Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 315

Стробоскоп был изобретен очень давно, но сначала это было не научнотехническое устройство, а всего лишь игрушка, конструкция которой была основана на свойствах человеческого зрения и восприятия изображения. Самый древний игрушечный стробоскоп имел в своей конструкции два диска, которые вращались на одной общей оси с помощью ручки. На одном диске были нарисованы картинки, такие как образы определенного процесса (например, ходьба). На другом диске были сделаны отверстия, расположенные радиально, для наблюдения за картинками первого диска. Оба диска были спрятаны за экран, в котором было смотровое окошко. При вращении оси диски также вращались, и картинки последовательно показывались в смотровом окошке на малое время, но все изображение сливалось в картину непрерывного движения. Цельное изображение движущегося объекта получалось из недолго видимых отдельных его изображений. Это стробоскопический эффект первого типа. Но если предмет движется периодически, то в стробоскопе возникает ощущение его неподвижности. Это стробоскопический эффект второго типа.

На стробоскопическом эффекте основывается восприятие движений в кино и телевидении. Стробоскопический эффект обеспечивают источники света с регулируемой вспышкой, такие как приборы импульсного освещения. На его основе был создан новый метод – стробирование, основанный на выделении частотного интервала с целью поиска полезных сигналов. Этот метод используется в основном в радиолокации для поиска цели, он позволяет снизить воздействие помех.

На основе стробоскопического эффекта были созданы контрольно-измерительные стробоскопические приборы, используемые в различных научно-технических и производственных областях. Действие приборов основано на периодическом движении объекта и освещении его на малое время сравнительно с движением. Это создает иллюзию неподвижности объекта. Стробоскопические приборы различаются по конструкции и способу действия и бывают механическими, электронными, осциллографическими. Механические стробоскопы имеют диски с отверстиями для наблюдения объекта и измеряют частоту его периодического движения. Этот способ дает возможность измерения угловых скоростей труднодоступных или очень малых объектов без контакта с самим объектом. Диапазоны измерения прибора составляют 300—3000 об/мин и 3000—30 000 об/мин. Электронные стробоскопы имеют в своей конструкции генератор и газоразрядную лампу. Лампа – источник световых импульсов. Генератор задает регулируемую частоту импульсов, изменяя параметры электрической схемы. Этот тип стробоскопа наиболее эффективный и широко распространен в промышленности, точность его измерений доходит до 2%. Число измеряемых им оборотов у движущихся деталей от 250 до 3200 об/мин.

Универсальный стробоскоп с питанием от батарейки используется для измерений как в помещении, так и в полевых условиях. Низкочастотные стробоскопы используются для научных опытов или обеспечения театральных светоэффектов. Частота вспышек этих приборов 1—10 Гц, 10—100 Гц.

Одни электронные стробоскопы регулируют угол зажигания у двигателя автомобиля, другие используются в медицине для диагностических целей. Точность измерений очень высока – до 0,001%.

Осциллографические стробоскопы измеряют амплитуду и длительность электрических импульсов в исследовательских целях с точностью 4%.

Дальнейшее совершенствование конструкций стробоскопов направлено на расширение применения, наблюдения в различных диапазонах излучения, увеличение измерительной способности и точности измерений.

Прибор, характеризуемый как измерительный преобразователь, состоит из натянутой струны и электромеханического преобразователя, который создает возбуждение колебания струны, трансформируя колебания в электрический сигнал. Натяжение струны обусловливает частоту колебаний струны. При этом частота пропорциональна перемещению, усилию, приложенному к исследуемому значению.

Используется для оснащения систем автоматического монтажа технологических процессов производства.

Таймер – устройство для произведения включения и выключения в четко установленное время, находящееся в зависимости от расписания соединенных с ним электрических приборов. Название произошло от английского слова timer. Основным свойством таймера считается точность работы прибора, что является наименьшим гарантированным выдерживаемым промежутком времени.

Алгоритм расписания задается в результате задействования специальной компьютерной программы, которая загружается в таймер при помощи последовательного порта.

Корпус представляет собой удлинитель с наличием розеток.

Таймер оснащается микроконтроллером, направленным на сохранение расписания определенных событий, максимальное время для включения таймера от момента загрузки не превышает 7 дней, при этом точность задания времени события определяется 1 с. В таймере также может быть предусмотрено включение автоматического питания для хранения загруженного алгоритма действия и возможности считывания точного времени без напряжения, поступающего из питающей сети, при этом от батареек потребляется ток примерно в 3 мА.

Таймеры разделяются по точности: малоточные, погрешность измерения которых составляет не более 0,1 с; точные таймеры имеют погрешность менее 0,001 с; сверхточные приборы изготавливаются с погрешностью не выше 1/106 с.

Виды таймеров: аппаратные и программируемые.

Аппаратные приборы разработаны для работы в независимом режиме относительно центрального процессора, при этом в результате срабатывания происходит отправление прерывания.

Программные таймеры функционируют при помощи создания в цикле установленного числа равных пустых действий. Прошедшее время точно устанавливается благодаря определенной частоте функционирования процессора. Недостатком программных приборов является прямая зависимость между числом интеграционных процессов цикла и типом, а также частотой процессора.

Программируемый таймер разработан для включения и выключения в заданные промежутки времени. Эти приборы подразделяются на механические и электронные.

Современные таймеры изготавливаются с пластиковым корпусом, с установленными в нем дисплеем, кнопками управления, отсеком для питания, розеткой и вилкой. Промышленные программируемые таймеры предназначены для контроля работы при изменениях подачи электроэнергии на производственных устройствах, обеспечиваются клеммами, закрепляющими сетевые провода, крепеж производится на рейке электрощита.

Тахеометр – измерительный геодезический прибор для измерения вертикальных и горизонтальных углов, расстояний и превышений. Используется для произведения тахеометрической съемки, измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов b и v, расстояний s, превышений h, которые расположены между точкой стояния и исследуемой точкой.

Подразделяются на круговые, номограммные, авторедукционные, внутрибазные. Круговые представляют собой повторительные теодолиты, оснащенные цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и нитяным дальномером. Авторедукционные измеряют превышения по вертикальной рейке и горизонтальное положение расстояний по номограмме, видимой в поле зрения трубы, и по горизонтальной рейке при взаимодействии дальномера двойного изображения. Внутрибазные тахеометры оснащаются базой при приборе, что позволяет находить горизонтальное положение расстояний непосредственно, а превышений – по измеренному углу.

Номограммный тахеометр измеряет превышения и горизонтальные положения расстояний по вертикальной рейке и номограмме, видимой в поле зрения трубы.

Тахеометрическая съемка представляет собой самую широко используемую съемку для произведения наземных топографических съемок, используемых в инженерных исследованиях объектов строительства. Отличается высокой производительностью при съемках, все измерения пространственных координат характерных точек местности осуществляются при помощи геодезического прибора теодолита тахеометра.

Тахометр со встроенным часовым механизмом используется для измерения частоты вращения любого вала, например двигателя. В случае задействования кнопки воспроизводится звук тиканья, схожий с тиканьем бомбы, и происходит подсчет оборотов вращающегося вала.

В тахометре вращение подается на большой вал, затем поступает на счетное приспособление со стрелкой в результате червячной передачи, обгонная муфта контролирует направление вращения.

При разностороннем движении вала стрелка перемещается исключительно в одном направлении. Точный замер количества оборотов (при этом учитываются неполные доли) осуществляется в результате задействования кнопки и длится в течение 5 с.