ОҚУ САБАҚТАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ

жүктеу/скачать 0.64 Mb.

бет	2/8
Дата	17.06.2016
өлшемі	0.64 Mb.
	#141818

1 2 3 4 5 6 7 8

Лекция – студентке таќырыпты игеруде неге назар аударуында бағыт береді. Пәнді толыќ меңгеру үшін студент ұсынылған әдебиеттердің барлығымен жұмыс істеу ќажет.

Практикалыќ сабаќтарында – студент талдау, салыстыру, тұжырымдау, проблемаларды аныќтай білу және шешу жолдарын белсенді ой әрекет талап ететін әдіс-тәсілдерді меңгеруі.
Лабараториялыќ жұмыстарда- әрбір студент өзінің біліп, түсініп тоќығанын, іс жүзіндже лабараториялыќ тәсілмен жүзеге асуын көреді.
СӨЖ – студенттің өзіндік жұмысы. Стунет үйге берілген тапсырмаларды орындайды, өз бетімен меңгереді.
ОБСӨЖ – материалды сабаќ үстінде оќытушының көмегімен оќып меңгеру. Оќытушы таќырыпќа сәйкес студенттің білім деңгейін тексереді, баќылауды.

Студентке арналған ережелер (Rules)

сабаққа кешікпеу керек
сабақ кезінде әңгімелеспеу, газет оќымау, сағыз шайнамау, ұялы телефонды өшіріп ќою керек
сабаққа іскер киіммен келу керек
сабақтан қалмау науқастыққа байланысты, сабақтан қалған жағдайда деканатқа аныќтама әкелу керек.
жіберілген сабаќтар күнделікті оќытушының кестесіне сәйкес өтелінеді.
Тапсырмаларды орындамаған жағдайда қортынды баға төмендетіледі.

Оқу сағаттарының кредитке сәйкес тақырып бойынша бөліну кестесі

.

№	Практика таќырыбы.	Лаборатор.	С¤Ж	ОБС¤Ж
1	Физикалық приборлар	1	2	2
2	Өлшеуіш приборлар	1	2	2
3	Өлшеуіш приборлар шкаласы	1	2	2
4	Өлшеуіш приборлар параметрлері	1	2	2
5	Сызықтық өлшемдерді өлшеуге арналған приборлар	1	2	2
6	Өлшеуіш микроскоп, проэктор және т.б.	1	2	2
7	Бұрыш өлшеуіш приборлар	1	2	2
8	Денелердің ауданы мен көлемін өлшейтін приборлар және сағат пен частотометрлер.	1	2	2
9	Кіші көшулерді өлшейтін приборлар	1	2	2
10	Жылдамдықтарды және бұрыштық жылдамдықтарды өлшеу.	1	2	2
11	Акселерометрлерде үдеулерді өлшеу. Спидометр мен акселерометрлер көрсетуін интегралдау.	1	2	2
12	Акустикалық приборлар.	1	2	2
13	Дыбыс қабылдағыштар, микрофондар. Дыбысты жазушы және өңдеуші приборлар.	1	2	2
14	Күштерді өлшейтін приборлар. Таразы.	1	2	2
15	Масса , тығыздық және инерция моменттерін өлшейтін приборлар	1	2	2
	Барлыѓы	15	30	30

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
“Сырдария” университеті

“Жаратылыстану” факультеті

“Жалпы математика жєне физика” кафедрасы

«Физикалық приборлар » пәні бойынша

050110 – физика мамандыќтарының студенттері үшін

ПРАКТИКАНЫҢ ҚЫСҚАША КУРСЫ

Жетісай- 2006 ж

Практика № 1
Тақырыбы: Физикалық приборлар

Жоспар:

Прибор.
Приборларды классификациялау.
Приборлардың қолдану салалары.
Установка және ақпараттық жүйе.

Прибор – құрал болып физикалық құбылыстарды бақылау, өлшеу, өңдеу және ақпаратты беру, оларды ұзату, зерттеу нысанына әсер ету, процестерді реттеу және басқару үшін істетілді. Яғни прибор табиғат пен адамзатты бір-бірімен жалғап тұрумен бірге техника мен адамды техникалық және табиғат обьектілері арасындағы және басқада техникалық құрылғыларды, бір-бірімен қосады.

Көпшілік приборлары (лупа, таразы, телескоп) көне замандарда жаратылған, оған қарамай XIX ғасырда көп таралған приборлар болып сағат пен таразы болған. XX ғасырдан бастап приборлар біздің барлық жұмыстарымызға кіріп келді. Өндіріске, медицинаға, білім жүйесіне , ғылымға, күнделікті тұрмысымызбен тіршілігімізге.

Приборларды классификациялау- деп күрделі және түрлі приборлар дүниесінен олардың белгілі бір міндеті арқылы сараптауға айтылады.

Приборлады жұмыс атқару міндетіне қарай 5- түрге бөлу мүмкін:

техникадағы және табиғаттағы өзгерістер турасында ақпарат алушы приборлар. Олар бақылаушы және өлшеуіш приборлар. (көру приборлары, вольтметр т.б)
Этилондар және салыстырып өлшеу (линейкалар, гирлер т.б.)
Ақпараттарды түрлендіруші және ұзатушы приборлар (байланыс линиялары, диференциалдаушы схемалар, күшейткіштер, датчиктер, ЭЕМ, жиілікті бөлгіштер т.б.)
Энергияны түрлендіруші және ұзартушы приборлар (ток көздері, трансформаторлар, генераторлар, редукторлар, электр желілері).
Обьектке әсер етуші приборлар (механикалық және басқада инструменттер, станоктар, манупуляторлар, насостар, жарықтандырушылар, мұздатқыштар т.б.).

Приборларды қолдану салалары бойынша бөлу- химиялық, механмкалық, биологиялық, медициналық, радиотехникалық және т.б.

Приборларды істеу принципіне қарайда систематизациялайды. Приборларды конструкциялық безендіруіне қарай стационар және автаномды немесе көшпелі түрлерге бөледі.

Бір столда немесе кешенде жиналған приборларға установка олар өткізгштермен байланысқан болып белгілі бір жалпы мақсатты шешуші болып табылады.

Ақпараттық жүйе деп әртүрлі өлшеуіш және басқада приборлар түрлі қашықтыққа орналасқан болып олар өзара өткізгішті немесе қосылып жалпы бір мәселені шешуші приборлар жүйесіне айтылуы Мысалы космосқа ұшуды тағайындаушы және корабль кешені.

Ғарыш кешені жер.
Ғарыш флоты
Байланыс спутнигі
Ұшу орталығы басқармасы.

Практика № 2

Тақырыбы: Өлшеуіш приборлары.

Жоспары.

Өлшеу және оның бірліктері.
Өлшеуіш приборлар және олардың түрлері

Өлшеу деп белгісіз Х шаманы оның қабыл етілген біртекті Х_о шамасымен салыстырылуына айтылады.

(1). X=nx_o. n-өлшеу нәтижесінде алынған сан.

Өлшем бірліктері қазіргі күнде бүкіл әлемдік бірліктер жүйесіндегі бірліктерге (m, x, c, A, kg, K, моль) және олардың туындылары (m/c, m/c², H, DG, Bt, және т.б.) негізделген.

X_o – анықтау үшін эталондар және арнайы өлшеу құралдары жасалған. Олар арнайы мекемелерде және арнайы жағдайлар жаратылған орындарда сақталадыда жұмыс үшін істетілмейді. Олар арқылы олардың жұптары жасалады да олар амалда істетіледі (Мысалы ленейка, гирьер, сағат, церкульдар) және т.б.

Арнайы салыстырмалы өлшеу құралдар жиынтығына магазиндер дейіледі (Кедергілер, сыйымдылықтар, гирлер) магазиндері.

Өлшеуіш приборлар біртекті шамамен тікелей салыстырып өлшейтін болып екіге бөлінеді. Яғни тікелей өлшеитіні белгісіз Х шама эталонымен тікелей салыстырып анықтаса (М: Таразының гирлерімен салыстырып табылатын Х шама). Жанама – Х шама қайсы бір басқа шаманың функйиясы (тәуелділігі) мен табылады (М: сынапты термометр сыныптың температурадан кеңею қасиетімен температураны анықтайды Т(V), себебі V(T)=V_o(1+T) формуласы арқылы табылады). Яғни температура мен сынаптың көлемдік кеңею өзара тура тәуелділікке ие бұдан температура артса сынап көлеміде артуды соның үшін термометр шкаласы температураны көрсетеді. Солай етіп амперметрде тікелей электр ток күшіне өлшемей Ампер күшіне яғни бұралушы серіппенің күштер моменті мен ток күшінің тудыратын магнит өрісі кернеулігі арасындағы тәуелділіктен табылар екен және т.б.

Өлшеуіш приборлар тағы да өлшеу тәсілдерімен де өзара бір – бірінен ажыратылады:

Тікелей көрсетуші приборлар тікелей өлшеу әдістері мұнда өлшенетін шаманың мәніне қарай тілше немесе “тышқанша” шкала бойынша жылжиды.Мысалы динамометр, вольтметр, спидометр және т.б.
Ноль приборларды өлшеу. Мұнда өлшемдер магазинінен алынатын тастар, кедергілер, сыйымдылықтар жәрдемінде табылмақшы болған шамаға сәйкес келгенше қосылады. Мысалы: заттардың массасын өлшейтін таразыларда гирлер жиынтығы жәрдемінде берілген заттың массасын анықтай аламыз.
Дифференциалды приборлар гирьмен зат массалары арасындағы кіші болған компенсацияланбаған бөлігі жылжымалы тілше арқылы анықталады. Мысалы: сатуда қолднылатын екі табақты ортада циферблаты бар таразылар циферблаттағы тілше көрсететін шама гирьмен зат арасындағы теңгерілмеген айырманы көрсетеді.

Қазіргі заман өлшеуіш құралдарда өлшенетін шамалар электр шамаларымен түрлендірілген. Кез келген шамаларды кернеуге түрлендіру үшін датчиктер және түрлендіргіштер қызмет етеді.

Практика № 3

Тақырыбы: Өлшеуіш приборлар шкаласы.

Жоспары:

Шкала және оны градуирлеу.
Сызықты болмаған өлшенетін шамаларды түрлендіруіштер.
Өлшеуіш приборлардың ақпараттарды шығарып беру тәсілдері.
Кез келген өлшеуіш приборлардың параметрлері.

Өлшеуіш приборлар шкаласы деп өлшейтін шамаға сәйкес түзілген циферблат және тілшеден құралған күрделі көрсеткішке айтылады. Әрбір прибор өз дәлдігіне ие болған шкалаға ие.

Шкаланың көрсетуі өлшенген шамамен сәйкес келсе прибор тура пропорционал көрсеткішті делінеді. Оның градуировкасы өлшенетін шамамен жүргізілген. Бірақ абсолют сызықты шкалалар ешқашан болмайды.

Квадратты шкала деп егер прибордың көрсетуі өлшенетін шаманың таңбасына тәуелді болмағандарына айтылады. Оларда нольден қашықтаған сайын шкала бөліктері үлкейіп барады.

Өлшенетін шама өте үлкен өзгерістерге ие болсакөбейткішті (Х10^-1, Х10^-2 және с.с.) диапазонды қайта қосушы кілттер қолданылады, немесе логарифмдік шкалалар пайданалынады, онда L n-ге тікелей пропорционал болмай оның логарифміне пропорционал болады.

(2) L  lg n= lg X/x₀ Бұл формула арқылы L анықтау приборларға күшейту коэффиценті үлкен шамалар үшін кіші, ал кіші шамалар үлкен болған логарифмдік күшейткіштерді қолдау жолымен жетіледі. Логарифмдік шкалалардың бөлекті қарсысына lg n шамасы (-2,-1,0,1,2,3) орнына n шамасы 10^-2, 10^-1, 1, 10, 10², 10³ қойылады. Бұл шкала бойынша n=0 ге сәйкес келетін шкала бөлігі жоқ, себебі

lg0=-, бірақ 0-ден кіші n-дергебар. Мысалы : n=-3, онда X/x₀=10^-3.

Егер, х₀ шама бірер энергияның сигналдық шекаралық шамасы етіп қабылданса. Егер, өлшенуш шама Х шекаралық Х₀ 10есе үлкен болса, онда энергия 1 белл (Б) немесе 10 децибел (дБ) болады.

Сонда: 10дБ=1Б дегеніміз lg X/x₀=1, немесе X/x₀= 10

30дБ =3Б 3 10³

1дБ =0,1Б 0,1 10^0,1=1,259

3дБ=0,3Б 0,3 10^0,3= 1,995=2

NдБ=0,1NБ 0,1N 10^0,1т

Яғни белл немесе децибелл шамалар N(Б)= lg X/x₀; N(гБ)=10Lg X/X_o (3)

Теңдеулері арқылы табылады. (Сурет 5,в шкала дБ (x_o=10^-2) келтірілген).

Шкалалардағы әрбір бөлік (немесе оның жартысы) прибордың абсалют қателіктерімен сәйкес келуі шарт. Сурет 5,а n=3,8+0,1; Сурет 5,б – n=4,5+0,1: Сурет 5,в – n=0,55+0,05 анықтықтармен табылған. Сызықтың шкалаларда абсалют қателік N – шкаланың басында және соңындада бірқыл ал салыстырмалы қателігі n/n шкала басында өте үлкен (себебі n кіші), соңына қарай кеміп барады. Логарифмдік шкалалар үшін салыстырмалы қателігін шкаланың барлық бөлігінде бірдей болады себебі n артуымен бөліктер қымбаты және n – де артады. Ал, квадраты шкалаларда бұл қателіктер өте үлкен шамаға ие болғандығы үшін , оның бастапқы көрсетулерінің қолдану мүмкін емес.

Сызықты болмаған шамаларды түрлендіргіштер. Кейбір приборлар өлшенетін шаманы уақыт бойынша интегралдайды. Соның үшін олардың негізгі бөлігі интегралдайды. Соның үшін олардың негізгі бөлігі интегралдау тізбегі (Сурет 6,а) болып саналуын егер мұндай тізбектің кірісіне айнымалы кернеуді И₁ (t) жіберсек R резисторда і (t) тогы және С – конденсатор Q зарядталады да, онда кернеуі пайда болады.

Мұндай приборлар интегралдаушы (немесе қосушы) деп айтылады.

Дифференйиялдаушы приборлар деп дифференциялдаушы тізбектен тұратын приборларға айтылады (Сурет 6,б) үлкен болмаған. Регистордағы кернеу U₂I=dQ/dtdu₁/dt (5) арқылы табылады.

Өлшеуіш приборлардың ақпараттарды шығарып беру тәсілдері аналогты және цифрлы болып екіге бөлінеді. Аналогты деп прибор шкаласы бойынша бірер – бір көрсеткіштердің жылжуымен анықтайтын приборлар:

Сурет 7,а – тілше, 7,б –“тышқанша”, 7,в – булут шегі, 7,г – шкала көрсеткіші айналасындағы барабанның айналуы, Цифрлы – деп ақпарат сандармен көрсетулеріне айтылады: Сурет d,e – Электронды приборлар (сурет 7,е,з) бұлар механикалық приборларға қарағанда сілкіністерге ұрыныстарға әсерсіз ең негізгісі жылдам істейді.

Бұлардан тыс ақпараттарды дисплейге , өздігінен жазатын машиналарға және ЭЕМ – шығарылады (сурет 7,ж,и,к.).

Сурет 8 Өлшеуіш прибордың структуралық схемасы келтірілген: 1 – зерттеуші обьект 2 – датчик одан шыққан сигнал 3 - Өлшеуіш схемада өңделеді, - 4 – күшейтіргіште күшейтіріледі немесе 6 – жадта сақтаушы блокта сақталады, немесе 5 – көрсетушіге өтеді, болмаса 7 – электродвигательге өтеді ол 5 – көрсетуші және 9 – жазушы құрлығыға өткізеді (13 – ток көзі, 12 – ток пен қоректендіруші блок).

Егер компенациялау тәсілі істетеілсе паралель компенсациялау құрылғысы жұмысқа түсіп қарама – қарсы сигналды өлшеуші схемаға жөнетеді бұл процесс күшейткішке кернеудің келуі аяқталғанша жүреді (толық компенсацияланғанша). Сонда электродвигатель тоқтайды. Бұл кезде 5 – индикатор және 9 - өзіжазушыдағы ақпараттар компенсоциялаушы құрылғыдан алынады.

Суреттегі 10 – регулятор болып приборлардың көрсеткіштеріне тәуелді болып обьектіге жағдайды өзгерту үшін істетілуі мүмкін, Мысалы, температураны регулировка ету ж.т.б.

Мұндай күрделі өлшеуіш структурамен прибор барлық приборларға тән емес. Көпшілік приборларда бұлардың кейбір блоктары ғана болады. Амперметрде тек 2 – датчик қызметін атқарушы түн, 3 - өз өлшеуіш бөлігі (магнит өрісіндегі рамка) және 5 – тілше ғана болады.

Схемадағы блоктардың ішінде тек датчик – құрылғысы - 2 өлшенетін шаманың сипаттамасымен тәуелді, Қалғандары кезкелген өлшеулерді өткізе алатын стандарт құрылма түрінде орындалуы мүмкін. Осылай құрылымның көп функционалдығы тағайындалады. Бірқыл приборларда бірден бірнеше шаманың өлшеуіде тағайындалады.

Практика № 4

Тақырыбы: Өлшеуіш приборлардың параметрлері.

Жоспары:

Сезгірлік.
Сезгірлік шегі.
Дәлдік класы.
Тұрақтылық уақыты.
Прибордың әсерден сақтандырушы және төзімділігі (надежность).
Қызмет уақыты.

Приборлардың сезгірлігі – бірер – бір шығушы сигналдың сипаттамасының оған кіріп жатқан сигнал сипаттамасына қатынасына айтылады. Сезгірлік өлшемсіз немесе өлшшемді болуы мүмкін М:

Uшығ - өлшемсіз, ал фотоэлемент сезгірлігі – В/лк.

Uкір - өлшемді жарықталынушы өлшейді; 10мм/Н динамометр сезгірлігі және т.с.с.

Кірісіндегі белгілі бір сипаттамасының минималь шамасының сезгірілік шегі делінеді. Сезгірілік шегі негізінен екі себепке тәуелді: 1- тыныштықтағы үйкелістің барлығы себебіне кіші сигнал прибор тілшесі қозғалысқа келе алмайды; 2- прибор тек келіп түсетін сигналды күшейтпейді, сонымен қатар өзінің кездейсоқ сигналдарыныда күшейтеді. Сол үшін үлкен күшейту коэффицентті приборлар шығысындағы сигнал өз шумы болуыда мүмкін. Соның үшін кезгірлік шегі негізінен кіші сигналдарды өлшеуде ғана керекті есептеледі.

Дәлдік класы – деп прибордың абсолют қателігіні анықтап беретін параметрге айтылады. Сонда прибордың дәлдік класы өлшем бірлігі бар шкала ұзындығындағы абсолют қателіктің толық шкала ұзындығына қатынасы болып табылады.

M=L/L*100% (6)

Сызықтың шкала үшін (n1) M=n/n_шк*100% (7)

n_шк- шкала шегі. Сонда абсолют қателік n= n_шк*M/1007

Сызықты болмаған шкалалар үшінде (6) теңдеуді қолдану арқылы М табылса,(7) қолдай аламыз.

Приборлардың тұрақтылық уақыты деп приборды өлшейтін обьектіге қосқан соң тілше бірден өлшенген шамаға тоқтамай бірнеше уақыт өткен соң тыныштық күйге келетін уақытқа айтылады. Ал егер үйкеліс

Күші үлкен болса, онда тілше өлшенетін бөлікке дейін уақыт созылады (3-график). Ең дұрысы, критик режим болып саналады (сурет 9.а,2 график).

Үйкелісті арттыру үшін арнайы құрылғы-демпферлер істетіледі. Сурет 9.б-да ауалы демфер конструкциясы көрсетілген, (бір жағы жабылған цилиндрде қабырғасымен жанаспаған).

- механикалық приборларда 1с

0,1 с, ал электрондық приборларда одан да кіші болады.

Приборлардың сыртқы әсерден сақтандырылуы және төзімділігі (надежность). Әр бір прибордың сілкінулерге, соққыларға, су әсеріне (немесе жоғары ылғалдықтарға), температураға, сыртқы электр және магниттік өрістерге (элекромагниттік әсерлерге түспеуі), өлшеу параметрлерінің сипаттамаларының қандай әсерде (немесе төзімділігіне) екендігімен анықталады.

Қызмет уақыты (жұмысқа жарамды уақыты). Бұл берілген прибордың өзіндік дәлдік класымен өлшеп алу гарантиясымен анықталатын уақытпен белгіленеді. Прибордың барлық параметрлері оның паспортында көрсетіледі. Паспорт деп прибормен бірге жүретін құжатқа айтылады. Кейбір приборлар паспортта көрсетілген қызмет уақытынан соң да істейді, бірақ оларға гарантия беріп болмайды (дәлдігі анық болмайды).
Практика № 5

Тақырыбы: Сызықтық өлшемдерді өлшеуге арналған приборлар.

Жоспар:

1.Линейка.

2. Рулетка.

3. Штангенциркуль.

4.Микрометр.

5. Оптиметр.

6.Контактсыз оптик приборлар.

Линейка - ұзындық өлшем бірлігі (см, мм) эталоны арқылы градуирленген ең қарапайым ұзындық өлшеушілер. Олар қатты материалдардан даярланады, бұл материалдар уақыт өтуімен өз қасиеттерін өзгертпеуі шарт. Оларға металладар жатады. Олар ылғалдылыққа сәйкес өз пішінін өзгертеді (ұзарады, қысқарады, деформацияланады), одан тыс линейкалар әртүрлі жылулықтан кеңейуі және қысқару қасиеттерін де еске алу керек.

Рулетка – иілгіш материалдан жасалған, ұзындықты өлшеуіш құрылғылар. Бұл өлшеуіштердің дәлдіктері үлкен емес.

Штангенциркуль – ұзындықпен бірге диаметрді, тереңдікті 0,05мм дәлдікпен оларға орнатылған нониус арқылы түзете асырылады. Нониус прибордағы негізгі шкаланың қандай санды кіші бөліктерден тұруыны белгілеп анықтауға жәрдем береді. Сонда l ұзындықтағы негізгі шкала l-l₀=m l=( m-1 ) l онда =l-l=1/m болса =1/3 . Ал нониусты -ға оңға жылжытып соның бірінші бөлігін негізгі шкаланың бірімен теңдестірілсе, соң нониусты 2 оңға жылжытып, оның2-ші бөлігін негізгінің екіншісімен теңестірілсе және сол сияқты етіп отырса. Сондай етіп берілген дененің ұзындығыны нониусты оңға қарай жылжыта отырып анықтаймыз. Мысалда келтірілген дененің ұзындығы 2+2 нониус бөлігіне =2*2/3бөліктен тұратыны анықталды.

Негізінен нониустың бір бөлігінің қымбаты ретінде негізгі шкаланың бір бөлігінің қымбатыны нониустағы бөліктер санының қымбатына қатынасымен табылады. Суретте көрсетілген штагенциркульдегі нониустың бір бөлігінің қымбаты =1мм/20=0,005мм.

4.Микрометр – штангенциркульге қарағанда өте үлкен дәлдікпен әртүрлі ұзындықтарды өлшей алатын құралға айтылады. Микрометр түзілісі Сурет11 берілген. Мұндағы 1-скобс, 2- винт барабаны, 3- негізгі шкала, 5- өлшенетін деталь, 6- фринцион. Винтпен қуыс барабан біргелікте болып негізге бұралып енгізіледіде өлшенетін детальді сығады. Негізгі шкаладан толық мм-лерді оқимыз. Барабанның толық бір айналымы винттің және барабанның резбасының 1- қадамына сәйкес келеді. Барабан бір бөлікке айналдырылуы винттің оңға немесе солға болған негізгі шкала дәлдгіне сәйкес келетін жылжуына тура келеді.

Егер негізгі шкала бөлігі 0,5мм , ал барабанда 50- бөлік болса онда 1 айналым винттің жылжуы 0,5/50=0,01мм болады. Микрометрде тек кіші детальдарды ғана өлшейміз, дәлдігі резьбаны даярлау дәлдігіне тәуелді. Детальды сығу дәрежесі стандартқа сай болуы үшін барабанды оның фрикцион арқылы айналдырылуы, айналу шетінде винт барабанды жылжытуын тоқтататын дыбыс шығарады.

5.Оптиметр. Өлшеу дәлдігін одан көтеру үшін оптикалық рычактар қолданылады. Сурет 12. Вертикаль оптиметр берілген. Оның түзілісі және істеу принципі 1-стажина, 2- өлшенетін деталь, 3- толкатель, 4- айна, 5- көру трубасы, 6- окуляр, 7- шкала, 8- жартылай жарытқыш айна, 9- сәуле беруші. 9-дан сәуле жарығы окулярдың жан саңылауынан өтіп көру трубасынан окуляр түседі, 8-ден шағылып 45⁰бұрышты , 4 түседі, оның еңісі қойылған детальдің қалыңдығына байланысты (2) . 6 және7-те 4-тен өз кескіні түседі. Детальсіз 4 сәуле перпендикуляр, сәуле тікелей қарсы бағытқа шағылдырылады да шкала кескіні шкаланың (7) өзімен сәйкес келеді. Мұндай окулярлар автоколлимациялы деп аталады. Деталь қойылса 4 бұрышқа бұрылады, ал шағылған сәуле -2 -ға бұрылады. Окулярда шкала кескіні шкалаға қарағанда көзбен оны бақылау арқылы детальдің қалыңдығын анықтаймыз.

Сәуленің ұзындығы үлкен болғандығы үшін сәуленің өте кіші  бұрышының бұрылуы шкала кескінінің үлкен сүрілуін жүзеге келтіреді.

Практика № 6

Тақырыбы: Өлшеуіш микроскоп, проектор

Жоспары:

Өлшеуіш микроскоп және проектор.
Компаратор.
Катетометр.
Нивелир.
Локатор (эхолот), радиолокаторлар.

Өлшеуіш микроскок-микрообъектердің өлшемдеріні өлшейтін қосымша құрылмамен жабдықталған микроскопқа алынады.

Өлшеуіш проектор (сәуле жолдары) экранда детальдың кескінін қайта жүзеге келтіреді. Экранда әртүрлі шкалалар болуы мүмкін сеткалар, чертеждар, олар деталь размерімен сәйкес келуі керек. Бұндай өлшеу ұзындықтары мен бірге бұрыштарын қисықтығын және т.б.

Сурет 13,а. Контактсыз оптик приборға жататын өлшеуіш проектор берілген. (1-лампа, 2-конденсатор, өлшенетін деталь, 4-объектив, 5-жартылай жарық экран).

Компаратор денелердің размерлеріні эталондық линейка немесе басқа денелермен салыстыру үшін қызмет етеді. Дене және эталон бір-бірімен параллель орнатылады. Компаратордың негізгі бөлігі болып өлшенетін бөлекке не параллель немесе перпендикуляр қозғалатын микроскоп қатырылған каретка болып табылады. (Сурет 13.б,в-көлденең және параллель комператор көрсетілген -6-өлшенетін деталь, 7-эталон, 8-микроскопты каретка ). Каретканың қозғалу механизмы өте үлкен нақтылықпен атқарылады. Макроскоп арқылы зерттелетін дене немесе оның бөлігі және онымен қоса эталондық линейканың сәйкес келген өлшем бірліктері.

Катетометр биіктіктер айырмасыны немесе вертикальдың ұзақтықты өлшейтін прибор. Ол қатты мықталған штативтен,онда вертикаль бағытта қозғалыс жасайтын кареткадан көру трубасы мен бірге (немесе микроскоппен) орналасқан. (сурет 13.г,катетометр:1-штатив, 2-көру трубасы бар каретка). Үлкен дәлдікті катетометр-окулярлық тік бұрышты горизонталь штрихты етіп жасалған. (сурет 13.д, көлденең масштабты катетометр. Мұндағы АА’ объектің өлшемі негізгі бөліктің «1,6»-сына сәйкес келіп тұр.)

Нивелир-таңдаған жердің биіктігінің айырмасыны анықтаушы прибор. (Сурет 14). Ол штативке орнатылған көру трубасы және штихталған рейналардан түзілген. Көру трубасыгоризонталь жазықтық бойынша айналады. Өлшеу үшін көру трубасын реперге (А сүйеніш нүктесіне) бағыттан өлшейміз соң таңдаған жерге орнатылған (Б нүкте) рейкаға бағыттан олардың арасындағы айырманы анықтаймыз. Көру трубасы өте горизонталь орнатылуы шарт!!!

Ұзақты өлшегіштер деп жердің горизонталь ұзақтығы анықталатын приборға айтылады. (сурет 15). 1-ұзақтағы дене, 2-жартылай жарықты айна, 3-бұрылушы айна, 4-сол дене кескіні. Дене қанша жақын болса

үлкен болады l-дальномердің базасы немесе 3 пен 2-арақашықтығы, L-көру нүктесінен денеге дейінгі қашықтық..

Локаторлар (эхолоттар), радиолокаторлар деп объектке дейінгі қашықтықты толқындардың таралу уақыты бойынша анықтайтын дальномерлерге (приборларға) айтылады. Толқындар прибордан объектке соң объекттен шағылып қайта приборға дейінгі қашықтықты анықтайтын локаторлар дейді.

Акустик немесе дыбыстық локоторларға эхолот делінеді. Лазерлі локаторларда бар. Локатор мүмкіндігі болғанша қысқа толқын шығару және күшті импульсті болуы керек.

Сурет 16,а-локатордың блок схемасы берілген.

генератор
сәулелендіруші қабылдағыш
обьекті
күшейтіргіш
импульстердің уақыт аралығын өзгертуші құрылма
айланба развертканың генераторы
индекатор

обьектке дейінгі қашықтық

дыбыстық ортадағы таралу жылдамдығы.

Радиолокаторда барлық обьектер бойынша ақпараттар айналмалы развертка арқылы электрон сәулелі трубка экранына өткізіледі. (Сурет 16,б радиолокатордың индикаторлық экраны: 1-солтүстік батыстағы жақын обьектінің кескіні, 2-оңтүстіктегі ұзақ обьектінің топталуы.)

Өте кіші қашықтықтарды өлшеу интерфернциондық тәсілдермен анықталады(интерферметрлермен), одан тыс дифракциялық тәсілмен, рентген сәулесін, электрондар, нейтрондар және басқада микробөлшектер арқылы бұл жерде микробөлшекті зондировать ететін толқын болуы керек.
Практика № 7

Тақырыбы: Бұрыш өлшеуіш приборлар

Жоспары

1.Қарапайым бұрыш өлшеуіш приборлар

2. Гониометр

3.Коллиматор

4.Буссоль

5.Кипрегель

6.Теодолит

7.Секстан(секстант)

8.Асылған дене және (уровень)деңгей

9.Магниттік және тирокомпас

Қарапайым бұрыш өлшеуіш приборлар – угольниктер транспортирлер өлшеу дәлдігі 1⁰ айналасында болғанда істетіледі. Ал минуттың дәлдікпен өлшеуіш микраскоп және өлшеу үшін проекторлардағы арнайы бұрыш өлшеуіштер қолданылады.

Секунд дәлдігімен өлшеу үшін лимб (бөліктері бар үлкен диск) және онда жыл айналушы конус қолданылады (Сурет 17 Лимбаның конуспен бірге алынған бір бөлігі: а-бұрыш тең 28000’,б-2840’). Бұл жердегі негізгі шкаланың бөліктерінің өлшеу шамасы (цена деления) -30’, ал нониустікі = = 5’ (Бұндай дәдікті алу үшін m=6 нонус бөліктеріне негізгі шкаланың m-1 =5 бөліктері сәйкес келуі керек).

Гониометр –жазық сәулелері арасындағы бұрыштарды өлшеуші оптик-механик прибрларға айтылады. Ол детальдар бұрыштарын оптик әдіспен өлшейді (сыну бұрыштары, дифракция және т.б.). қарапайым тонометр штативтен-1, оның осіне лимб орнатылады (Сурет 18 Гоиометр; 1-шомбал штатив, 2-коллиматор-труба, 3-көру трубасы) лимб осі айналасына екі алидада (планка) және оларға коллиматормен көру трубалары орнатылып ось айналасында айналуы мүмкін. Гониометр орталығында орындық болып (4) оған үйренуші объект орнатылады, ол да сол ось айналасында айнала алады.

Коллиматор – бір ұшында приборға қаралған ал екіншісінде саңлауы бар саңлаудан линзаға дейінгі қашықтық линзаның фокус қашықтығымен тең, егер саңылауға сәуле түссе коллиматордан параллель сәулелер шоғыры шығады. Егер гониометр столында ешнәрсе жоқ болса және көру трубасы коллиматорға анық тік қаратылған болса, онда фокаль жазығында параллель сәулелер шоғыры труба объективінде, жиналып көзіміз саңлау кескінін көреді. Саңлау кескіні крестикпен сәйкестей отырып өте анықтықпен трубаны окулярға қарама-қарсы орнатылады. Егер столикке призма қойылса, онда параллель сәулелер белгілі бір бұрышқа ығысады, трубаны сол бұрышқа бұрыш және саңлаудың кескінін крестикпен бірге көру мүмкін. (Сурет 18,а). Алидадалар арасындағы бұрышты оған орнатылған нонустар арқылы анықтаймыз.

Екі қырлы бұрышты өлшеуде автоколлимациялық тәсіл қолданылады (Сурет 18,б) табылу керек болған екі қырлы бұрыш =180⁰-

Буссоль-горизонталь жазықтықтағы бұрыштар ды анықтаушы прибор. (сурет 19,а). Горизонталь жазықтықта бағыт магнит меридианнан есептелінеді сол оське магнит тілшесі орнатылады. Жай компастан ерекшелігі үлкен диаметрлі азимутқа қаратылуымен және анықтық дәлдігімен бөлініп тұрады.

Кипрегель –вертикаль жазықтықтағы бұрышты өлшеуші прибор (Сурет 19,б).

Теодолит-буссоль кипрагель нәтижелерінің қосылуынан келіп шығатын яғни горизонталь және вертикаль лимбалардан тұратын прибор.

Сектан (Сектант) – горизонттан жұлдыздарға дейінгі биіктікті өлшейтін қолдан жасалған бұрыш өлшеуіш прибор. Теңізде және авиацияда қолданылады (сурет 20,а,б,в, а-б-рейкалар, с-шкала, а-да көру трубасы т қатырылған, в-да айна z қойылған, П-планка және оған z

-айна орнатылған).

Асылған дене-жер центріне ауырлық күші әсерінде тік бағытты көрсетуші құрылғы.

Деңгей- дененің горизонтальдығын көрсетуші көпіршікті сұйықтықтан толтырылған шыны ыдыс және ол еңістіктің кіші бұрышын анықтауда да қолданылады.

Магниттік компас-жер магнит меридианына бағытты табу үшін істетілетін өз осіне кедергісіз айнала алатын магниттік тілше және буссоль.

Гирокомпас –зырылдауықты қасиетке ие болған кеңістікте өз бағытыны сақтай алатын прибор.

Карданды аспаға асылған болып прибор корпусына салыстырғанда кез келген бұрылуларда бола алады, олар өте жылдамдыққа ие болған двигательдер арқылы тез айлантырылады.

Практика № 8

Тақырыбы: денелердің ауданы мен көлеміні өлшейтін приборлар және сағат пен частотометрлер.
Жоспары:

Планиметр, мензурка және бюретка.
Газды көлемөлшегіштер.
Сарыпталған газды және сұйықтықтарды өлшегіштер және ротометр.
Сағат және оның түрлері.
Частотометрлер және олардың түрлері.

Планиметрлер түзусызықты болмаған жазық фигуралардың беттік ауданын өлшейтін приборға айтылады (Ол геометриялық прибор болғандығы үшін бұл жерде қарастырылмайды).

Мензурка-сұйықтың көлемін өлшейтін прибор.

Бюретка-өте кіші сұйықтық көлеміні өлшейтін градуирлентен пипетка.

Газды көлемөлшегіштерден Бойль-Мариот заңына

= const T=const pV=const негізделген (сурет 21). Тарелкаға тығыз отыратын калпак трубка тәріздес манометрге иілгіш силантамен қосылған. Манометрдің бос иінін көтеру (түсіру) арқылы жүйе ініндегі газдың көлемін өзгерту отырып, оның қысымын өлшеу мүмкін. Трубканың көлденең

Қимасының ауданы S белгілі, сонда V₀*P₁=(V₀+Sh₁) P_атм (8). Бұдан V₀-денесіз ыдыстың көлеміні тапса болды, одан (V₀-V_x)p₂=( V₀- Vx+Sh₂)P_атм (9) арқылы V_x-калпак ішіне қойылған дененің көлемін табамыз.

V₀P₂- V_xP₂= V₀ P_атм- V_xP_атм +Sh₂ P_атм,V_xP_атм-V_xP₂= V₀ P_атм- V₀P₂+Sh₂ P_атм V_x=.
Сарыпталған газды және сұйықтықты өлшейтін приборларға расходометрлер дейді. (Сурет 22,а,б,:а-сұйықтық үшін чашечный типті, -газ үшін).

Ротаметр деп үлкен бастапқы санақтан бастап өлшем бірлігі бірдей уақыттар аралығының санын санайтын приборға айтылады. Олар: күн сағаттары-дене көлеңкесі арқылы есептеу (Сурет 23 а,б,в:а-горизонталь циферблатты, б-вертикальды, в-бірдей бөлікті: АО-жердің айналу осі, N-солтүстік полюс; ВО-берілген жердің вертикалы: -берілген жердің кеңдігі). Одан басқа құмды, сұйықты сағаттар-бір ыдыстан екінші ыдысқа ағып өтуі арқылы анықталады.

Бірер-бір периодтық процесске негізделген сағаттар дәлдігі үлкен болады.

Механикалық сағаттар –маятниктің периодтық қозғалысына негізделген. Сурет 24,а,б механикалық сағаттардың негізгі бөлшектері көрсетілген : а-маятникті сағат б-балансты (1-маятник, 2-анкер, 3-храновик). Сурет 25 механикалық , кварцтық және басқада сағаттардың 1-текті тербеліс жасайтын обьект, 2-күшейтіргіш, 3-энергия көзі, 4-частотины бөлуші, 5-индикатор; (б)-атомдың сағаттардың блок-схемасы: 1-Gs-Цезий атомдарын қоздырушы көз, 2-оптик резонатор, 3-кварц сағаты, 4-частотаны күшейтіргіш, 5-частотаны теңдестіруші схема, 6-қателіктер сигналы. Үй сағаттарының 10с, хронометрлерде-0,1с.

Кварцты сағаттар-акустик тербелістерге сүйенген болып үлкен бірқалыпты жүре алады. Кварц кристалын пъезоэлектрик қасиетті болып тербеліске түседі де механикалық тербелістерді жоғары частоталы электрлікке түрлендіреді-соң электрондық күшейтіргішке қосылады. Тәуліктік вариациясы кварц сағаттарда №10^-6с, стационарларда оданда кіші.

Атомдық сағаттар-атомдардың оптик тербелістеріне сүйенген. Частотасы

_а-10¹⁵с^-1, тәуліктік вариациясы 10^-11с^-1.
Практика № 9

Тақырыбы: Кіші көшулерді өлшейтін приборлар.

Жоспары

1. Көшу.

2. Тензодатчик.

3. Пъезодатчик

4. Механотрон

5. Потенциометрлік беріліс ( басқару) және сельсина

Көшу –салыстырмалы шама болып текбасқа бірер- бір санақ жүйесімен салысыра отырып өлшенді. Оны екі жағдайда көру мүмкін: бірі санақ жүйеде метка болғанда екіншісі болмағанда. Екінші жағдайда көшуді оның жылдамдығы және уақытымен анықтайды. (S=V*t) яғни жылдамдықты уақыт бойынша интегралдаушы приборлар қолданылады.

Кіші көшу (кіші жылжу, деформация, ыдыстағы сұйықтықтың деңгейінің өзгеруі және т.б) датчиктер арқылы анықталады. Сурет 27 олардың бірнеше түрі көрсетілген . Сурет 27, а – кедергенің өзгерісін реостит схемасы арқылы анықталады, сурет 27, б – потенциометрлі схема бойынша, сурет 27, в – мост схемасы бойынша және бұл схема өте көп қолданылады, себебі дәлдігі үлкен.

Тензодатчик – деформацияланған дененің белгілі бір іші бөлігінің өзгеруін осы дененің деформацияланбаған бөлігімен салыстыра отырып анықтайды. Тен зодатчиктің сызықтары константанна жасалған бірнеше сым, олар клей арқылы пласмасқа қатырылған ( сурет27,г)

Сым деформацияланған кезде ұзарса (қысқарса) оның кедергі ( R=) өзгереді. Бұдан тыс жартылай өткізгішті тензодатчиктерде болады. Олар дәлдігі 2 есе үлкен. Сурет 27 ,д деформация кезінде сымдар әртүрлі өзгеріске түсіп мост тез тепе –теңдігіне шығады да кедергі өзгереді. Сурет 27, с – электрсыйымдылықты датчик көретілген мұнда көшу конденсаторлың бірер пластинасының жайының өзгеруімен анықталады, сыйымдылық мостың, резоностың тәсілдерімен өлшенеді.
-26-

Сурет 27, ж – индуктивті датчик берілген , мұнда көші катушка ішіндегі өзгерістің жылжуымен анықталады. Бұл датчик пассив болғаны үшін оларға ток көзіне қосылған өлшеуші тізбек қосылуы шарт ( айнымалы ток көзі).

Сурет 27,з – актив индуктивтігі датчик берілген, себебі оның өзі Э,Қ.К істен шығарыдыда жылдамдық датчигі болып табылады, себебі, Э,Қ,К

С.

Пъезодатчиктер (сурет 27,и) деформация кезіндегі көшулерді анықтайды, ал үлкен элемент анықтайды (сурет 27,к). Бұл арасына электрод қойылған өзара клейленген пъезопластиналар. Иілген кезде үстіңгі пластина ұзарады, ал төменгісі – сығылады да түрлі полюсты э.қ.к. тудырады, олардан шыққан ток қосылады, себебі пластиналар параллель қосылған.

Сурет 27,л фотоэлектрлі берілген, онда фотоэлементке жарық көзінен келе жатқан сәулені жабқыш тосып қалады.

Механотрон –электронды датчик, өте кіші өлшейді (Сурет 27,м). Бұл вакумда өзара жақын орналасқан анод және катодтан тұратын диод болып, аноды катодтың зарядтар кеңістігіне кірген. Анодтың катодқа қарағанда өте кіші көшуі механотронның кедергісінің күштіөзгерісін келтіреді, соның ол мосты өлшеуіш схемаға қосылады.

Потенциаметрлік беріліс басқару және сельсина – ұзақтан ақпаратты (өзгертерді) басқа жерге ұзату үшін қолданылады М., мачтадағы флюгерден желдің бағыты туралы ақпаратты кораблдің басқару пультіне жіберуде істетіледі (Сурет 28 бұрылу бұрыштарыны ұзақтан (дистанционды)өлшеу. а-потенциометрлі беріліс – үш сымды линия токты электромагниттің үштігіне өткізеді. Онда өріс астында тұрақты магнит – ротор айналады. А-да көрсетілген жағдайда 1 және 2 нүктелер олармен бірге 1¹ және 2¹ – бірқыл потенциалда тұрады, соның үшін төменгі электромагнитте ток ноль. Екі жоғарғы катушкаларда токтар магнитөрісіне келтіреді. Датчиктегі щетканы бұрсақ атқарушы механизм ротарда сол бұрышқа бұрылады.

Сельсин деп үшсымды линиямен өзара қосылған екі біртүрлі ротордан және екі бір түрлі үш полюсты ститорлар комплектісіне айтылады. (сурет 28б)-ротор айналымы ток пен сыртқы көзінен қоректенеді статор мен ротордың 1-ші катушкаларына 2-ші статор берілуші ток енгізіледі де, белгілі анықталған орынға тұрады. 1-ші роторды бұрса 2-ші роторда сол бұрышқа бұрылады.
Практика № 10

Тақырыбы: Жылдамдықтарды және бұрыштық жылдамдықтарды өлшеу.

Жоспары

1.Спидометр

2. Тахометрлер және олардың түрлері.

3. Радарлы және лазерлы спидометр

4. Баллистік маятник

5. Лаг

6. Анемометр

Жылдамдықта уақыт өтудегі көшуді өлшеп және қозғалыстың сипатына қарай есептеу мүмкін. Мысалы: ұшақ жылдамдығын радиолакатор экранындағы белгілер қашықты және сикундомер арқылы анықтау мүмкін.

Спидометр – сызықтың жылдамдықты тікелей өлшеуді (оны велосиметр деп те атайды)

Тихометр – бұрыштың жылдамдықты өлшейді оның жұмысы бұрыштың жылдамдықты цифер болатын анықталған көрсетуші тілшесіне сәйкес келуші жағдайына түрлендіру, Сурет 29а қарапайым центрдентенкіш тахометр көрсетілген :

Айналушы вал.
Салмақты денелер (трузи) вал айналуында олар центрдентегіш күштер инерциясы әсерінде центрден қашықтайды, оған қарсы қойылған серіппені сыға отырып (3). Айналушы хвоставитті орап тұрған тілшілі кольцо қашықтыққа жылжиды. Сондағы прибордың шкаласының теңдеуі

(10) х-бірер коэфицент, k- серпенің қатаңдығы, l- серпенің сығылуы және сонымен бірге прибордың көрсетуі. Сонда школа сызықты болып

Бұндай тәуелділік тахометрдің жетіспеушілігіне жатады.

Индукционды тахометр (сурет 29,б) немесе транспорттар сахидометрдің істеу принципі. Айланатын валға (1) тұрақты магнит орнатылып ол алюминий (магнитсіз) табақша (5) (картушка) ішінде оның қабырғаларына тимей айналады. Табақша қабырғаларында индукцион топ жүзеге келеді де Ленц ережесімен магниттік анналуына кедергі жасайды. НЬютон III – заңы бойынша табақша бұрылып 3- серіппені сығады, ал табақша өсінде тілші орнатыдған. Э.Қ.К. Фарадей заңы бойынша сонымен бірге картушкадағы ток сонда (яғни индукционды тахометр шкаласы да сызықты )

Сурет 29,в- айланба шкалалардан қазіргі уақытта қолданылатын тура бұрышты шкалалы синдометр көрсетілген7-санаулы шкала.

Тахогенератор (сельсинжылдамдықтарды дистанционды (ұзақтап)анықтайды.)

Контаксыз және оптик тахометрде бар фадиоактивті тахометрлерде жарық сәулесі орнына сәулелер істетіледі.

Стробоскопик тахометрлер (контаксыз) айнымалы частоталы импульсті генератордан лампа – вспышка қоректенедіде валдың айналу частотасымен теңдескенде генератор шкаласынан, сол частотаны аладыда формула арқылы v-анықталады.

Радарлы және лазерлі спидометрлер Доплер эфектіне негізделген. ұзақтап кетіп жатқан автомобильге радар - частоталы сигнал жәнетті, ол қабыл ету орнына қабыл етеді (егер онда приемник болғанда -дің әзін қабыл еткен болар еді). Автомобиль қабыл еткен частотаны жағылдырады радардың приемнигі.

жүктеу/скачать 0.64 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8