Реферат: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра скачать бесплатно

Главная страница >> Реферат >> Электротехника >> Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра

Реферат: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра

Целью данной работы является функциональная модернизация магнитоэлектрического милливольтметра от исходной функции измерения напряжения на входных зажимах прибора к функции измерения ускорения.

Дата добавления на сайт: 20 июля 2025

Заказать курсовую работу

Заказать реферат и др.

Скачать данную работу

Московский Авиационный Институт
(Национальный Исследовательский Университет)

Кафедра 305

Дисциплина:
"Электротехника"

"Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра"

Выполнил студент группы 03-211
Падерин Ф.Г.
Принял: Мельников В.Е.

Содержание

Введение.2
. Теоретическая часть.3
.1 Вольтметр.3
.2 Акселерометр.5
.3 Схематичный набросок исследуемого милливольтметра с размерами.8
. Расчетная часть.9
.1 Исходные данные.9
.2 Расчет характеристик милливольтметра.10
.2.1 Расчет электрического момента Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 1)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 1)

:10
.2.2 Расчет коэффициента жесткости пружины Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 2)

12
.2.3 Расчет суммарного момента инерции Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 3)

12
.2.4 Расчет коэффициента демпфирования Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 4)

16
.2.5 Заключение расчетной части, расчет

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 5)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 6)

:18
. Модификация милливольтметра в маятниковый акселерометр.20

Введение
милливольтметр акселерометр маятниковый модификация
Целью данной работы является функциональная модернизация магнитоэлектрического милливольтметра от исходной функции измерения напряжения на входных зажимах прибора к функции измерения ускорения. Такая модернизация проводится последовательно два этапа:
·Расчет основных характеристик милливольтметра.
·Изменение компоновки и взаимодействия функционально и конструктивно необходимых элементов измерительного прибора (и.п.), опираясь при этом на предварительно рассчитанные основные характеристики и.п.

1. Теоретическая часть

.1 Вольтметр

Вольтметр - измерительный прибор определяющий, с заданной точностью, разность электрических потенциалов на своих входных зажимах.
Вольтметры бывают:
·Электромеханические - магнитоэлектрические, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
·Электронные - аналоговые и цифровые;
Рассмотрим схематическое изображение аналогового (электромагнитного) вольтметра.

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 7)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 7)

Рис. 1 «Аналоговый Вольтметр»
- Постоянный магнит.
- Магнитопровод.
- Неподвижный сердечник.
- Подвижная прямоугольная катушка (рамка). Намотанный медный или алюминиевый провод на алюминиевом каркасе.
,6 - Полуоси удерживающие катушку.
,8 - Спиральные пружины, предназначенные для создания противодействующего момента, также используемые для подачи измеряемого тока.
- Стрелка, жестко закрепленная с рамкой.
- Балансиры.

Электрокинематическая схема электромагнитного вольтметра.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 8)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 8)

- Подвес, ось вращения.
- Катушка, каркас.
- Спиральная пружина, токоотвод.
- Магнитная система.
- Корпус.

Структурная схема вольтметра.

- Ток в катушке.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 12)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 12)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 13)

- Магнитная индукция в рабочем зазоре.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 14)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 15)

- Ширина магнитного потока через который проходит катушка и каркас.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 16)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 17)

- Количество витков.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 18)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 19)

- Плечо силы Ампера, действующей на обмотку, каркас.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 20)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 21)

- Электрический момент.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 22)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 23)

- Суммарный момент инерции.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 24)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 25)

- Коэффициент демпфирования.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 26)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 27)

- Коэффициент жесткости пружины.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 28)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 29)

- Угол отклонения.

1.2 Акселерометр

Акселерометр - измерительный прибор определяющий проекцию кажущегося ускорения (разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением, точнее ускорением свободного падения).
Акселерометры бывают:
·Осевые
·Маятниковые
·Пьезоэлектрические
·Переменной емкости
·и т.д.
Рассмотрим схематическое изображение маятникового компенсационного акселерометра.
Принцип действия акселерометра изображенного на Рис. 2 во многом подобен принципу действия вольтметра показанного на Рис. 1, а именно:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 30)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 30)

Рис. 1

При ускорении систему, с которой связан акселерометр, катушка, вследствие смещенного, относительно оси подвеса, центра тяжести, совершает вращательные движения. Датчик положения маятника регистрирует угол отклонения, и передает по цепи соответствующее напряжение, источником эдс является батарея, также на рисунке представлен усилитель(усиливающий до необходимого уровня напряжение). При вращении катушки в ней индуцируется ток, Рис. 2 «Акселерометр маятникового типа» создающий демпфирующий эффект.

Электрокинематическая схема маятникового компенсационного акселерометра.

Рис. 2 «Акселерометр маятникового типа
ЧЭ - маятник совершает угловое движение относительно оси Y.
Угол поворота α маятника относительно оси Y контролируется датчиком угла.
m - центр тяжести ЧЭ, на расстоянии l от оси Y подвеса.
U1 - сигнал с выхода преобразователя угла α, в электрический сигнал. Ду датчик угла с коэффициентом преобразования Кду,

U1=Kдуα

ДМ - датчик момента - преобразователь электрического сигнала (тока) в момент силы - Му.
- Му=Кдмi, момент обратной связи, уравновешивающий инерционный момент Ми = maxl.
Выходной сигнал акселерометра определится:

Uвых = Rнi

Структурная схема компенсационного акселерометра.

- Проекция смещения подвеса на ось.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 35)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 35)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 36)

- Масса подвеса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 37)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 38)

- Расстояние от центра тяжести подвеса до оси вращения.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 39)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 40)

- Инерциальный момент.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 41)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 42)

- Момент инерции.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 43)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 44)

- Коэффициент демпфирования.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 45)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 46)

- Собственная жесткость.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 47)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 48)

- Коэффициент датчика угла.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 49)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 50)

- Коэффициент усилителя.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 51)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 52)

- Нагрузка (сопротивление).
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 53)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 54)

- Коэффициент обратно связи.

1.3 Схематичный набросок исследуемого милливольтметра с размерами

Рис. 3 а) - фронтальный вид; б) - вид сверху
- Ось подвеса, вращения.
- Спиральная пружина.
- Магнитопровод.
- Медная обмотка.
- Алюминиевый каркас.
2. Расчетная часть

.1 Исходные данные

Измеренные значения (см. Рис.3(а, б)):
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 56)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 56)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 57)

- Ширина слоя меди.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 58)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 59)

- Высота слоя меди.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 60)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 61)

- Ширина алюминиевого каркаса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 62)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 63)

- Высота алюминиевого каркаса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 64)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 65)

- Ширина рабочего зазора, также высота обмотки, каркаса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 66)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 67)

- Плечо силы Ампера, длинна горизонтальной части обмотки, каркаса.
Выбранные значения:
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 68)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 68)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 69)

- Диаметр медной проволоки.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 70)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 71)

- Максимальный угол отклонения обмотки, каркаса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 72)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 73)

- Коэффициент заполнения медной проволоки.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 74)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 75)

- Магнитная индукция.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 76)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 77)

- Максимальная плотность тока медной проволоки.
Табличные значения:
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 78)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 79)

- Плотность меди.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 80)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 81)

- Удельное электрическое сопротивление меди.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 82)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 83)

- Плотность алюминия.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 84)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 85)

- Удельное электрическое сопротивление алюминия.
2.2 Расчет характеристик милливольтметра

Общее уравнение состояние милливольтметра:

; (1)

- Суммарный момент инерции каркаса и обмотки.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 90)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 90)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 91)

- Коэффициент демпфирования.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 92)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 93)

- Коэффициент жесткости.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 94)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 95)

- Угол отклонения.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 96)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 97)

- Электрический момент.
Вынося суммарный момент инерции за скобку получим:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 98)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 99)

; (2)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 100)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 101)

- Собственная круговая частота недемпфированных колебаний.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 102)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 103)

- Относительный коэффициент демпфирования.
Следовательно для однозначной записи общего уравнения состояния необходимо найти 4 коэффициента: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 104)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 104)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 105)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 106)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 107)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 108)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 109)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 110)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 111)

.

2.2.1 Расчет электрического момента Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 112)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 113)

При пропускании электрического тока через рамку проводника в магнитном поле, со стороны последнего на рамку действует сила Ампера:

- здесь Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 116)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 116)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 117)

- количество витков, Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 118)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 119)

- синус угла между проводником и вектором магнитной индукции.
Соответственно электрический момент будет равен:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 120)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 120)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 121)

; (3)

Заметим что из рисунка 3.а видно, что угол между проводником находящимся в магнитном поле и вектором магнитной индукции равен Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 122)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 122)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 123)

. Неизвестными величинами в (3) являются Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 124)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 125)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 126)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 127)

. Найдем

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 128)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 129)

.

; (4)

Здесь Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 132)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 133)

- площадь сечения слоя меди, Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 134)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 135)

- площадь сечения медной проволоки.

; (5)
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 138)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 139)

; (6)

Подставляя формулы (5) и (6), а также значение коэффициента заполнения в уравнение (4) получим:

- количество витков медной проволоки, заметим, что это значения является округлением значения 33.868.
Найдем Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 143)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 143)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 144)

.

Подставив найденные значения в формулу (3) найдем Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 147)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 148)

:

2.2.2 Расчет коэффициента жесткости пружины Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 152)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 153)

Найдем коэффициент жесткости пружины из условия завершения всех колебательных процессов в системе (т.к. колебания затухающие).
Соответственно, подставляя некоторое постоянное, максимальное, значения угла отклонения в уравнение (1) получим:

=> Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 156)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 156)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 157)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 158)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 159)

.2.3 Расчет суммарного момента инерции Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 160)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 161)

; (7)

- Суммарный момент инерции медной обмотки.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 166)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 167)

- Суммарный момент инерции алюминиевого каркаса.
Найдем суммарный момент инерции медной обмотки.
Заметим, что геометрически и обмотка и каркас представляют собой прямоугольные формулы, следовательно, их моменты инерции можно найти, посчитав по отдельности сначала моменты инерции горизонтальных, а затем и вертикальных участков.
; (8)

Момент инерции горизонтального участка обмотки:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 170)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 170)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 171)

; (9)

- масса отдельно горизонтального участка обмотки.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 174)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 175)

; где

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 176)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 177)

- объем горизонтального участка обмотки.

Подставляя найденное значение массы горизонтального участка обмотки в (9) найдем:

Момент инерции вертикального участка обмотки:

; (10)

Здесь применена теорема Штейнера для расчета момента инерции относительно оси отстоящей на Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 183)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 183)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 184)

.

Подставляя найденное значение массы вертикального участка обмотки в (10) найдем:

Подставим найденные значения Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 188)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 188)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 189)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 190)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 191)

в (8) получим:

Найдем суммарный момент инерции алюминиевого каркаса.

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 193)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 194)

; (11)

Момент инерции горизонтального участка каркаса:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 195)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 196)

; (12)

- масса отдельно горизонтального участка каркаса.
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 199)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 200)

; где

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 201)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 202)

- объем горизонтального участка каркаса.

Подставляя найденное значение массы горизонтального участка каркаса в (12) найдем:

Момент инерции вертикального участка каркаса:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 206)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 206)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 207)

; (13)

Здесь применена теорема Штейнера для расчета момента инерции относительно оси отстоящей на Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 208)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 208)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 209)

.

Подставляя найденное значение массы вертикального участка каркаса в (13) найдем:

Найдем Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 213)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 213)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 214)

подставив найденные значения Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 215)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 216)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 217)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 218)

в (13):

Для суммарного момента инерции обмотки и каркаса получим, соответственно формуле (7):

2.2.4 Расчет коэффициента демпфирования Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 221)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 221)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 222)

При прохождении замкнутого токопроводящего контура через магнитный поток, в контуре индуцируется ток, согласно Рис.3 видим, что в подвижной части милливольтметра присутствует такой замкнутый токопроводящий контур, а именно алюминиевый каркас. Медную обмотку не рассматриваем, т.к. предполагается, что она подключена к внешнему источнику тока.
Следовательно, при вращении каркаса в нем будет самоиндуцируваться ток, который будет создавать момент силы препятствующий изменению магнитного потока через каркас, а следовательно играющий роль демпфера.
Запишем выражение для такого демпфирующего момента:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 223)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 223)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 224)

; (14)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 225)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 226)

; (15)

для каркаса.
Демпфирующий ток определим из выражения:
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 229)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 230)

,где

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 231)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 232)

- это сопротивление короткого замыкания алюминиевого каркаса, а Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 233)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 234)

-ЭДС в алюминиевом каркасе.
Запишем выражение для Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 235)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 236)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 237)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 238)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 239)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 240)

;
Подставив выражение для ЭДС в формулу для тока получим:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 241)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 242)

; (16)

Подставляя (16) и (15) в (14) получим финальное выражение для демпфирующего момента:
; (17)

Сравнивая полученное выражение с изначальной формулой общего состояния (1) видим, что

; (18)

В формуле (18) неизвестно только сопротивление короткого замыкания Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 247)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 247)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 248)

, найдем его:

; (19)

Общая длина алюминиевого каркаса: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 251)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 252)

;
Площадь сечения алюминиевого каркаса: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 253)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 254)

;
Подставляя эти два выражения в (19) получим:

Найдем коэффициент демпфирования, подставив найденное значение Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 256)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 256)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 257)

и известные значения других параметров в формулу (18):

Определим размерность Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 259)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 260)

:
Заметим что в уравнении (1) справа после знака равенства стоит размерность Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 261)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 262)

, следовательно, для выполнения равенства, слева тоже должна быть размерность Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 263)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 264)

, т.е.

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 265)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 266)

,где Х - это какое-то число. следовательно Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 267)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 268)

, т.к.

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 269)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 270)

имеет размерность Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 271)

, то

должен иметь размерность Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 275)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 276)

, чтобы равенство (1) выполнялось.
Проверим размерность формулы (18) учитывая Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 277)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 278)

, и

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 279)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 280)

получаем:

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 281)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 282)

2.2.5 Заключение расчетной части, расчет Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 283)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 284)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 285)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 286)

Итого нашли все четыре коэффициента из уравнения (1):

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 287)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 288)

Найдем собственную круговую частоту недемпфированных колебаний Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 292)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 293)

и относительный коэффициент демпфирования Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 294)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 295)

.
Из уравнения (2) Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 296)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 297)

видим, что

Относительный коэффициент демпфирования величина безразмерная ( Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 300)

Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра (рис. 301)

).

3. Модификация милливольтметра в маятниковый акселерометр

Сравнивая рисунки 1 и 2 видим, что для измерения кажущегося ускорения с помощью аналогового милливольтметра, необходимо:
- Сместить центр тяжести вращающейся части (ротора) относительно оси вращения.
- Замкнуть обмотку на себя, для усиления демпфирующего эффекта.
- Добавить элемент регистрирующий значение и направление тока, индуцированного в катушке и каркасе, а, следовательно, и отклонение центра тяжести ротора от положения покоя.
- Добавить внутренний источник питания, или сделать подключение к внешнему источнику.
- Опционально можно добавить усилитель сигнала на выходе регистрирующего элемента.

Реферат: Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра

Комментарии: