Đo các đại lượng cơ học_chương 16

Sự đánh giá các thông số quan tâm của các đối tượng nghiên cứu được thực hiện bằng cách đo các đại lượng vật lý đặc trưng cho các thông số đó. Định nghĩa phép đo: Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đo các đại lượng cơ học_chương 16GIÁO ÁN_KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG CHƯƠNG 16: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ HỌCCHƯƠNG 16.ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ HỌC (3 LT)16.1. Cơ sở chung và phân loại các phương pháp. Các đại lượng cơ học bao gồm: các đại lượng về kích thước và khoảng cách,các thông số của các quá trình chuyển động (vận tốc, gia tốc), các đại lượng ápsuất, lực, ứng suất…16.1.1. Các phương pháp đo kích thước và di chuyển: Đo kích thước, khoảng cách và di chuyển hoàn toàn giống nhau về phươngpháp. Đo kích thước được phân làm hai loại: kích thước thẳng và kích thước góc. Đo kích thước thẳng: được thực hiện trong một dải rộng từ vài phầnmicrômet cho đến các khoảng cách hàng trăm hoặc hàng ngàn kilômét. Dải kíchthước thường gặp trong thực tế có thể chia thành một số nhóm đặc trưng sau: ƒ Đo khoảng cách giữa các vật thể; đo mức: nước, xăng, dầu trong các thùng chứa, trong máy bay, ôtô… có giới hạn đo từ 100mm ÷ 100m. ƒ Đo kích thước trong ngành cơ khí, chế tạo máy: từ vài micrômét đến vài mét. ƒ Đo độ bóng bề mặt chi tiết gia công hoặc chiều dày lớp phủ các chi tiết: có thể từ vài phần micrômét đến hàng chục micrômét. ƒ Đo khoảng cách lớn hàng trăm mét đến hàng nghìn kilômét. Tuỳ theo yêu cầu ta có thể dùng các loại chuyển đổi và các phương pháp khácnhau. Bảng 16.1 là chỉ dẫn tóm tắt các loại chuyển đổi dùng để đo kích thước vàdải đo của chúng: Loại chuyển đổi 0,1µm 1µm 10µm 100µm 1mm 10mm 100mm Biến trở Thước mã hóa Điện dung Điện cảm Tiếp xúc Điện trở lực căng Áp điện Bảng 16.1. Chỉ dẫn tóm tắt các loại chuyển đổi dùng để đo kích thước và dải đo Đo kích thước góc: có thể đo góc quay từ 0 ÷ 3600, được đo bằng các phươngpháp đo thông thường hoặc phương pháp quang học và đạt độ chính xác từ 0,5’÷1’. Dải đo kích thước góc không vượt quá D = 2000 ÷ 4000. Thông thường dụngcụ đo kích thước góc là các biến trở đo lường, có giới hạn đo trên có thể đạt đến3600 nhưng trên thực tế chỉ thực hiện đo các góc 900, 600 hoặc 100 ÷ 150 vớingưỡng nhạy 10 ÷ 20. Khi cần đo với độ chính xác cao hơn có thể dùng phươngGV: Lê Quốc Huy_Bộ môn TĐ-ĐL_Khoa Điện 1GIÁO ÁN_KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG CHƯƠNG 16: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ HỌCpháp rời rạc hoá dựa trên các chuyển đổi điện, đĩa mã hoá, hệ thống quang điện...Các phương pháp này đạt được sai số 1÷ 30 và ngưỡng nhạy khoảng 1.16.1.2. Các phương pháp đo các thông số chuyển động: Thông số chuyển động thường được chia thành hai dạng: chuyển động tịnhtiến, chuyển động quay và chuyển động dao động (dao động thẳng hoặc xoắn). Nguyên lý cơ bản: thông số của các chuyển động là khoảng rời, tốc độ và giatốc. Quan hệ giữa chúng là những phép vi tích phân đơn giản. Nếu ta gọi giá trịtức thời của khoảng rời là x thì: dx d 2x tốc độ là: x& = ; gia tốc là: &x& = dt dt 2Vì vậy muốn tìm được tốc độ ta chỉ cần tích phân gia tốc hoặc tính khoảng rờibằng tích phân tốc độ theo thời gian và chỉ cần đo một trong ba thông số trên tacó thể xác định được các thông số khác. Đối với các chuyển động dao động cũng vậy, ví dụ đối với dao động điều hoà x = A sinωt suy ra tốc độ dao động x& = ω. A. cos ωt và gia tốc &x& = − ω 2 A sin ωt .Giá trị biên độ của di chuyển x, tốc độ x& và gia tốc &x& có thể tìm được bằng cáchđo tần số ω và biên độ dao động A: X = A ; X& = ωA ; X&& = ω 2 ANgược lại biên độ dao động có thể xác định được khi biết tần số ω theo các giátrị x, x& và &x& .Trong thực tế thường gặp các dao động (độ rung) diễn ra với tần số rất cao vì vậyđể tích phân hoặc vi phân các thông số đó người ta dùng các mạch điện vi phânvà tích phân. Ngoài việc đo các thông số chuyển động của vật thể rắn còn cần phải đothông số chuyển động của các chất lỏng và khí như dầu, nước, hơi, và các thànhphần hoá học khác. Những thông số đó là lưu tốc q và lưu lượng Q của chất lỏngvà khí. Quan hệ giữa lưu lượng và lưu tốc cũng là quan hệ vi, tích phân. Biết lưutốc q có thể tích phân nó để suy ra lưu lượng Q của chất đo trong thời gian xét vàngược lại lưu tốc q sẽ là đạo hàm của lưu lượng Q. Các dụng cụ đo phổ biến: căn cứ vào đại lượng đo người ta đặt cho dụng cụnhững tên khác nhau: dụng cụ đo tốc độ và khoảng rời gọi là máy đếm hoặc đồnghồ đo tốc độ, đo tốc độ quay của vật gọi là tốc độ kế, đo tốc độ dòng chảy gọi làlưu tốc kế, đo lưu lượng là lưu lượng kế. Dụng cụ đo thông số chấn động gọi làchấn động kế, đo gia tốc gọi là gia tốc kế... Về khoảng đo: khoảng đo của phép đo thông số của chuyển động rất rộng cóthể tới D = 106 và lớn hơn nhưng người ta thường chia thành những khoảng nhỏ. Ví dụ: tốc độ chuyển động của các ...