Измерение механических величин реферат

Обновлено: 04.07.2024

Для количественного описания механического движения физических тел используются величины, характеризующие пространство, время и рассматриваемое тело: длина l, время t и масса m. Длина l определяется как геометрическое расстояние между двумя точками в пространстве.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр (м).

Первоначально метр определяли как десятимиллионную долю четверти земного меридиана. Этим создатели метрической системы стремились добиться инвариантности и точной воспроизводимости системы. Эталон метра представлял собой линейку из сплава платины с 10% иридия, поперечному сечению которой для повышения изгибной жесткости при минимальном объеме металла была придана особая X-образная форма. В канавке такой линейки была продольная плоская поверхность, и метр определялся как расстояние между центрами двух штрихов, нанесенных поперек линейки на ее концах, при температуре эталона, равной 0$<>^\circ$ С. В настоящее время, ввиду возросших требований к точности измерений, метр определяется как длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды. Это определение было принято в октябре 1983 г.

Время t между двумя событиями в заданной точке пространства определяется как разность показаний часов (прибора, работа которого основывается на строго периодическом и равномерном физическом процессе).

В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения времени принята секунда (с).

Согласно современным представлениям, 1 секунда представляет собой интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0о К при отсутствии возмущения внешними полями. Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году).

Масса m тела характеризует усилие, которое надо приложить, чтобы вывести его из положения равновесия, а также усилие, с которым оно способно притягивать другие тела. Это свидетельствует о дуализме понятия массы -- как меры инертности тела и меры его гравитационных свойств. Как свидетельствуют эксперименты, гравитационная и инертная масса тела равны, по крайней мере, в пределах точности измерений. Потому, кроме специальных случаев, говорят просто о массе -- не уточняя, инертной или гравитационной.

Готовые работы на аналогичную тему

В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения массы принят килограмм.

За международный прототип килограмма принята масса цилиндра, сделанного из платино-иридиевого сплава, высотой и диаметром около 3,9 см, хранящегося в о дворце Бретейль под Парижем. Вес этой эталонной массы, равный 1 кг на уровне моря на географической широте 45$<>^\circ$, иногда называют килограмм-силой. Таким образом, ее можно использовать либо как эталон массы для абсолютной системы единиц, либо как эталон силы для технической системы единиц, в которой одной из основных единиц является единица силы. В практических измерениях 1 кг можно считать равным весу 1 л чистой воды при температуре +4оС.

В механике сплошных сред основными также являются единицы измерения термодинамической температуры и количества вещества.

Единицей измерения температуры в системе СИ служит Кельвин:

1 Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Температура является характеристикой энергии, которой обладают молекулы.

Количество вещества измеряют в молях: $\left[N\right]=Моль$

1 Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Прочие единицы измерения механических величин являются производными от основных, представляя собой их линейную комбинацию.

Производными от длины являются площадь S и объём V. Они характеризуют области пространств, соответственно, двух и трёх измерений, занимаемых протяжёнными телами.

Единицы измерения: площади -- метр квадратный, объёма -- метр кубический:

Единицей измерения скорости в СИ является метр в секунду: $\left[v\right]=м/c$

Единица измерения силы в СИ --ньютон: $\left[F\right]=Н$ $1Н=1\frac$

Такие же производные единицы измерения есть для всех других механических величин: плотности, давления, импульса, энергии, работы и т.д.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные наименования, например, единице радиан.

В технических системах измерений вместо единицы массы основной считается единица силы. Есть ряд других систем, близких к СИ, но использующих другие основные единицы. Например, в системе СГС, общепринятой до появления системы СИ, основной единицей измерения является грамм, а основной единицей длины -- сантиметр.

Название работы: Измерение механических величин

Предметная область: Физика

Описание: Это привело к необходимости измерений основных механических величин параметров турбины: осевого сдвига; относительного расширения ротора; прогиба ротора; прослушивания уплотнений ТГ; сигнализатора валоповорота; теплового расширения корпуса турбины; измерение оборотов турбины.

Дата добавления: 2014-10-01

Размер файла: 46.5 KB

Работу скачали: 36 чел.

Измерение механических величин.

Измерение механических величин в условиях АЭС имеет большое значение. Это связано с применением в технологическом процессе оборудования больших габаритов, высокой мощности, а также повышенных требований к эксплуатации оборудования. Измерение механических величин позволяет оценить техническое состояние, производительность и мощность оборудования блока, а также вести его диагностирование.

Это привело к необходимости измерений основных механических величин параметров турбины:

  • осевого сдвига;
  • относительного расширения ротора;
  • прогиба ротора;
  • прослушивания уплотнений ТГ;
  • сигнализатора валоповорота;
  • теплового расширения корпуса турбины;
  • измерение оборотов турбины;
  • а также сейсмовеличин.

ОСР - осевой сдвиг ротора;

ОРР - относительное расширение ротора;

ДОС - датчик осевого сдвига;

КД - компенсирующий датчик;

ВПУ - валоповоротное устройство;

ЦВД - цилиндр высокого давления;

ЦСД - цилиндр среднего давления;

ЦНД - цилиндр низкого давления;

БПР - бесконтактное поляризованное реле;

ПОС - положительная обратная связь;

БП - блок питания;

БВ - блок вибросмещения;

БОС - блок осевого сдвига;

БК - блок коммутационный;

Измерение механических величин.

Широкое применение в современной атомной энергетике мощных энергоблоков с использованием оборудования с большими размерами и массой, привело к необходимости производства измерений основных механических величин параметров турбины:

  1. - осевого сдвига;
  2. - относительного расширения ротора;
  3. - прогиба ротора;
  4. - теплового расширения корпуса турбины;
  5. - числа оборотов турбины;
  6. - шумов (прослушивания уплотнений ТГ);
  7. сигнализатора валоповорота;
  8. сейсмо величин.

Рассмотрим измерение механических величин на примере ТГ и ТПН.

При эксплуатации измерительных датчиков, приборов и систем используется следующая документация:

  1. "Устройство контроля осевого сдвига ротора ОСР-3". ТО и ИЭ НИ-188 ПОАТХТЗ им. С.М. Кирова 1981 г.
  2. "Устройство контроля относительного расширения ротора". ТО и ИЭ Б-595396 ТО ПО"ХТГЗ" 1986 г.
  3. "Устройство контроля прогиба ротора". ТО и ИЭ 533388 ТО ПОАТ"ХТЗ" им. Кирова 1988 г.
  4. "Устройство прослушивания уплотнений в турбине" Инстр. НИ-207, ХТГЗ им. КИРОВА 1972 г,
  5. "Сигнализатор валоповорота" Инстр. НИ-210 ХТЗ им. КИРОВА 1972 г.
  6. "Прибор вывода информации с ферродинамическим компенсатором, самопишущий, показывающий" Инстр. ПВФС 1.00.00.ТО.

Измеритель прогиба ротора ТГ.

Устройство контроля прогиба ротора предназначено для контроля тепловой деформации ротора турбины. Контроль прогиба осуществляется в режиме вращения ротора валоповоротным устройством.

  1. первичный преобразователь, которым является датчик прогиба ротора, предназначен для преобразования измеренного зазора между датчиком и ротором в изменение электрического сигнала на выходе датчика.

Датчик прогиба ротора предназначен для работы в среде, насыщенной парами турбинного масла и воде при температуре до +80 0 С.

2) вторичный прибор КСД1 предназначен для отсчета по шкале и регистрации на д/ленте величины прогиба ротора. Прибор предназначен для работы при температуре окружающего воздуха от +5 до +50 0 С и относительной влажности до 80% при t ср = +35 0 С.

  1. пределы измерения прогиба, [ мм ] 0-0,2;
  2. частота вращения ротора турбины на валопроводе, [ об/мин ] 1/7 - (1500), 4 -(3000);
  3. время прохождения указателем шкалы, [c] , не более 5;
  4. скорость движения д/ленты [ мм/ч ] 20;
  5. параметры источника питания
  1. потребляемая мощность , [BA], не более 25;
  2. срок службы датчика, [ лет ] , не менее 5;
  3. срок службы прибора, [ лет ], не менее 10;
  4. основная погрешность устройства, [%] , не более +10.

Устройство и работа изделия.

Устройство контроля прогиба ротора представляет собой следующую систему, основанную на компенсационном принципе с компенсацией небаланса в электрической цепи датчиков прогиба ротора, расположенных диаметрально противоположно возле ротора турбины.

Принцип действия датчиков основан на индуктивном методе измерения линейных перемещений с применением дифференциально-трансформаторной схемы.

Первичные обмотки датчиков Д1 и Д2 соединяются последовательно между собой и первичной обмоткой дифференциально-трансформаторного датчика прибора КСД. Они питаются от обмотки силового прибора КСД ~ 24В.

Вторичные обмотки Д1 и Д2 включаются встречно и в общую дифференциально-трансформаторную схему (рис. ).

При вращении ротора турбины валоповоротным устройством и при наличии прогиба ротора зазоры между датчиками и ротором будут периодически изменятся. Пропорционально изменению зазоров будет изменятся индуктируемое во вторичных обмотках датчиков прогиба переменное напряжение.

Т.О., каждому положению ротора, определяемого величиной зазора, соответствует определенное положение сердечника дифференциально-трансформаторного датчика и, следовательно, определенное положение кинематически связанного с ним указателя по шкале прибора.

В дифференциально-трансформаторном датчике предусмотрена третья дополнительная обмотка, предназначенная для корректировки нулевого положения сердечнока.

При вращении ротора турбины и наличии прогиба изменение зазора между ротором и датчиком Д1, после поворота ротора на 180 0 повторится на датчике Д2. Поэтому прибор отсчитывает и вычерчивает двойной размах прогиба ротора.

На турбинах, имеющих гидростатический подъем ротора, нуль шкалы прибора может несколько смещаться относительно первоначального значения. В этом случае величина прогиба ротора, определяется как половина числа делений, на которое отклоняется стрелка прибора или как половина размаха кривой на д/ленте с учетом масштаба шкалы.

Конструктивно датчик прогиба ротора (рис. ) собран на Ш-образном шихтованом сердечнике из электротехнической стали толщиной 0,2 мм. Каждый из датчиков Д1 и Д2 крепится на кронштейне и закрыт крышкой.

Для уменьшения рассеяния и потерь крышка, контейнер и корпус датчика выполнена из немагнитных и изоляционных материалов.

Катушка датчика залита эпоксидным поленауидом для защиты обмоток от вредного воздействия турбинного масла. Внешнее подключение датчика осуществляется через разъем.

Установка зазоров между датчиком и ротором турбины осуществляется перемещением датчика с помощью специальной гайки и резьбы на кронштейне. Кроме того, пазы в корпусе датчика позволяют перемещать его при установке в КАРТЕРЕ подшипника или в передней опоре турбины.

В качестве вторичного прибора применен прибор типа КСД.

Устройство контроля прогиба ротора предназначено для работы только в режиме валоповорота. После толчка турбины паром прибор должен быть выключен.

При работе турбины на ВПУ необходимо периодически 1-2 раза в смену, проверять исправность прибора КСД ("Контроль").

Эксплуатация и обслуживание устройства производится согласно ТО и ЭИ.

Эксплуатация неисправного устройства запрещается.

Сигнализатор валоповорота турбины.

Сигнализатор валоповорота турбины предназначен для сигнализации вращения ротора турбины ВПУ или паром, а также сигнализации останова ротора.

Он состоит из бесконтактного путевого переключателя типа БВК 231-24 и электроблока сигнализации.

Устройство предназначено для работы в условиях температуры окружающей среды от -10 до +50 0 С.

Питание от сети 220В ±5%, 50 Гц.

Потребляемая мощность не более 35ВА.

Бесконтактный выключатель БВК выполнен по схеме релаксационного генератора, которая содержит обмотки положительной и отрицательной обратной связи. При введении алюминиевой пластинки между обмотками ООС происходит экранирование магнитного потока и ООС уменьшается.

Когда ПОС превышает ООС, возникает генерация схемы и на нагрузке появляется напряжение, достаточное для срабатывания реле.

БВК в пластмассовом кожухе и залит эпоксидной смолой.

Ширина щели, в которой перемещается переключающий диск 10 мм.

БВК поставляется с выводом 2 и со следующей расцветкой выводов:

"н" - синий (зеленый);

БВК устанавливается в переднем стуле турбины, соединенные провода заведены в клемную коробку.

Бесконтактным переключающим элементом устройства является специальный диск из дюралюминия толщиной 4мм, с двумя лопастями шириной 1/4 окружности каждая.

Сигнализатор валоповорота представляет собой панель из гетинакса, на которой собраны элементы схемы. Для предотвращения попадания пыли и грязи панель закрывается крышкой. Внешнее присоединения осуществляются при помощи клемника.

Панель сигнализатора устанавливается в помещении БЩУ ( пан.13ПМ).

Аналогичный сигнал должен появиться на табло, если пластину не вводить в щель БВК.

Окончательная проверка работоспособноси устройства проводится во время вращения ротора ВПУ и во время его остановки.

Датчик теплового расширения корпуса турбины.

Датчик теплового расширения корпуса турбины ПЛП 12 С предназначен для индикации линейного перемещения за счет теплового расширения корпуса ЦВД.

Предел измерений 0-40 мм.

Принцип работы аналогичен принципу работы индикатора часового типа.

Механическое перемещение через передаточные шестерни подается на стрелку указателя теплового расширения.

Прибор содержит реостатный датчик, ось которого связана с осью указателя.

Сигнал с реостата поступает на прибор ИПУ, расположенный на пан. 13ПМ.

Датчик устанавливается на ЦВД на корпусе со стороны регулятора.

Датчик оборотов главной турбины предназначен для измерения индикации числа оборотов ротора турбогенератора.

Он состоит из тахогенератора ДТЭ-6Т, установленного на передке ЦВД (сторона регулятора турбины) и двух тахометров типа ИТЭ-1Т/2. Один из тахометров установлен на корпусе ЦВД, а второй на оперативной панели БЩУ (пан. 13ПА).

Тахометры соединены с тахогенератором при помощи кабелей и подключены к нему параллельно.

Для проверки тахогенератора необходимо межфазовые напряжения на его зажимах. На частоте 1500 об/мин они должны быть в пределах 10,5-12,5В.

Устройство прослушивания уплотнений подшипников турбины.

Устройство дистанционного прослушивания предназначено для контроля на слух состояний уплотнений турбины.

  1. специальных телефонных датчиков (рис. );
  2. усилителя с комутирующими переключателями кнопочного типа;
  3. динамического громкоговорителя.

Корпус датчика предохраняет капсуль от повреждений и загрязнений.

Подсоединение линии связи к датчику осуществляется через штепсельный разъем.

При установке датчиков в места с повышенной температурой применяются линейные удлинители длинной до 1700 мм, чтобы температура не превышала +50 0 С.

Усилитель состоит из блока выходных транзисторов, монтажной платы и блока питания.

Монтаж усилителя выполнен на монтажной плате из фольгированного стеклотекстолита.

Блок питания состоит из транзистора и выпрямителя, собранного на гетинаксовой плате, установленной на стойках трансформатора. Весь блок прослушивания уплотнений смонтирован на шасси, которое крепится винтами к лицевой панели.

На передней панели расположены:

  • регулятор громкости;
  • ручка для переноски прибора.

К внутренней стороне на лицевой панели крепится динамик.

Блок усилителя вставляется при помощи направляющих в корпус и соединяется линией связи при помощи разъема.

Весь электрический блок прослушивания уплотнений устанавливается на оперативной панели БЩУ, пом.14. датчик прослушивания уплотнений установлен на 1-10 подшипниках главной турбины.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

В технологических линейных измерениях наиболее часто востребованными являются следующие:

а) Толщины листовых материалов;

б) Толщины пленок (краска, влага, металл);

в) Глубина травления и гравирования;

г) Шероховатости поверхности;

з) Уровня жидкостей.

Традиционные измерения перемещений представляют собой хорошо известные линейки, нониусы и микрометрические винты. Линейки изготавливаются либо в виде жесткой конструкции, либо в виде гибкой ленты (рулетки). Измерения проводятся непосредственным сравнением размера предмета с делениями шкалы линейки. Нониус представляет собой дополнительную шкалу, нанесенную на подвижную каретку, перемещающуюся свободно вдоль линейки. Шкалы нониуса нанесены таким образом, что девять делений линейки разделены на десять равных частей.

Если проводить измерения, то имеется возможность определить размеры с точностью до 1/10 доли деления основной линейки. Для этого достаточно определить, какое деление нониуса совпадаете целым делением основной шкалы. Если, например, с делением основной шкалы совпадает первое деление нониуса, то это означает, что измеряемая длина на 1/10 часть деления основной шкалы больше того значения, у которого располагается нулевое деление нониуса. Если совпадает второе деление, то размер на 2/10 больше, и т. д.

Чаще всего используется так называемый прямой нониус, у которого цены деления на 1/10 часть меньше цены деления основной шкалы. Иногда применяют обратный нониус, у которого цена деления на 1/10 больше цены деления основной шкалы, т. е. 11 делений делятся на 10 частей. Пользоваться им следует также, как и прямым нониусом, т. е. целую часть измеряемой величины считывать с меньшего значения основной шкалы, между которыми остановился нуль нониуса, а десятые доли определять по совпадению деления шкалы нониуса с делением основной шкалы.

В некоторых измерительных инструментах, чаще всего в угломерных, применяется круговой нониус. Принципиально он ничем не отличается от линейного нониуса, только деления на нем нанесены на небольшую дуговую линейку (алиаду), свободно перемещающуюся вдоль основной шкалы (лимба).

Микрометрический винт дает возможность отсчитывать более мелкие доли деления основной шкалы, чем нониус. Микрометрический винт представляет собой тщательно изготовленный винт с шагом в 0,5 или в 1,0 мм. Головка винта представляет собой лимб, или барабан с делениями, позволяющий производить отчеты либо 1/50, либо 1/100 оборота. Таким образом, зажимая объект измерений между упорами микрометрического винта, можно измерить размеры объекта с точностью до 1/100 мм и выше, если принять во внимание возможность оценки доли деления.

Нониусом оснащены широко применяемые в измерительной практике инструменты, называемые штангенциркулями.

Микрометры изготавливают в виде скобы с цифрами, один из которых перемещается микрометрическим винтом.

Толщину листовых материалов измеряют также по поглощению светового или (β-γ активного излучения. Иногда для измерения толщин используют емкостные или индуктивные датчики.

Толщины пленок измеряют оптическими методами по отражению или поглощению света.

Большое число измерений ведется лупами или измерительными микроскопами. Принцип измерения состоит в измерении координаты какой-либо точки, путем визирования ее в микроскоп. Длину объекта находят по разности отсчета крайних точек объекта. Небольшие перемещения можно измерить окуляр-микрометром - окуляром, снабженным визирной сеткой, расположенной в фокусе окуляра. Визирная сетка может перемещаться в поле зрения окуляра микрометрическим винтом.

Перемещая сетку винтом, наводят риски на крайние точки объекта, и размеры определяют как разность отсчетов.

Повысить точность измерения длин можно путем компарирования (сравнения) длин объекта и стандартной шкалы. Если эта шкала выполнена в виде линейки, то компарируются отсчеты по этой линейке. Для повышения точности в длинномерах - компараторах (например в приборе ИЗА-2) отсчет производится с использованием линейки, нониуса и микрометрического винта. Производится это следующим образом: в один из микроскопов визируется точка объекта, координаты которой нужно определить. В другой микроскоп - измерительный - визируются деления шкалы, нанесенной на стекло. Измерительный микроскоп позволяет визировать по крайней мере два деления на стеклянной шкале. Отсчет снимается с линейки, нониуса и микрометрического винта.

В современных компараторах длин измерения проводятся сравнением размеров объекта с размером измерительной дифракционной решетки. Принцип работы такого отсчетного устройства иллюстрируется.

Измерительная решетка представляет собой пару решеток, одна из которых может быть отражательной. За прозрачной решеткой располагается источник света и фоторегистрирующее устройство, например фотодиод. Перемещая одну из решеток, нужно регистрировать число проходящих в фокусе объектива максимумов или минимумов. Сравнивая это число для крайних точек объекта, легко найти его размеры, если известен шаг решетки.

Измерительные решетки в настоящее время вытесняют визуальные компараторы. Причин этому можно назвать несколько. Самая главная - процесс измерения легко автоматизировать, т. е. нет нужды пользоваться зрительной трубой, что для массовых измерений утомительно. Вторая причина - высокая точность измерения, определяемая только периодом решетки. При этом высокая точность получается как для малых перемещений, так и для больших (порядка 1 м и более). Еще одна привлекательная черта измерительных решеток - возможность создания реверсивных механизмов и подключения компьютеров.

Измерительные решетки в линейных измерениях используются как универсальные меры, т. е. носители размера физической величины. Большинство мер в линейных измерениях подразделяются на штриховые и концевые меры. Штриховые меры - это отрезки длины между какими-либо штрихами на линейках, нониусах и микрометрических винтах. В отличие от них концевые меры - это стержни, плитки, щупы, скобы точно известного размера. Существуют также концевые меры различных классов точности - от плиток Иогансона, служащих для поверки микрометров, до грубых щупов, широко используемых в машиностроении и в общей технике.

Средства обеспечения единства измерений, исторические аспекты метрологии. Измерения механических величин. Определение вязкости, характеристика и внутреннее устройство приборов для ее измерения. Проведение контроля температуры и ее влияние на вязкость.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.12.2010
Размер файла 465,3 K

Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Изучение особенностей капиллярного, вибрационного, ротационного и ультразвукового метода вискозиметрии. Метод падающего шарика вискозиметрии. Классификация вискозиметров. Вискозиметр Брукфильда - высокоточный прибор для поточного измерения вязкости сред.

презентация [992,7 K], добавлен 20.05.2014

Понятие о физической величине как одно из общих в физике и метрологии. Единицы измерения физических величин. Нижний и верхний пределы измерений. Возможности и методы измерения физических величин. Реактивный, тензорезистивный и терморезистивный методы.

контрольная работа [301,1 K], добавлен 18.11.2013

Согласование средства измерения с объектом измерения. Влияние наблюдателя. Методы сопряжения. Влияние окружающей среды и помехи. Совершенствование методики измерения. Использование методов компенсации. Изменение формы входного сигнала или его спектра.

презентация [10,7 M], добавлен 02.08.2012

Физическая величина как свойство физического объекта, их понятия, системы и средства измерения. Понятие нефизических величин. Классификация по видам, методам, результатам измерения, условиям, определяющим точность результата. Понятие рядов измерений.

презентация [1,6 M], добавлен 26.09.2012

Причина возникновения сил вязкого трения в жидкостях. Движение твердого тела в жидкости. Определение вязкости жидкости по методу Стокса. Экспериментальная установка. Вязкость газов. Механизм возникновения внутреннего трения в газах.

лабораторная работа [61,1 K], добавлен 19.07.2007

Механизм внутреннего трения в жидкостях. Динамическая, кинематическая и условная вязкость. Типы ее модификаторов. Методы вискозиметрии: капиллярный вибрационный, ротационный, ультразвуковой и падающего шарика. Классификация и применение вискозиметров.

курсовая работа [739,1 K], добавлен 21.03.2015

Обеспечение единства измерений и основные нормативные документы в метрологии. Характеристика и сущность среднеквадратического отклонения измерения, величины случайной и систематической составляющих погрешности. Способы обработки результатов измерений.

Читайте также: