Успокоители служат для устранения вредных собственных колебаний подвижной системы прибора. Колебания могут быть вызваны ударами, вибрациями, ускорениями. Они могут возникнуть при резком изменении измеряемой величины. Эти колебания приводят к искажению показаний приборов, затрудняют эксплуатацию, могут вообще вывести прибор из строя.
Рис. 5.1 Характеристики демпферов |
Вприборах применяют следующие виды успокоителей:
Fycn= const;
Fycn = сх, – линейный успокоитель;
Fycn = сх2 – квадратичный успокоитель.
где: c – коэффициент характеризующий вид системы;
х – ускорение.
Наиболее распространенными являются успокоители с линейной характеристикой сопротивления. К ним относятся: воздушные, жидкостные и магнитоиндукционные успокоители.
Воздушные успокоители. По конструктивному исполнению различают поршневые (рис 3,а, б) и камерные (рис 3, в) демпферы. В качестве «рабочей среды» в воздушных успокоителяхвыступает воздух, вязкость которого почти не зависит от его температуры.
|
|
а) | б) |
Рис. 5.2 Воздушные демпферы |
Сопротивление движению создается при проталкивании поршнем 1 воздуха через отверстие 3 малого диаметра (рис 5.2 а) или через зазор меду стенками цилиндра 2 и поршня 1 (рис 5.2 б). Регулировку сопротивления движению можно осуществлять как закручиванием (выкручиванием) винта, так и изменения площади отверстия выполненного в крыле.
К достоинствам воздушного успокоителя можно отнести:
– простота конструкции, надежность, удобство в эксплуатации;
– коэффициент успокоения почти не зависит от изменения температуры окружающей среды.
Недостатки:
– сжимаемость воздуха ведет к нарушению режима работы успокоителя;
– изменение давления воздуха на разных высотах от уровня моря.
Рис. 5.3 Жидкостной демпфер поршневого типа |
Жидкостные успокоители (рис. 5.3).По конструкции они напоминают воздушные демпферы поршневого типа. Сопротивление движению подвижной системы создается при проталкивании поршнем 1 жидкости через специальное отверстие 3 малого диаметра, а также через зазор δ между поршнем и стенками цилиндра 2. Вместо цилиндра с поршнем может быть использована мембрана или сильфон с малым диаметром входного отверстия
Преимуществом жидкостных успокоителей является возможность получения практически любого коэффициента затухания.
Однако они имеют и недостатки:
– сложность конструкции, обеспечение герметичности демпфера;
–зависимость вязкости жидкости от изменения температуры.
Рис. 5.4 Магнитоиндукционный демпфер |
Магнитоиндукционные успокоители (рис. 7) обеспечивают строгую линейную зависимость сил торможения от скорости перемещения подвижной системы прибора. Действие магнитоиндукционных успокоителей основано на возбуждении вихревых токов в металлических деталях, перемещающихся в магнитном поле. Взаимодействие этих полей с основным магнитным полем приводит к возникновению сил, тормозящих движение деталей.
|
|
Достоинства:
+ надежность работы;
+ коэффициент затухания не зависит от изменений температуры.
+ можно регулировать коэффициент затухания, установив электромагниты и изменять величину тока питания;
+ возможность создания большого успокоения.
Недостатки:
– их относительно большие габариты и масса из-за необходимости применения магнитов с большой индукцией в зазоре;
– воздействие магнитных полей на измерительные элементы прибора.
Рис. 5.5 Фрикционный демпфер |
Фрикционные демпферы (рис. 5.5) применяют в приборах, работающих в области высоких частот. Принцип их работы основан на использовании моментов сил и сил сухого трения.
Ввиду сложности расчета таких типов устройств подбор коэффициентов ускорения в переходных процессах осуществляется эмпирическим путем в процессе настройки.