione, incluso un molto alte pressioni. Tuttavia, la temperatura ha un’influenza significativa sulle letture dei mesdos. ambiente dovuto al fatto che il coefficiente di dilatazione volumetrica dei liquidi è maggiore di quello dei metalli. Quando cambia condizioni esterne Dal liquido può anche liberarsi aria, che in esso si scioglie in quantità fino a circa il 10% in condizioni normali, e con l'aumentare della pressione la sua solubilità aumenta linearmente. Pertanto, prima di ogni test, la dose deve essere tarata e versata il più spesso possibile utilizzando i rubinetti.

Gli svantaggi indicati dei mesdosi non scorrevoli possono essere eliminati utilizzando dispositivi idraulici più complessi, i cosiddetti mesdosi a membrana a flusso passante e di compensazione.

I dinamometri elettrici in generale sono dispositivi in ​​cui la deformazione di un elemento elastico provoca una variazione di un determinato parametro elettrico alla base della misura, coppia o forza circonferenziale.

A questi scopi sono adatti molti dei metodi elettrici sopra discussi per la misura di grandezze non elettriche, collegando funzionalmente le grandezze misurate con quelle inviate al circuito di misura. Ma in pratica, i test sui motori utilizzano molto spesso trasduttori di misura basati su variazioni di resistenza ohmica, capacità, induttanza, induzione ed effetti fotoelettrici sotto l'influenza di una quantità non elettrica in ingresso. La grandezza meccanica in ingresso è la torsione dell'albero di collegamento dell'impianto frenante, lo spostamento angolare delle parti dei giunti di misura, oppure la deformazione dell'elemento elastico, il cosiddetto tirante del dinamometro, su cui agisce la leva del freno. Il metodo più comunemente utilizzato prevede la misurazione dell'angolo di torsione dell'albero di collegamento. I dinamometri di questo tipo sono anche chiamati barre di torsione.

Conosciuto vari modi misura delle coppie trasmesse dal motore al carico attraverso un albero elastico rotante. Tra questi, sono ampiamente utilizzati metodi basati sulla conversione del momento misurato nella deformazione di un elemento elastico, realizzato sotto forma di alberi (ioni del torso), molle a spirale, controventi, ecc. Conversione della deformazione (. sollecitazioni meccaniche) di un elemento elastico in un segnale elettrico può essere effettuata utilizzando trasduttori di misura resistenti alla deformazione, induttivi, magnetoelastici e altri.

I metodi per misurare la coppia utilizzando sensori esterni ad un albero rotante, basati sulla misurazione dell'angolo di torsione di un elemento elastico sotto l'influenza della coppia misurata, sono caratterizzati da una maggiore precisione di misurazione e facilità di implementazione.

Esiste un metodo noto per misurare la coppia [Odinets S.S., Topilin G.E. Apparecchi per la misurazione della coppia. Biblioteca del costruttore di strumenti. M.: "Machine Building", 1977.160 pp.], realizzato mediante un torsiometro a registrazione magnetica, costituito da un elemento elastico, due testine magnetiche, una scheda con circuiti elettronici, un filtro attivo e un fasometro. L'elemento elastico è fissato alle estremità tramite due flange in ottone, che fungono da tamburi magnetici. Le superfici esterne delle flange sono rivestite con un'emulsione magnetica di ossido di ferro (Fe 2 O 3). In assenza di una coppia misurata, gli impulsi vengono periodicamente registrati in modo sincrono sulla superficie ferromagnetica di ciascuna flangia. Sotto l'azione del momento misurato, l'elemento elastico si torce. Le flange ruotano e negli impulsi letti dalle testine magnetiche si verifica uno sfasamento proporzionale alla coppia misurata. L'entità dello sfasamento risultante viene convertita in tensione corrente continua. Il valore della coppia misurata viene letto sulla scala di un dispositivo a corrente continua.

Lo svantaggio principale di questo metodo è la complessità della sua implementazione, associata alla necessità di creare un sistema di tamburi magnetici rigorosamente allineati con rivestimento ferromagnetico e testine magnetiche che leggono il segnale.

Il più vicino all'invenzione nell'essenza tecnica è un metodo per determinare la coppia meccanica trasmessa da un albero rotante [Brevetto RF n. 2183013, cl. G 01 L 3/04, 1999], in cui sull'albero sono installati due dischi identici contrassegnati (corone), distanziati di una base e collegati rigidamente all'albero, la velocità di rotazione di ciascun disco (corona) viene convertita utilizzando due sensori magnetici indipendenti in due segnali sinusoidali, viene registrata la differenza di fase di questi segnali, dalla variazione della quale viene giudicata l'entità della coppia meccanica trasmessa dall'albero, e i sensori utilizzati nel sistema di misurazione della coppia sono preinstallati su uno dei dischi l'albero viene ruotato, la differenza di fase dei segnali sinusoidali dei sensori viene registrata in base alla velocità di rotazione dell'albero con un carico costante sull'albero, la differenza di fase risultante viene presa in considerazione quando si determina successivamente la differenza di fase dei segnali provenienti da due sensori, il cui valore è proporzionale alla coppia meccanica trasmessa dall'albero. In questo caso, in condizioni di laboratorio, per una specifica coppia di sensori, la componente di frequenza Ud (n) viene determinata in un modello di regressione, che viene successivamente utilizzato per calcolare e introdurre correzioni nel risultato finale per un valore specifico della rotazione dell'albero velocità.

Lo svantaggio principale di questo metodo è l'elevata complessità di configurazione associata alla necessità di costruire un modello di regressione, e la necessità di introdurre modifiche al risultato finale per un valore specifico della velocità di rotazione dell'albero può complicare in modo significativo la parte elettrica del dispositivo che implementa questo metodo. È anche significativo che quando si genera un segnale sinusoidale dovuto agli ingranaggi, è impossibile ottenere la stessa forma del segnale quando cambia la velocità di rotazione. Lo spettro armonico cambia in modo significativo, soprattutto nella regione delle basse velocità di rotazione. A questo proposito, appariranno ulteriori errori durante la misurazione della fase dell'armonica fondamentale.

L'obiettivo del metodo a impulsi temporali proposto per la misurazione della coppia è aumentare la precisione della misurazione e semplificare l'implementazione tecnica del metodo.

Il compito è raggiunto dal fatto che due alberi coassiali sono collegati tramite un elemento elastico, un dente è installato rigidamente sull'albero motore e sull'albero dell'elemento di carico in modo tale che lo spostamento angolare tra loro lungo la circonferenza sia zero, e parallelamente alla linea centrale di questi alberi in comune con il motore e dal meccanismo di carico, sulla base sono installati due sensori magnetici, che generano segnali bipolari pulsati nei momenti in cui i denti passano vicino ai nuclei dei sensori magnetici, da cui il tempo intervallo tra i momenti di passaggio attraverso gli impulsi di zero della forza elettromotrice (fem) dei sensori magnetici (t) e il periodo di giro completo dell'albero motore (T), mentre la coppia è determinata attraverso il rapporto di questi intervalli di tempo .

La Figura 1 mostra un oscillogramma dell'impulso e. d.s. sensore magnetico(e md).

Il metodo proposto viene eseguito come segue. Due alberi coassiali sono collegati tramite un elemento elastico. Un dente ciascuno è installato rigidamente sull'albero del motore e sull'albero dell'elemento di carico. In assenza di coppia, lo spostamento angolare circonferenziale tra il primo e il secondo dente è zero. Parallelamente alla linea centrale degli alberi, su una base comune con il motore e il meccanismo di carico, sono installati due sensori magnetici in modo tale che quando gli alberi ruotano, nel momento in cui uno qualsiasi dei denti passa attraverso il campo magnetico del corrispondente sensore, quest'ultimo genera un impulso di tensione bipolare (gli impulsi di polarità positiva e negativa, come è noto, hanno sempre lo stesso valore di aree volt-secondo, e il momento in cui l'impulso emf passa per lo zero corrisponde alla distanza minima tra i vertici del il dente e il nucleo del sensore magnetico).

Se la coppia non è zero, l'elemento elastico viene deformato (attorcigliato) e l'angolo tra il primo e il secondo dente diventa diverso da zero. L'intervallo di tempo tra gli impulsi del primo e del secondo sensore magnetico sarà direttamente proporzionale all'angolo di torsione dell'elemento elastico (cioè coppia) e inversamente proporzionale alla velocità circolare di rotazione dei denti. Come si può vedere da quanto sopra, questo intervallo di tempo t sarà determinato dalla seguente espressione:

dove dl è la lunghezza del settore circolare compreso tra il primo ed il secondo dente, determinata dall'angolo di torsione dell'elemento elastico;

velocità circolare di rotazione dei denti;

R d - raggio del cerchio descritto dalla punta del dente;

T è il periodo di rotazione dell'albero motore.

L'angolo di torsione dell'elemento elastico dipende dal momento ad esso applicato e quindi dalla sua rigidità

dove M è la coppia del motore;

K 1 - coefficiente dipendente dalle proprietà elastiche dell'elemento elastico, dalla sua geometria e dal raggio R d.

Esprimendo il valore della coppia misurata dall'espressione (3) tenendo conto di (1) e (2), otteniamo:

dove è il coefficiente di proporzionalità.

Pertanto, misurando gli intervalli di tempo t e T utilizzando cronometri elettronici utilizzando il noto K 2 secondo la formula (4), viene determinata la coppia.

La Figura 2 mostra uno dei possibili opzioni implementazione pratica del metodo proposto. Il dispositivo contiene sensori magnetici 1 e 2, generatori di impulsi brevi 3 e 4, un trigger R-S 5, un filtro R-C livellante 6 e un pulsante di reset 7.

Il dispositivo funziona come segue. Prima di iniziare l'installazione, viene premuto il pulsante di reset 7 per riportare il trigger R-S 5 al suo stato originale. Quando gli alberi ruotano, gli impulsi di tensione bipolari dei sensori magnetici 1 e 2 vengono forniti ai formatori di impulsi brevi 3 e 4, alle cui uscite compaiono impulsi rettangolari di polarità negativa, e i momenti di formazione dei bordi anteriori degli impulsi corrispondono a gli istanti di passaggio per lo zero dei corrispondenti impulsi bipolari dei sensori magnetici. I segnali provenienti dalle uscite dei formatori di impulsi rettangolari 3 e 4 controllano il funzionamento del trigger R-S 5 in modo tale che la durata dell'impulso positivo alla sua uscita corrisponda all'intervallo di tempo t tra i momenti del passaggio per lo zero del sensore magnetico impulsi. L'uscita del trigger R-S 5 è collegata all'ingresso del filtro RC di livellamento 6, la cui costante di tempo è r=R·C>T. Se questo filtro non è caricato (la corrente di carico è zero), allora, come è noto, il valore medio della tensione all'uscita del filtro R-C (U cp) sarà uguale a

Dalla (5) otteniamo

dove U 0 è il valore dell'ampiezza dell'impulso di tensione all'uscita del trigger R-S 5 (U 0 deve essere stabile); - coefficiente di proporzionalità.

Di conseguenza, misurando il valore medio della tensione di uscita del filtro R-C, è possibile determinare la quantità di coppia dal valore noto del coefficiente K 3.

Il metodo proposto, come si può vedere da quanto sopra, consente di misurare la quantità di coppia indipendentemente dalla velocità di rotazione dell'albero. In termini di caratteristiche metrologiche, il metodo proposto presenta vantaggi rispetto a quelli noti. Ciò è dovuto al fatto che la misurazione della coppia si riduce alla misurazione degli intervalli di tempo, che possono essere eseguiti con elevata precisione. Inoltre, per implementare questo metodo, un metodo più semplice e progettazione affidabile sensore di coppia.

Nella tecnologia si incontra spesso la rotazione dei corpi: ruotano le ruote dei carri, gli alberi delle macchine, le eliche dei piroscafi, ecc. In tutti questi casi, sui corpi agiscono momenti di forza. In questo caso, spesso è impossibile indicare una forza specifica che crea una coppia e la sua spalla, poiché la coppia non è creata da una forza, ma da molte forze che hanno spalle diverse. Ad esempio, in un motore elettrico, le forze elettromagnetiche vengono applicate alle spire dell'avvolgimento dell'indotto a diverse distanze dall'asse di rotazione; la loro azione combinata crea una certa coppia, che provoca la rotazione dell'ancora e dell'albero motore ad essa collegato. In questi casi, non ha senso parlare di forza e leva finanziaria. L'unica cosa che conta è il momento di forza risultante. Pertanto, è necessario misurare direttamente il momento della forza.

Per misurare un momento di forza, è sufficiente applicare al corpo un altro momento di forza noto, che equilibrerebbe il momento misurato. Se viene raggiunto l'equilibrio, significa che entrambi i momenti delle forze sono uguali in valore assoluto e opposti in segno. Ad esempio, per misurare la coppia sviluppata da un motore elettrico, sulla puleggia 1 del motore vengono posizionati dei blocchi 2 compressi con bulloni in modo che la puleggia possa ruotare con attrito sotto i blocchi. I cuscinetti sono fissati ad una lunga asta, all'estremità della quale è fissato un dinamometro (Fig. 120). L'asse dei pattini coincide con l'asse del motore. Quando il motore gira, il momento di attrito che agisce dalla puleggia sulle pastiglie fa ruotare le pastiglie con l'asta di un certo angolo nella direzione di rotazione del motore. In questo caso il dinamometro si allunga leggermente e sul lato del dinamometro inizia ad agire un momento opposto, pari al prodotto della forza di tensione del dinamometro sulla spalla. La forza di tensione del dinamometro è uguale in grandezza e opposta in direzione alla forza che agisce dall'asta sul dinamometro (Fig. 120). Poiché le pastiglie sono a riposo, la coppia sviluppata dal motore deve essere uguale in valore assoluto e opposto in segno al momento di tensione del banco dinamometrico. Quindi, ad una data velocità, il motore sviluppa una coppia pari a .

Riso. 120. Misurazione del momento di forza creato da un motore elettrico

Quando si misurano coppie molto piccole (ad esempio, in galvanometri sensibili e altri dispositivi fisici strumenti di misura) la coppia misurata viene confrontata con la coppia che agisce sul lato del filo ritorto. Il sistema di misurazione, sotto l'influenza di una coppia, è sospeso su un filo lungo e sottile, metallo o quarzo fuso. Girando, il sistema di misurazione attorciglia il filo. Tale deformazione provoca la comparsa di forze che tendono a svolgere il filo e, quindi, ad avere una coppia. Quando il momento misurato diventa uguale al momento del filo attorcigliato, viene stabilito l'equilibrio. Dall'angolo di torsione all'equilibrio si può giudicare la coppia del filo e, quindi, la coppia misurata. La relazione tra la coppia del filo e l'angolo di torsione viene determinata calibrando il dispositivo.

MISURAZIONE DELLA COPPIA

Quando si studia e si monitora il funzionamento di vari dispositivi e unità (motori, pompe, compressori, generatori, ecc.), è spesso necessario misurare la coppia sull'albero del dispositivo.

La coppia sull'albero del motore elettrico può essere misurata approssimativamente con un wattmetro convenzionale e contemporaneamente misurata la velocità di rotazione. La coppia è determinata in modo univoco dalla potenza e dalla velocità di rotazione da dipendenze note. Tuttavia, va tenuto presente che misurando la corrente e la tensione che determinano la potenza, determiniamo non la potenza effettiva sull'albero motore, ma la sua potenza elettrica, che può essere convertita in potenza meccanica solo se le caratteristiche elettromeccaniche del motore elettrico sono noti con sufficiente precisione. Ciò non è sempre possibile, pertanto questo metodo di misurazione viene utilizzato solo nel caso in cui la coppia trasmessa (o consumata dall'oggetto mosso dal motore) non sia oggetto di ricerca.

Se è necessario misurare la coppia con sufficiente precisione, vengono utilizzati principalmente due metodi: la misurazione utilizzando le cosiddette bilance per motori e la misurazione utilizzando sensori di coppia estensimetrici.

Una bilancia a motore è una piattaforma montata su un asse su cui è installato l'oggetto da testare (Fig. 17.1).

Quando si utilizzano contrappesi (Fig. 17.1 UN ) è quasi impossibile misurare la coppia variabile e selezionare con precisione il peso dei carichi 4, perché la piattaforma in questa forma di realizzazione è instabile e la condizione non viene soddisfatta F∙R = M KR potrebbe causarne la fluttuazione.

Quando si utilizzano gli estensimetri 6 (Fig. 17.1 B ) non vi è alcun problema di instabilità e quando si installano 6 sensori su entrambi i lati con Δ ~ 0 il dispositivo può misurare la coppia, modificando non solo la grandezza, ma anche la direzione.

L'industria produce anche estensimetri a coppia fissa, che possono essere utilizzati in dispositivi simili a bilance per motori (Fig. 17.2).

In questo progetto, l'estensimetro 9 può misurare una coppia che varia in grandezza e direzione. L'asse del motore elettrico 7 coincide con l'asse del cuscinetto 6 e del sensore 9 con la massima precisione.

Sono inoltre disponibili celle di carico a coppia rotante, che richiedono l'utilizzo di collettori di corrente per le loro applicazioni.

Sia negli estensimetri fissi che in quelli rotanti, la misurazione viene spesso effettuata mediante estensimetri incollati all'albero elastico nella direzione della sua “torsione” sotto l'influenza della coppia. Di norma, i moderni sensori industriali dispongono di dispositivi secondari calibrati in unità di coppia (N∙m) e dotati di un'uscita digitale verso un computer.

In condizioni di laboratorio, quando per qualche motivo oggettivo non è possibile utilizzare estensimetri di coppia già pronti, è possibile utilizzare un semplice sensore, il cui diagramma è mostrato in Fig. 17.3.

La coppia crea una forza sulla trave di misura 3, che porta ad una variazione della resistenza dell'estensimetro di misura principale incollato alla superficie laterale della trave. L'estensimetro di compensazione è incollato superiormente e non subisce tensioni o compressioni quando la trave si piega.

Come trave 4 con estensimetri 5, è possibile utilizzare anche un estensimetro a trave già pronto.

Il segnale proveniente dagli estensimetri (o da un estensimetro industriale) viene fornito ai conduttori ad anello del dispositivo di raccolta della corrente 7 e quindi, utilizzando spazzole di grafite, viene trasmesso a un dispositivo secondario (stazione di deformazione), dopo di che viene emesso a un dispositivo indicatore o tramite un ADC a un computer.

È preferibile l'uso di un estensimetro a trave già pronto, perché non è necessaria la calibrazione. Inoltre, molti estensimetri seriali dispongono immediatamente di un amplificatore e di un ADC, e quindi il loro segnale può essere inviato direttamente a un computer.

Quando si misurano i parametri di oggetti rotanti, molto spesso è necessario fissare la velocità di rotazione (frequenza delle doppie corse), nonché determinate posizioni dell'albero dell'oggetto, ad esempio il punto morto superiore o inferiore delle macchine a pistoni, il posizioni estreme di cilindri idraulici o pneumatici, ecc. A questo scopo vengono spesso utilizzate coppie optoelettroniche, contatti sigillati controllati magneticamente (interruttori Reed) e sensori di induzione.

Nei casi di applicazione coppia optoelettronica Per controllare la velocità di rotazione o le posizioni dell'albero, un disco con una fessura stretta viene inserito sull'albero rotante del dispositivo e una sorgente luminosa viene installata su una linea su un lato del disco e viene installato un ricevitore (fotoresistore o fotodiodo) dall'altro lato, che sono compresi nei corrispondenti circuiti di misura. Quando una fessura passa tra la sorgente luminosa e il ricevitore di luce, i parametri elettrici di quest'ultimo cambiano e appare un segnale, che viene registrato dall'apparecchio di misurazione. Per determinare la velocità di rotazione, tali segnali vengono contati per unità di tempo oppure viene determinato l'intervallo di tempo tra segnali adiacenti. Il passaggio della luce di una stretta fenditura viene selezionato entro pochi decimi di millimetro e dipende dalla luminosità della sorgente luminosa, dalla sensibilità del ricevitore, dalla velocità di rotazione e dalla distanza della coppia optoelettronica dall'asse di rotazione. Maggiore è questa distanza, più ampio può essere il divario. La frequenza di risposta di un tale dispositivo è di centinaia di Hz.

Interruttori reed molto semplice nel design e affidabile nel funzionamento. Sono due conduttori elastici con proprietà magnetiche, posti in una comune capsula di vetro (o qualsiasi altro dielettrico) (Fig. 17.4)

Quando viene applicato un campo magnetico all'interruttore reed, i suoi contatti vengono attratti l'uno dall'altro e l'interruttore reed inizia a trasmettere elettricità. Gli interruttori Reed sono dispositivi abbastanza miniaturizzati; il diametro della capsula può essere inferiore a 2 mm con una lunghezza di 5-6 mm. La loro frequenza di risposta può essere di centinaia di Hz.

Il funzionamento dell'interruttore reed è spesso controllato magnete permanente, che è attaccato alla parte mobile del dispositivo, di cui si desidera fissare la posizione. Quando il magnete si avvicina all'interruttore reed, i suoi contatti si chiudono. Nella fig. 17.5. dato schema più semplice controllare il funzionamento dell'interruttore reed.

Lo svantaggio degli interruttori reed è l'incapacità di lavorare con correnti elevate, ma dentro in questo caso, quando lo si utilizza come sensore, è possibile limitare la corrente a sole decine di milliampere. Un altro inconveniente è il numero limitato di operazioni prima della distruzione del contatto. Sono circa 10 8 – 10 10 volte o più.

Il sensore di induzione più semplice è una bobina di induttanza avvolta su un nucleo d'acciaio realizzato in acciaio magnetico morbido (facilmente rimagnetizzabile). Quando il sensore entra in un campo magnetico alternato (mutevole), nella bobina appare una fem indotta, che è il segnale di uscita del sensore. Il circuito di collegamento per tale sensore è simile al circuito di collegamento per un interruttore reed (Fig. 17.6).

Come un sensore optoelettronico, questo dispositivo non ha parti mobili e non si usura durante il funzionamento. Lo svantaggio principale di tali sensori è la significativa dipendenza del livello del segnale dalla velocità di variazione del campo magnetico e pertanto non può essere utilizzato per monitorare oggetti che si muovono lentamente (inclusa la rotazione).

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21. Il principio di funzionamento della girobussola.
22. Il principio di funzionamento di una bussola magnetica.

Termometri elettronici sono ampiamente utilizzati come misuratori di temperatura. Familiarizzare con il contatto e il non contatto termometri digitali può essere trovato sul sito web http://mera-tek.ru/termometry/termometry-elektronnye. Questi dispositivi forniscono principalmente la misurazione della temperatura a impianti tecnologici grazie all'elevata precisione di misura e all'elevata velocità di registrazione.

I potenziometri elettronici, sia di indicazione che di registrazione, utilizzano la stabilizzazione automatica della corrente nel circuito del potenziometro e la compensazione continua della termocoppia.

Collegamento di conduttori percorsi da corrente- Parte processo tecnologico collegamenti via cavo. I conduttori multifilo con una sezione trasversale da 0,35 a 1,5 mm 2 sono collegati mediante saldatura dopo aver attorcigliato i singoli fili (Fig. 1). Se vengono ripristinati utilizzando tubi isolanti 3, prima di attorcigliare i fili devono essere posizionati sul nucleo e spostati sul taglio della guaina 4.

Riso. 1. Collegamento dei nuclei mediante torsione: 1 - nucleo conduttivo; 2 - isolamento del nucleo; 3 — tubo isolante; 4 - guaina del cavo; 5 - fili stagnati; 6 - superficie saldata

Fili solidi Si sovrappongono, fissati prima della saldatura con due fascette da due o tre spire di filo di rame stagnato del diametro di 0,3 mm (Fig. 2). Puoi anche utilizzare gli speciali terminali Wago 222 415, che oggi sono diventati molto popolari grazie alla loro facilità d'uso e affidabilità di funzionamento.

Durante l'installazione elettrica attuatori la loro custodia deve essere messa a terra con un filo di sezione pari ad almeno 4 mm 2 tramite una vite di terra. Il punto di connessione del conduttore di terra viene pulito accuratamente e, dopo il collegamento, su di esso viene applicato uno strato di grasso CIATIM-201 per proteggerlo dalla corrosione. Al termine dell'installazione verificare il valore, che deve essere almeno 20 MOhm, e il dispositivo di messa a terra, che non deve superare i 10 Ohm.

Riso. 1. Schema di collegamento elettrico dell'unità sensore di un meccanismo elettrico a giro singolo. A - blocco amplificatore BU-2, B - blocco sensore magnetico, B - attuatore elettrico

Il blocco sensore degli attuatori elettrici monogiro viene installato secondo lo schema di collegamento elettrico mostrato in Fig. 1, con un filo di sezione pari ad almeno 0,75 mm 2. Prima di installare il sensore è necessario verificarne la funzionalità secondo lo schema riportato in Fig. 2.

21.03.2019

Tipi di analizzatori di gas

Utilizzando il gas nei forni, vari dispositivi e impianti, è necessario controllare il processo di combustione per garantire funzionamento sicuro ed efficiente funzionamento delle apparecchiature. In questo caso, la composizione qualitativa e quantitativa dell'ambiente gassoso viene determinata utilizzando strumenti chiamati

Potenza e coppia sono due parametri chiave in base ai quali vengono selezionati i motori ad alta velocità. Alcune persone sono interessate a quanta più potenza possibile nel cuore dell'auto. Per alcuni, la coppia massima è più importante.

In base a quali di queste caratteristiche i professionisti selezionano le auto? L'uno dipende dall'altro? Cosa succede se la coppia è bassa ma la potenza è piuttosto elevata? Non tutti gli automobilisti esperti saranno in grado di rispondere in modo esauriente a tutte queste domande. E ci proveremo.

Da cosa dipende la potenza del motore?

"Quanti cavalli hai?" – una delle domande più frequenti tra gli appassionati di auto. Tradizionalmente, maggiore è la cosiddetta potenza del motore, più veloce e potente viene considerata l'auto. Ma pochi sanno che la grandezza chiamata cavalli vapore non è ufficiale e non è nemmeno inclusa nel sistema di misurazione internazionale (ricordate il sistema SI della scuola?).

Questa unità di misura è apparsa nell'era della rivoluzione industriale. Un cavallo equivaleva alla potenza capace di sollevare 75 kg 1 m in 1 s. Ciò è dovuto al fatto che a quel tempo non era molto più importante la velocità dell'auto, ma la velocità dell'estrazione del carbone.

Al giorno d'oggi tutti sanno “l. Con." considerato "illegale". L'Organizzazione metrologica internazionale chiede che venga ritirata il più rapidamente possibile. E la direttiva legislativa ufficiale dal 2010 ne consente l'utilizzo solo come unità di misura ausiliaria.

Tuttavia, non è stato ancora sostituito con i kilowatt ufficiali. Ci sono diverse ragioni per questo:

• 1. L’espressione banale ma vera “l’abitudine è una seconda natura”;
• 2.Marketing delle aziende automobilistiche;
• 3.Evitare la confusione.

Qual è il marketing delle case automobilistiche? Il fatto è che se almeno uno di loro passa all'unità di misura ufficiale kW, perderà una percentuale significativa di acquirenti a causa di una banale confusione. Dopotutto, se prendiamo, ad esempio, il popolare crossover Kia Sportage, la sua potenza è di 136 e 184 in due versioni. In kilowatt – 100 e 135, rispettivamente. Capisci? Come possono passare a un'unità di misura internazionale se i loro concorrenti hanno il numero 184 e loro ne hanno solo 135? Non c'è da stupirsi che in America dicano: “La potenza aiuta a vendere le automobili.”

Come viene misurata la coppia?

Si verifica un momento in cui l'albero motore viene frenato in uno dei seguenti modi:

• freno idraulico;
• Generatore;
• in qualsiasi altro modo che possa costringere la vettura a “tirare”.

Sì, sì, si misura proprio così: si frena il motore o le ruote. Allo stesso tempo, le caratteristiche indicano la coppia massima che il motore può sviluppare quando il pedale del freno è completamente premuto. All'inizio, questo indicatore è piccolo, poi raggiunge il picco e poi diminuisce.

Cos'è la coppia?

La maggior parte dei conducenti moderni, sfortunatamente, non ha una comprensione completa di cosa sia la coppia. Si misura in newton metri (N∙m) ed è una grandezza direttamente correlata alla potenza. Tutto ciò che gli appassionati di auto sanno sulla coppia è che dovrebbe essere la più alta possibile. Ma allora in cosa differisce dal potere?

Ricordare: potenza, coppia, velocità del motore - quantità interdipendenti. Esistono numerose formule con le quali, conoscendo due di questi parametri, è possibile calcolare il terzo.

In termini tecnici la potenza è una grandezza che rappresenta quanto lavoro può svolgere un motore in un certo lasso di tempo. La coppia mostra il potenziale del motore per eseguire proprio questo lavoro. In altre parole, maggiore è la coppia, maggiore è la resistenza che il motore può superare.

Immaginiamo una situazione: stai guidando un'auto con una potenza di 100 CV. Con. C'è un camion più avanti e devi sorpassarlo il più rapidamente possibile e tornare sulla corsia desiderata. Per fare ciò, la tua auto dovrà utilizzare tutta la sua potenza. In questo caso, la coppia è proprio il cosiddetto leader dei cavalli, che li raccoglie tutti in un unico branco.

Vuoi una spiegazione ancora più semplice? Disegniamo un'analogia con una persona: la sua forza può essere misurata in newton metri e la sua resistenza in cavalli. Ecco perché i veri sollevatori di pesi sono considerati motori diesel "a bassa velocità", che trasportano lentamente ma con decisione carichi pesanti sulla loro "schiena". Le auto a benzina, a loro volta, sono più veloci, ma i carichi pesanti non fanno per loro.

Quando si sceglie tra due motori con circa la stessa potenza, dare sempre la preferenza al motore con più coppia. Soprattutto se il cambio è manuale. Se preferite guidare “al limite”, sappiate che in questo caso è meglio portare il motore non con sé ad alta velocità, ma con la coppia massima.

Linea di fondo

Bene, speriamo che tu abbia ricevuto le risposte alle tue domande. Ora probabilmente sai quale motore sarebbe più adatto a te? E tutte le volte successive, quando ti metterai al volante, chiederai informazioni sulle caratteristiche dell'auto o risponderai alle domande di un altro appassionato di auto, sarai più consapevole dei dettagli dei parametri tecnici dell'auto. Buona fortuna per le strade!