Графическое представление результатов измерений. Принцип работы икг

Графическое представление результатов измерений

Для наглядного представления взаимной связи физических величин и их закономерного изменения результата наблюдений представляют графически.

Чаще всего используют прямоугольную систему координат. По оси абсцисс в произвольном масштабе откладывают независимую переменную, т.е. величину, значения которой задает сам экспериментатор. а по оси ординат ту величину, которую он при этом определяет. При выборе масштаба нужно исходить из следующих соображений: I) экспериментальные точки не должны сливаться друг с другом, т.е. они должны располагаться с разумным интервалом; 2) масштаб должен быть удобным. Проще всего, если I см соответствует 1,2,5,10,100,0.1 и т.д. единицам измеренной величины.

На осях координат следует указывать название или символ величины. Обязательно нужно также указывать единицы измерений, причем десятичный множитель следует отнести к единице измерения. Тогда деления на графике можно помечать цифрами 1,2,3... или 10,20.30 ..., а не 10000, 20000 ... и т.д. или 0.0001, 0,0002 и т.д. Экспериментальные данные следует отмечать "жирными", хорошо выделяющимися точками. По полученным на плоскости точкам проводят "наилучшую " плавную (неломаную) кривую (рис-6), которая может проходить не через все отмеченные точки, а близко к ним. Такая кривая дает нам возможность проводить графическим путем интерполяцию, т.е. находить значения У даже для таких значений X, которые непосредственно не наблюдались.

Если полученные данные не образуют прямой на линейной (миллиметровой) графической бумаге, то можно попытаться построить график в логарифмических координатах (или наносить логарифмы значений Х и У на линейную графическую бумагу). В логарифмических координатах график простой, но важной функции

(62)

имеет вид прямой. Переходя к логарифмам, действительно, получаем уравнение прямой:

где К и а - постоянные.

Имеется также третий тип графической бумаги -полулогарифмическая, когда одна шкала является лога-рифмической, а другая -линейной. В этом случае получается прямая, если данные подчиняются закону

Рис.6

После преобразований этой функции имеем

(65)

Чтобы получилась прямая, шкала по оси У должна быть логарифмической, а по оси х – линейной.

Лабораторная работа 102 измерение линейных размеров оптиметром икг

Цель работы: ознакомиться с устройством горизонтального оптиметра ККГ, провести измерение толщины алюминиевой фольги и статистическую обработку результатов прямого измерения.

Назначение и устройство ИКГ. Оптиметр - оптикомеханический прибор, который служит для измерения линейных размеров абсолютным (в пределах шкалы) или относительным (сравнением о концевой мерой мины) методами. На горизонтальном оптиметре можно производить измерения толщины пластинок, диаметра шариков, внутренних диаметров.

ИКГ состоит из массивного штатива I (рио.1), на котором укреплены предметный столик 2, оптическая труба 3 с оптическим отсчетным устройством. В левой части трубы укреплен штифт 4, соприкасающийся с поверхностью измеряемого изделия. Отсчеты при измерении снимают по шкале окуляра 5,6 - пиноль-металлическая труба, внутри которой помещается стержень 9 с пружиной. Стержень может перемещаться вдоль оси вращением винта 7,

а положение наконечника 9 закрепляется винтом 8. Составной частью оптиметра является проекционное устройство ПН-6.

Рис. I

Оптическая труба оптиметра - основная часть прибора (рис.2). Световой поток источника S , отражаясь от зеркала 3 и призмы П1 (явление полного внутреннего отражения), освещает шкалу Ш, которая находится в фокальной плоскости объектива ОБ и через окуляр ОК не видна, так как она закрыта призмой П1. Пройдя через призму П2 и объектив ОЕ, лучи падают на зеркало З2, в котором изображается шкала Ш. При отражении лучей от зеркала З2 изображение шкалы И по принципу автоколлимации создается объективом рядок с самой шкалой Ш так, что нулевой штрих совпадает с неподвижным указателем у .

Наблюдение ведется через окуляр ОК. Если совпадения нет, то его можно добиться смещением штифта 4 винтом 7 (см-рис.1). Измеряемая деталь, помещенная между наконечниками 4 и 9 (см.рис. I и 2), приведет к поступательному перемещению штифта 4, который повернет плоское зеркало З2 на угол φ .Изображение шкалы И смещается параллельно шкале Ш; величина смещения отсчитывается относительно неподвижного указателя.

Рис. 2

Механические и оптические соотношения системы оптиметра подобраны так, что видимое в окуляр смещение изображения шкалы на одно деление соответствует осевому перемещению штифта на один микрон, т.е. цена деления прибора - I мк.

studfiles.net

Графическое представление результатов измерений

Для наглядного представления взаимной связи физических величин и их закономерного изменения результата наблюдений представляют графически.

Чаще всего используют прямоугольную систему координат. По оси абсцисс в произвольном масштабе откладывают независимую переменную, т.е. величину, значения которой задает сам экспериментатор. а по оси ординат ту величину, которую он при этом определяет. При выборе масштаба нужно исходить из следующих соображений: I) экспериментальные точки не должны сливаться друг с другом, т.е. они должны располагаться с разумным интервалом; 2) масштаб должен быть удобным. Проще всего, если I см соответствует 1,2,5,10,100,0.1 и т.д. единицам измеренной величины.

На осях координат следует указывать название или символ величины. Обязательно нужно также указывать единицы измерений, причем десятичный множитель следует отнести к единице измерения. Тогда деления на графике можно помечать цифрами 1,2,3... или 10,20.30 ..., а не 10000, 20000 ... и т.д. или 0.0001, 0,0002 и т.д. Экспериментальные данные следует отмечать "жирными", хорошо выделяющимися точками. По полученным на плоскости точкам проводят "наилучшую " плавную (неломаную) кривую (рис-6), которая может проходить не через все отмеченные точки, а близко к ним. Такая кривая дает нам возможность проводить графическим путем интерполяцию, т.е. находить значения У даже для таких значений X, которые непосредственно не наблюдались.

Если полученные данные не образуют прямой на линейной (миллиметровой) графической бумаге, то можно попытаться построить график в логарифмических координатах (или наносить логарифмы значений Х и У на линейную графическую бумагу). В логарифмических координатах график простой, но важной функции

(62)

имеет вид прямой. Переходя к логарифмам, действительно, получаем уравнение прямой:

где К и а - постоянные.

Имеется также третий тип графической бумаги -полулогарифмическая, когда одна шкала является лога-рифмической, а другая -линейной. В этом случае получается прямая, если данные подчиняются закону

Рис.6

После преобразований этой функции имеем

(65)

Чтобы получилась прямая, шкала по оси У должна быть логарифмической, а по оси х – линейной.

Лабораторная работа 102 измерение линейных размеров оптиметром икг

Цель работы: ознакомиться с устройством горизонтального оптиметра ККГ, провести измерение толщины алюминиевой фольги и статистическую обработку результатов прямого измерения.

Назначение и устройство ИКГ. Оптиметр - оптикомеханический прибор, который служит для измерения линейных размеров абсолютным (в пределах шкалы) или относительным (сравнением о концевой мерой мины) методами. На горизонтальном оптиметре можно производить измерения толщины пластинок, диаметра шариков, внутренних диаметров.

ИКГ состоит из массивного штатива I (рио.1), на котором укреплены предметный столик 2, оптическая труба 3 с оптическим отсчетным устройством. В левой части трубы укреплен штифт 4, соприкасающийся с поверхностью измеряемого изделия. Отсчеты при измерении снимают по шкале окуляра 5,6 - пиноль-металлическая труба, внутри которой помещается стержень 9 с пружиной. Стержень может перемещаться вдоль оси вращением винта 7,

а положение наконечника 9 закрепляется винтом 8. Составной частью оптиметра является проекционное устройство ПН-6.

Рис. I

Оптическая труба оптиметра - основная часть прибора (рис.2). Световой поток источника S , отражаясь от зеркала 3 и призмы П1 (явление полного внутреннего отражения), освещает шкалу Ш, которая находится в фокальной плоскости объектива ОБ и через окуляр ОК не видна, так как она закрыта призмой П1. Пройдя через призму П2 и объектив ОЕ, лучи падают на зеркало З2, в котором изображается шкала Ш. При отражении лучей от зеркала З2 изображение шкалы И по принципу автоколлимации создается объективом рядок с самой шкалой Ш так, что нулевой штрих совпадает с неподвижным указателем у .

Наблюдение ведется через окуляр ОК. Если совпадения нет, то его можно добиться смещением штифта 4 винтом 7 (см-рис.1). Измеряемая деталь, помещенная между наконечниками 4 и 9 (см.рис. I и 2), приведет к поступательному перемещению штифта 4, который повернет плоское зеркало З2 на угол φ .Изображение шкалы И смещается параллельно шкале Ш; величина смещения отсчитывается относительно неподвижного указателя.

Рис. 2

Механические и оптические соотношения системы оптиметра подобраны так, что видимое в окуляр смещение изображения шкалы на одно деление соответствует осевому перемещению штифта на один микрон, т.е. цена деления прибора - I мк.

studfiles.net

7.1.1 Описание метода и средства измерения

Для измерения калибров-скоб используются приборы высокой точности: миниметры, оптиметры и т. д. В данной работе измерение калибра-скобы производится на горизонтальном оптиметре типа ИКГ. Это прибор рычажно-оптической системы, предназначен для измерения наружных и внутренних размеров методом сравнения с мерой (относительный метод). Метрологические характеристики горизонтального оптиметра приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2 - Метрологические характеристики горизонтального оптиметра

7.1.2 Устройство и принцип действия горизонтального оптиметра

Оптическая схема трубки оптиметра показана на рис.7.3. В нее входят: зеркало, объектив, призма полного внутреннего отражения, сетка и окуляр

Осветительную систему состав­ляют зеркало в оправе и призма, установленная в рамке окуляра.

Сетка представляет со­бой стеклянную плоскопарал­лельную пластинку со шкалой и удлиненным штриховым ин­дексом, причем деления шкалы нанесены на одной половине пластинки, а индекс — на другой. Шкала со стороны окуляра закрыта призмой так, что через оку­ляр можно видеть только индекс и изображение шкалы, отраженное от зеркала.

Лучи света, отражаясь от осветительного зеркала, через призму осветительной системы освещают шкалу; пройдя призму и объектив, они па­раллельным пучком падают на зеркало, отражаются от него и возвращаются

в объектив, снова проходя призму, сетку и попадают в окуляр. При осевом перемещении измерительного штифта трубки оптиметра зеркало будет отклоняться на некоторый угол φ, вследствие чего изображение шкал в поле зрения окуляра будет перемещаться относительно неподвижного индекса.

При установке окуляра по глазу наблюдателя; видно одновременно изображение шкалы и индекса.

Оптическая схема оптиметра ИКГ-3

Рис. 7.3

Между величиной перемещения измерительного штифта и величиной перемещения изображения шкалы существует следующая зависимость:

перемещение штифта на величину h (рис. 7.4) вызывает наклон зеркала на угол φ величина которого определяется из отношения

/7,1/

где b — длина плеча, равная расстоянию от оси вращения зеркала до точки касания штифта.

Луч MN при отражении от зеркала отклонится на угол 2φ и точка М вследствие этого переместится в точку М1.

Схема соотношения между величиной перемещения измерительного штифта и величиной перемещения изображения шкалы

Рис. 7.4

Из треугольника MNM1 имеем:

/7,2/

где H – величина перемещения изображения шкалы;

MN – фокусное расстояние объектива.

Так как углы φ и 2φ малы, то значения tgφ tg2φ можно заменить значениями этих углов, тогда:

/7,3/

Полученное соотношение является передаточным отношением между величиной перемещения измерительного штифта и величиной перемещения изображения шкалы.

На рис. 7.5 показаны шкала и удлиненный штриховой индекс, видимые в поле зрения трубки оптиметра. Шкала имеет 100 делений с каждой стороны от нуля, расположенных симметрично.

Видимое в окуляр смещение шкалы на одно деление соответствует осевому перемещению измерительного штифта на 0,001 мм.

Общий вид прибора показан на рис. 7.6.

Шкала, видимая в окуляр

Рис. 7.5

Оптиметр горизонтальный ИКГ-3, общий вид

Рис. 7.6

Основными узлами прибора являются основание с установленными на нем измерительным столиком и валом. На валу с помощью кронштейнов закреплены дуги с подвижными измерительными серьгами. Оптическая трубка расположена на правом кронштейне. Перемещение серьги вызывает перемещение шкалы в окуляре. Измерительный столик может перемещаться в вертикальной плоскости при вращении маховика и в горизонтальной плоскости при вращении винта на измерительном столике. Ручкой на измерительном столике можно повернуть столик на угол вокруг вертикальной оси, а эксцентриком можно повернуть столик вокруг горизонтальной оси (при этом стопорные винты должны быть ослаблены).

При работе с оптиметром можно использовать различные приспособления, которые позволяют измерять наружные и внутренние линейные размеры изделий.

Оптиметр должен работать в сухом и чистом помещении при отсутствии тряски и вибраций. При измерениях необходимо соблюдать строгий температурный режим. Отклонения температуры от нормальной (20оС) не должны превышать ±2оС, а при особо важных измерениях ±0,5оС. Перед работой необходимо проверить установку по горизонту по круговому уровню.

studfiles.net

Принцип работы ПРЛ в режимах СДЦ и СОВМ

В режиме ПАСС часто обнаружение отметок ЛА на экране индикатора существенно затрудняют засветки, образуемые пассивными помехами – отраженными сигналами от местных объектов, искусственных сооружений и техники, облаков естественного и искусственного происхождения. Интенсивность засветок от пассивных помех порой настолько велика, что отметки от ЛА на их фоне не обнаруживаются.

Для выделения отметок ЛА (движущихся целей ) и устранения засветок от пассивных помех с экрана индикатора применяется устройство селекции движущихся целей (УСДЦ), называемое также компенсирующим устройством (КУ). В режимах СДЦ и СОВМ (СДЦ + ПАСС) передатчик ПРЛ генерирует ВЧ импульсы с приходом импульсов ИЗ ПД СДЦ с переменным интервалом следования (ТИ1 = 416 мкс, ТИ2 = 500 мкс). Необходимость изменения интервала следования ИЗ ПД можно пояснить следующим образом.

Прохождение ВЧ импульсов от ПД к антеннам АГ и АК, излучение ими зондирующих и прием отраженных от ЛА радиоимпульсов, прохождение отраженных ВЧ импульсов от антенн к ПР происходит так же, как в режиме ПАСС. Однако далее в ПР отраженный от ЛА (цели) сигнал в виде пачки ВЧ импульсов обрабатывается по-другому. В отличии от режима ПАСС между ПР и БОП включается селектор движущихся целей (СДЦ).

Принцип выделения (селекции) движущихся целей (ДЦ) основан на том, что расстояние от ПРЛ до местных объектов (МО) не изменяется или изменяется очень медленно, а расстояние до ЛА (ДЦ) изменяется с относительно большой радиальной скоростью VР (скоростью изменения дальности от ПРЛ до ЛА). Поэтому амплитуды и фазы отраженных от МО радиоимпульсов в течение 3 5 периодов излучения ПРЛ практически не изменяются. Амплитуды радиоимпульсов, отраженных от ЛА в течении Тобл, практически тоже не изменяются, тогда как их фазы от периода к периоду изменяются по закону φД(t) = 2πfД, где fД = 2VР/λ – доплеровское изменение частоты принимаемого сигнала, отраженного от ЛА. Следовательно, сигналы неподвижных целей (МО) на текущем периоде можно компенсировать с помощью сигнала на предыдущем периоде. Для этого необходимо сравнить принимаемый и излучаемый сигналы по фазе на текущем периоде, а по амплитуде – на текущем и предыдущим периодах. Сравнение сигналов по фазе выполняет фазовый детектор, а по амплитуде – вычитающее устройство (ВЧУ). Задержка выходного сигнала ФД на период следования импульсов осуществляется в ультразвуковой или цифровой линиях задержки (УЗЛЗ или ЦЛЗ).

Для выполнения этих трех преобразований с целью получения нулевого разностного сигнала пассивных помех необходимо выполнить соответственно три условия:

- опорный сигнал ФД должен быть когерентным с излучаемым сигналом;

- коэффициенты передачи сигналов предыдущего и текущего периодов должны быть одинаковы;

- один и тот же видеоимпульс на текущем и предыдущем периодах должен занимать одно и то же временное положение и иметь одинаковую форму.

Первое условие выполняется путем фазирования когерентного гетеродина (КГ) приемника, непрерывный гармонический сигнал которого служит опорным сигналом для ФД приемника. Передатчик ПРЛ генерирует последовательность ВЧ импульсов со случайными начальными фазами. С помощью ответвителя малая часть ВЧ импульсов передатчика направляется на КГ и «навязывает» ему свою начальную фазу. В результате на выходе КГ образуется непрерывный гармонический сигнал со случайной начальной фазой в каждом периоде, но синфазный с последовательностью ВЧ импульсов передатчика ПРЛ.

Второе условие реализуется с помощью детерминированного видеосигнала, имитирующего пассивные помехи. Полученный разностный сигнал используется для автоматического регулирования коэффициентов усиления прямого и задержанного сигнала пассивных помех с целью выравнивания величин входных сигналов вычитающего устройства.

Третье условие выполняется путем включения УЗЛЗ в состав УСФИ (БСФ). Время задержки сигналов в УЗЛЗ τЛЗ велико и нестабильно. Это не гарантирует совмещение одного и того же видеоимпульса в соседних периодах. Поэтому в качестве задающего генератора используется блокинг-генератор (БГ) с самосинхронизацией по цепи обратной связи, включающей УЗЛЗ, используемую для задержки сигнала ФД предыдущего периода. При этом вероятность совпадения ВИ в соседних периодах практически близка к единице. Эта УЗЛЗ находится в БЧК, поэтому и БГ разместили там же, а УCФИ ввели в режим внешней синхронизации: при включении режима СДЦ последовательности задающих импульсов ЗИ 2180 и ЗИ КОМ, сформированные в БКИ, поступают в УСФИ, где из них получаются ИЗ ПД СДЦ с переменным интервалом следования.

Применение переменного интервала следования зондирующих импульсов в режиме СДЦ – мера вынужденная. Дело в том, что посадочный радиолокатор работает в импульсном режиме и с низкой частотой повторения импульсов. Поэтому доплеровская фаза φД(t) реализуется в виде импульсной функции, т. е. дискретно с частотой FИ. Это значит, если среди возможных значений есть частота FД = FИ (VР = λFИ/2), то видеоимпульсы на выходе ФД имеют постоянную амплитуду: исчезает признак движущейся цели (так называемый стробоскопический эффект). Эти скорости VР (частоты FИ) называют «слепыми»: ПРЛ «не видит» движущиеся цели («слеп»), хотя они реально есть. Стробоскопический эффект исчезает при изменении (вобуляции) частоты повторения зондирующих импульсов.

Рассмотренные принципы СДЦ реализуются следующим образом. Входной ВЧ сигнал приемника преобразуется в сигнал промежуточной частоты (ПЧ) и поступает в УПЧ с выходным ФД. Опорным сигналом ФД является выходной сигнал КГ в БФ, сфазированный с зондирующими импульсами передатчика. С выхода ФД двуполярные ВИ поступают в блок усреднения (БУ). Здесь последовательность видеосигналов с переменным интервалом следования преобразуется в последовательность видеосигналов со средним интервалом следования (периодом) ТИ = 458 мкс. Из БУ эта последовательность поступает в блок череспериодной компенсации (БЧК), где видеосигнал предыдущего периода задерживается в УЗЛЗ на период ТИ = 458 мкс и вычитается из видеосигнала текущего периода. Видеоимпульсы пассивной помехи компенсируются, а разностные двуполярные видеоимпульсы движущихся целей (ЛА) проходят в блок череспериодного вычитания (БЧВ). Здесь они приводятся к одной полярности, необходимой для ИКГ и к периоду повторения, равному периоду ИЗ ИКГ. Выходные сигналы УСДЦ далее поступают в УСФИ (БСФ), формируются по величине и подаются в блок очистки от помех (БОП). Очистка ВС СДЦ от НИП производится так же, как и видеосигналов в режимах ПАСС и АКТ.

В совмещенном режиме СДЦ + ПАСС алгоритмы СДЦ и ПАСС применяются в каждом периоде последовательно: примерно на первой половине периода реализуется алгоритм СДЦ (на дальностях, где наиболее интенсивны отражения от МО), а на второй половине – алгоритм ПАСС. При этом сочетаются достоинства режима СДЦ (подавление отражений от МО) и режима ПАСС (большая дальность обнаружения ЛА при отсутствии помех). Распределение высокочастотных сигналов по амплитудному и фазовому каналам приемника и согласование их интервалов следования осуществляется с помощью стробирующих видеоимпульсов, специально формируемых в БКИ и УСФИ (БСФ).

poisk-ru.ru

3.4.4. Устройство синхронизации и формирования импульсов

Устройство синхронизации и формирования импульсов (УСФИ) предназначено для формирования синхронизирующих (задающих) видеоимпульсов и декодирования (дешифрирования) отраженных сигналов в режиме АКТ. Это устройство в ПРЛ реализовано в виде блока синхронизации и формирования (БСФ).

Структурная схема БСФ представлена на рис.3.5.

В ее состав входят два одинаковых канала (один – рабочий, другой – резервный) и коммутатор выходных сигналов (КВС) этих каналов. Входные сигналы БСФ одновременно поступают на оба канала, а выходные сигналы поступают к потребителям только от рабочего канала. Каждый из каналов включает плату формирователей (ПФ), плату синхронизации (ПС) и плату дешифратора (ПДШ).

Рис.3.5. Структурная схема блока синхронизации и формирования

Плата формирователей состоит из совокупности усилителей входных и выходных сигналов БСФ, обеспечивающих им необходимые величины и формы.

Плата синхронизации является основным узлом БСФ, в котором формируются все импульсы запуска устройств ПРЛ и задающие импульсы для БОП, БУО, выносного индикатора системы посадки (ВИСП), расположенного на командно-диспетчерском пункте (КДП), и аппаратуры сопряжения (АС).

Плата дешифратора выполняет декодирование и необходимую задержку отраженного выходного сигнала приемника в режиме АКТ (ВС АКТ). Кроме того, здесь же формируются угловые метки курса и глиссады (УМК и УМГ) и юстировочные метки (ЮМ) по видеосигналам ВС ФМ-К и ВС ФМ-Г от фотомодуляторов (фотодатчиков), установленных на валах вращения антенн АГ и АК.

В режимах ПАСС и АКТ блок работает в режиме внутренней синхронизации, а в режиме СДЦ – внешней синхронизации.

Как было отмечено выше, плата синхронизации обеспечивает формирование запускающих импульсов во всех режимах работы посадочного радиолокатора. Задачей платы является обеспечить необходимую задержку ЗИ. После нормализации ЗИ по величине и длительности в ПФ формируются соответствующие импульсы запуска передатчиков.

Рис.3.6. Структурная схема платы синхронизации

Рассмотрим принцип формирования ЗИ в различных режимах работы радиолокатора по структурной схеме платы синхронизации (рис.3.6).

В режиме СДЦ при наличии команды ВКЛ. СДЦ, поступающей на схему И-1, импульсы ЗИ 2180 и ЗИ КОМ от УСДЦ через схему ИЛИ переведут триггер в состояние «1», выходной сигнал которого отпирает вентиль И-2 для импульсных сигналов опорного генератора (ОГ) с частотой FОП = 8 МГц. На выходе делителя на «8» будет сформирована последовательность импульсов с частотой FИ = 1 МГц, что соответствует периоду повторения ТИ = 1 мкс. Счетчик импульсов (СЧИ) на 6 разрядов и дешифратор (ДШ) на 5 состояний счетчика выполняют функцию многоотводной (на 5 отводов) цифровой линии задержки (время задержки обеспечивается с точностью до целых микросекунд). Блок аналоговых электрических линий задержки (ЭЛЗ) обеспечивает подбор необходимой задержки с точностью до десятых долей микросекунды. Сигнал 6-го разряда счетчика переводит счетчик, делитель и триггер в состояние «0», подготавливая схему к очередному циклу.

В режиме ПАСС или АКТ первоначально ЗИ с частотой FИ = 2180 Гц (ТИ = 458 мкс) или FИ = 1090 Гц (ТИ = 916 мкс) формируются на выходе дешифратора состояния 6-го и 7-го разрядов, на вход которого поступают поделенные на 7168 импульсы опорного генератора. Эти импульсы через схемы И-3 или И-4, при наличии команд включения режима ПАСС или АКТ, поступают на описанную выше схему задержки.

Временные диаграммы процесса формирования синхроимпульсов в БСФ в различных режимах работы и запроса ПРЛ показаны на рис.3.7. В режиме ПАСС индикатор запускается импульсами ИЗ ИКГ ПАСС (рис.3.7, а) с периодом ТИ ПАСС = 458 мкс на 2,7 мкс раньше запуска передатчика обзора ПД-1 (рис.3.7, б). Это необходимо для исключения прихода выходных ВС БУО на нелинейный начальный участок развертки дальности ИКГ.

В режиме АКТ период повторения импульсов запуска составляет ТИ АКТ =916 мкс, что обеспечивает однозначное определение дальности в зоне не менее 40 км. При этом в режиме АКТ с подавлением (РСП-2) используются оба передатчика ПРЛ: первым запускается (рис.3.7, в) передатчик подавления (ПД-2), формирующий радиоимпульс подавления длительностью 0,9 мкс, а через 2,4 мкс – ПД-1 (рис.3.7, г), который формирует кодовую пару импульсов длительностью 0,45 мкс каждый. Так как на декодирование запросных импульсов в самолетном ответчике и ответных сигналов ответчика в БОП необходимо дополнительное время, то для получения соответствия положения на временной оси декодированного ответного сигнала истинной дальности до самолета ИКГ запускается в АКТ режиме с задержкой на 28 мкс (рис.3.7, д).

В режиме СДЦ импульсы запуска ИЗ ПРД СДЦ (рис.3.7, з) формируются с задержкой на 2,7 мкс относительно импульсов ЗИ КОМ. (рис.3.7, е), поступающих из УСДЦ. ИЗ ИКГ СДЦ совпадают с импульсами запуска ИЗ ИКГ ПАСС (рис.3.7, ж).

В совмещенном режиме СДЦ + ПАСС передатчик и ИКГ запускаются теми же импульсами, что и в режиме СДЦ.

Плата дешифратора обеспечивает декодирование отраженного сигнала ВС АКТ, а также формирование угловых меток курса и глиссады для ИКГ, ВИСП и АС. Структурная схема ПДШ по-

Рис.3.7. Синхроимпульсы, формируемые в БСФ

казана на рис.3.8. Принцип декодирования отраженного парного сигнала в режиме с подавлением (работает и ПД-2) и без подавления одинаков. На входе ПДШ с помощью усилителя и ограничителя (УО) ВС АКТ формируется по величине. Декодирование пары ВЧ осуществляется с помощью линии задержки 1 (ЛЗ-1) с отводами на 3мкс и 5,4 мкс и схем И-1, И-2. Вторая линия задержки (ЛЗ-2) задерживает декодированный видеоимпульс на 21,2 мкс. При этом декодированный отраженный ВИ в режиме РСП-1 задерживается в итоге на 28 мкс, а в режиме РСП-2 – на 25,6 мкс, что необходимо для совмещения его с декодированным ответным сигналом во вторичном канале.

Рис.3.8. Структурная схема платы дешифратора

Принцип формирования угловых меток (УМ) одинаков. Видеосигнал угловой метки с фотомодулятора (ВС ФМ), установленного на валу вращения антенны (АГ или АК) поступает на формирователь угловых меток (ФУМ) канала курса или глиссады. Начало этого сигнала (ВС ФМ-К и ВС ФМ-Г) не соответствует началу развертки, а его длительность превышает длительность развертки. Поэтому ФУМ преобразует этот видеосигнал таким образом, что в результате на его выходе получается видеоимпульс длительностью 310 мкс, начало которого привязано к началу развертки ИКГ, а окончание – к импульсу конца масштаба (ИКМ). Длительность выходного импульса ФУМ не превышает период следования ИЗ ИКГ и обеспечивает засветку только одной линии развертки.

studfiles.net

Поймем вместе принципы работы транзистора :: SYL.ru

Транзисторы являются активными компонентами и используются повсеместно в электронных цепях в качестве усилителей и коммутационных устройств (транзисторных ключей). Как усилительные приборы они применяются в приборах высокой и низкой частоты, генераторах сигналов, модуляторах, детекторах и многих других цепях. В цифровых схемах, в импульсных блоках питания и управляемых электроприводах они служат в качестве ключей.

Биполярные транзисторы

Так называется наиболее распространенный тип транзистора. Они делятся на npn и pnp типы. Материалом для них наиболее часто является кремний или германий. Поначалу транзисторы делались из германия, но они были очень чувствительны к температуре. Кремниевые приборы гораздо более стойки к ее колебаниям и дешевле в производстве.

Различные биполярные транзисторы показаны на фото ниже. Маломощные приборы расположены в небольших пластиковых прямоугольных или металлический цилиндрических корпусах. Они имеют три вывода: для базы (Б), эмиттер (Э) и коллектор (К). Каждый из них подключен к одному из трех слоев кремния с проводимостью либо n- (ток образуют свободные электроны), либо p-типа (ток образуют так называемые положительно заряженные «дырки»), из которых и состоит структура транзистора.

Принципы работы транзистора нужно изучать, начиная с его устройства. Рассмотрим структуру npn-транзистора, которая изображена на рис.ниже.

Как видим, он содержит три слоя: два с проводимостью n-типа и один – p-типа. Тип проводимости слоев определяется степенью легирования специальными примесями различных частей кремниевого кристалла. Эмиттер n-типа очень сильно легирован, чтобы получить множество свободных электронов как основных носителей тока. Очень тонкая база p-типа слегка легирована примесями и имеет высокое сопротивление, а коллектор n- типа очень сильно легирован, чтобы придать ему низкое сопротивление.

Принципы работы транзистора

Лучшим способом познакомиться с ними является экспериментальный путь. Ниже приведена схема простой цепи. Она использует силовой транзистор для управления свечением лампочки. Вам также понадобится батарейка, небольшаю лампочка от фонарика примерно 4,5 В/0,3 А, потенциометр в виде переменного резистора (5К) и резистор 470 Ом. Эти компоненты должны быть соединены, как показано на рисунке справа от схемы.

Поверните движок потенциометра в крайнее нижнее положение. Это понизит напряжение на базе (между базой и землёй) до нуля вольт (UBE = 0). Лампа не светится, что означает отсутствие тока через транзистор.

Если теперь поворачивать рукоятку от ее нижней позиции, то UBE постепенно увеличивается. Когда оно достигает 0,6 В, ток начинает втекать в базу транзистора, и лампа начинает светиться. Когда рукоятка сдвигается дальше, напряжение UBE остается на уровне 0,6 В, но ток базы увеличивается и это увеличивает ток через цепь коллектор-эмиттер. Если рукоятка сдвинута в верхнее положение, напряжение на базе будет немного увеличено до 0,75 В, но ток значительно возрастет и лампа будет светиться ярко.

А если измерить токи транзистора?

Если мы включим амперметр между коллектором (C) и лампой (для измерения IC), другой амперметр между базой (B) и потенциометром (для измерения IB), а также вольтметр между общим проводом и базой и повторим весь эксперимент, мы сможем получить некоторые интересные данные. Когда рукоятка потенциометра находится в его низшей позиции, UBE равно 0 В, также как и токи IC и IB. Когда рукоятку сдвигают, эти значения растут до тех пор, пока лампочка не начинает светиться, когда они равны: UBE = 0.6 В, IB = 0,8 мА и IC = 36 мА.

В итоге мы получаем от этого эксперимента следующие принципы работы транзистора: при отсутствии положительного (для npn-типа) напряжения смещения на базе токи через его выводы равны нулю, а при наличии напряжения и тока базы их изменения влияют на ток в цепи коллектор - эмиттер.

Что происходит при включении питания транзистора

Во время нормальной работы, напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер, распределяется так, что потенциал базы (p-типа) приблизительно на 0,6 В выше, чем у эмиттера (n-типа). При этом к данному переходу приложено прямое напряжение, он смещен в прямом направлении и открыт для протекания тока из базы в эмиттер.

Гораздо более высокое напряжение приложено к переходу база-коллектор, причем потенциал коллектора (n-типа) оказывается более высоким, чем у базы (p-типа). Так что к переходу приложено обратное напряжение и он смещен в обратном направлении. Это приводит к образованию довольно толстого обедненного электронами слоя в коллекторе вблизи базы, когда к транзистору прикладывается напряжение питания. В результате ток через цепь коллектор-эмиттер не проходит. Распределение зарядов в зонах переходов npn-транзистора показан на рисунке ниже.

Какова роль тока базы?

Как же заставить работать наш электронный прибор? Принцип действия транзистора заключается во влиянии тока базы на состояние закрытого перехода база-коллектор. Когда переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, небольшой ток будет поступать в базу. Здесь его носителями являются положительно заряженные дырки. Они комбинируются с электронами, поступающими из эмиттера, обеспечивая ток IBE. Однако вследствие того, что эмиттер очень сильно легирован, гораздо больше электронов поступает из него в базу, чем способно соединиться с дырками. Это означает, что возникает большая концентрация электронов в базе, и большинство из них пересекает ее и попадает в обедненный электронами слой коллектора. Здесь они попадают под влияние сильного электрического поля, приложенного к переходу база-коллектор, проходят через обедненный электронами слой и основной объем коллектора к его выводу.

Изменения тока, втекающего в базу, влияют на количество привлеченных от эмиттера электронов. Таким образом, принципы работы транзистора могут быть дополнены следующим утверждением: очень небольшие изменения в базовом токе вызывают очень большие изменения в токе, протекающем от эмиттера к коллектору, т.е. происходит усиление тока.

Типы полевых транзисторов

По английски они обозначаются FETs - Field Effect Transistors, что можно перевести как «транзисторы с полевым эффектом». Хотя есть много путаницы в названиях для них, но встречаются в основном два основных их типа:

1. С управляющим pn-переходом. В англоязычной литературе они обозначаются JFET или Junction FET, что можно перевести как «переходный полевой транзистор». Иначе они именуются JUGFET или Junction Unipolar Gate FET.

2. С изолированным затвором (иначе МОП- или МДП-транзисторы). По английски они обозначаются IGFET или Insulated Gate FET.

Внешне они очень похожи на биполярные, что подтверждает фото ниже.

Устройство полевого транзистора

Все полевые транзисторы могут быть названы УНИПОЛЯРНЫМИ приборами, потому что носители заряда, которые образуют ток через них, относятся к единственному для данного транзистора типу – либо электроны, либо «дырки», но не оба одновременно. Это отличает принцип работы транзистора полевого от биполярного, в котором ток образуется одновременно обоими этими типами носителей.

Носители тока протекают в полевых транзисторах с управляющим pn-переходом по слою кремния без pn-переходов, называемому каналом, с проводимостью либо n-, либо p-типа между двумя выводами, именуемыми «истоком» и «стоком» – аналогами эмиттера и коллектора или, точнее ,катода и анода вакуумного триода. Третий вывод – затвор (аналог сетки триода) – присоединен к слою кремния с другим типом проводимости, чем у канала исток-сток. Структура такого прибора показана на рисунке ниже.

Как же работает полевой транзистор? Принцип работы его заключается в управлении поперечным сечением канала путем приложения напряжения к переходу затвор-канал. Его всегда смещают в обратном направлении, поэтому транзистор практически не потребляет тока по цепи затвора, тогда как биполярному прибору для работы нужен определенный ток базы. При изменении входного напряжения область затвора может расширяться, перекрывая канал исток-сток вплоть до полного его закрытия, управляя таким образом током стока.

www.syl.ru

Дозирующие устройства карбюратора и принцип их действия

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Главное дозирующее устройство представляет собой смесеобразующее устройство простейшего карбюратора с дополнительными корректирующими приспособлениями. Оно обеспечивает исправление характеристики простейшего карбюратора до требуемой при работе двигателя на средних нагрузках. Для этого в состав главного дозирующего устройства включается система компенсации смеси. Эта система обеспечивает постепенное обеднение смеси при переходе от малых нагрузок к средним (компенсация смеси).

Совместно с экономайзером или эконостатом главное дозирующее устройство работает при полной мощности двигателя с максимальным открытием дроссельной заслонки. При малых нагрузках главное дозирующее устройство через главный жиклер подает топливо в дозирующую систему холостого хода. Таким образом, главное дозирующее устройство карбюратора обеспечивает работу двигателя практически во всех чаще всего встречающихся режимах. Через главное дозирующее устройство расходуется наибольшее количество топлива.

В современных карбюраторах регулировка состава горючей смеси, приготовляемой главным дозирующим стройством, осуществляется преимущественно пневматическим торможением топлива. Этот способ широко применяется из-за высокого качества распыливания топлива в воздушном потоке и простоты исполнения системы компенсации смеси. Для улучшения процесса смесеобразования главное дозирующее устройство может иметь два или даже три диффузора.

Работает главное дозирующее устройство с пневматическим торможением топлива (рис. 23) следующим образом. Топливо из поплавковой камеры поступает через главный жиклер в распылитель. Распылитель соединен эмульсионным каналом с воздушным жиклером компенсационной системы. Когда двигатель не работает, топливо в поплавковой камере, распылителе и эмульсионном канале находится на одинаковом уровне. При работе двигателя в диффузоре создается разрежение и топливо начинает вытекать из распылителя. При этом уровень его в эмульсионном канале понижается. По мере открытия дроссельной заслонки разрежение в диффузоре еще больше возрастает. Это вызывает полный расход топлива из эмульсионного канала и через воздушный жиклер в трубку начинает поступать воздух. Вследствие этого уменьшается разрежение у главного жиклера, тормозится истечение топлива через распылитель и образуется эмульсия. В результате количество топлива в смеси уменьшается и смесь обедняется.

Конструктивное исполнение системы компенсации смеси в главном дозирующем устройстве может несколько отличаться по сравнению с описанной. Так, в некоторых карбюраторах эмульсионный канал делают наклонным, а не вертикальным. Это несколько повышает эффективность пневматического торможения. Кроме того, эмульсионный канал выполняют в виде трубки, расположенной в эмульсионном колодце, что повышает эмульсирование топлива.

Карбюраторы, выполненные по рассмотренной схеме главного дозирующего устройства, регулируют изменением проходных сечений главного и воздушного жиклеров. Увеличение проходного сечения воздушного жиклера способствует нарастанию коэффициента избытка воздуха, т. е. обеднению смеси, увеличение проходного сечения главного жиклера вызывает обогащение смеси. Самый выгодный состав смеси для характерных режимов работы двигателя достигается совместными действиями главного дозирующего устройства и системы холостого хода карбюратора.

Система холостого хода обеспечивает работу двигателя без нагрузки на холостом ходу, например при остановке автомобиля. Чтобы перевести двигатель на холостой ход, дроссельную заслонку закрывают и этим уменьшают количество горючей смеси, которая поступает в цилиндры. При этом разрежение в диффузоре и у устья распылителя падает, что приводит к прекращению работы главного дозирующего устройства.

Рис. 23. Схема главного дозирующего устройства с пневматическим торможением топлива:1 — поплавковая камера, 2 —воздушный жиклер, 3 — эмульсионный канал, 4 — распылитель, 5 — главный жиклер

На рис. 24 приведена схема системы холостого хода, в которую топливо поступает из главного жиклера. При малой частоте вращения коленчатого вала дроссельная заслонка закрыта и за ней образуется большое разрежение. Под действием этого разрежения топливо проходит через главный жиклер в горизонтальный канал и через топливный жиклер холостого хода попадает в эмульсионный канал. В начале эмульсионного канала установлен воздушный жиклер холостого хода, через который подается воздух в систему холостого хода. Воздух, пройдя через жиклер, смешивается с топливом и образует эмульсию, которая по эмульсионному каналу подводится к отверстиям в стенке смесительной камеры.

Точное расположение отверстий относительно дроссельной заслонки играет важную роль в образовании горючей смеси. При полностью закрытой дроссельной заслонке отверстие находится несколько ниже, а отверстие несколько выше ее края. Поэтому при работе двигателя на холостом ходу эмульсия будет поступать в зону наибольшего разрежения, т. е. под дроссельную заслонку и через отверстие. Через отверстие в эмульсионный канал примешивается воздух, уменьшающий разрежение в системе холостого хода.

Как только дроссельную заслонку приоткрывают, через отверстие эмульсия начинает поступать в смесительную камеру, тем самым не допускается переобеднение смеси в первые моменты открытия дроссельной заслонки и обеспечивается плавный переход работы двигателя с малой частоты вращения коленчатого вала при холостом ходе на режим средних нагрузок.

Количество эмульсии, поступающей под дроссельную заслонку, регулируют винтом, установленным в канале. При завертывании винта его конус уменьшает проходное сечение отверстия, изменяя состав смеси. Регулировочный винт обычно называют винтом качества смеси. Количество поступающей в цилиндры горючей смеси регулируют также винтом, при вращении которого изменяется положение дроссельной заслонки. Регулировочный винт называют винтом количества смеси.

Рис. 24. Схема системы холостого хода:1 — поплавковая камера, 2 — воздушный жиклер холостого хода, 3 — топливный жиклер холостого хода, 4 — эмульсионный канал, 5 — верхнее отверстие в стенке смесительной камеры, 6 — винт регулировки качества смеси, 7 — нижнее отверстие в стенке смесительной камеры, 8 — дроссельная заслонка, 9 — винт регулировки количества смеси, 10 — горизонтальный канал системы холостого хода, 11 — главный жиклер

В современных карбюраторах (К-88, К-126 и др.) система холостого хода работает не только в режиме холостого хода. Она играет важную роль в исправлении характеристики простейшего карбюратора на режимах средних нагрузок и полной мощности. Достигается это благодаря тему, что система холодного хода постепенно включается в работу главного дозирующего устройства по мере открытия дроссельной заслонки. При этом расход топлива через систему уменьшается.

На холостом ходу расход топлива, поступающего через систему холостого хода, составляет от 100 до 40% общего расхода топлива. С увеличением частоты вращения коленчатого вала основная масса топлива подается главным дозирующим устройством, а на долю системы холостого хода приходится не более 20%. При полностью открытой дроссельной заслонке система холостого хода подает по своим каналам воздух в главное дозирующее устройство. Благодаря такому влиянию системы холостого хода характеристика карбюратора приближается к требуемой, которая обеспечивает наиболее выгодные условия работы двигателя на всех режимах.

Рис. 25. Схема экономайзера с механическим приводом:1 — поплавковая камера, 2 — планка привода клапана экономайзера, 3 — толкатель клапана экономайзера, 4 — дроссельная заслонка, 5 — рычаг дроссельной заслонки, 6 — жиклер экономайзера, 7 — шток привода клапана экономайзера, 8 — клапан экономайзера

Читать далее: Обогатительные устройства карбюраторов

Категория: - Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Тракторный генератор
• 
  Генераторные датчики
• 
  Поршень с шатуном
• 
  Барабан лебедки
• 
  Гусек крана
• 
  Устройство башенного крана
• 
  Какие грузы запрещается поднимать краном
• 
  Устройство аварийной сигнализации
• 
  Ситроен берлинго объем багажника
• 
  Передача шестеренчатая
• 
  Углеводороды нефти