290 likes | 628 Views
Meranie fyzikálnych veličín. 2. Rýchlosť František Kundracik. Rýchlosť. Pevných telies Častíc Tekutín Prietok (množstvo) tekutín. Tachometer. Historicky prvý – odstredivý (Uhlhorn 1817). Princíp je odvodený od merania otáčok kolies, je to vlastne otáčkomer. Tachometer.
E N D
Meranie fyzikálnych veličín 2. Rýchlosť František Kundracik
Rýchlosť • Pevných telies • Častíc • Tekutín • Prietok (množstvo) tekutín
Tachometer • Historicky prvý – odstredivý (Uhlhorn 1817) Princíp je odvodený od merania otáčok kolies, je to vlastne otáčkomer
Tachometer • Mechanický prevod do prístroja, tam je malé dynamko, meria sa napätie • Na veľmi presné merania – špeciálne tachogenerátory
Tachometer • Iný princíp – počítanie impulzov od: • Mechanického kontaktu • Fotosenzora (ryska, dierka) • Magnetu + Hallovej sondy • Zapaľovacej cievky • Počítanie impulzov: • Digitálne • Analógové – napätie za monostabilným klopným obvodom • Veľmi malé otáčky – meranie periódy
Fotobunkové merače • Vhodné iba pre pravidelné telesá, najlepšie guľaté • Jednoduchá aparatúra (laserové ukazovadlá, fototranzistory, komerčný čítač) • Pomerne dobrá presnosť (pri meraní času na 0,1 mikrosekundy a rozmere telesa 1cm možno zmerať rýchlosť 1000 m/s s presnosťou 1%
Hmlová a bublinková komora • Wilson –1911 • Podchladená para, prehriata kvapalina • Vznik iónov – kondenzačné jadrá • Magnetická sila – zakrivenie dráhy • v = q.B.r/m
Rotameter • Jednoduchý princíp • Výška závisí od hustoty (druhu plynu a jeho teploty) • Iba vertikálne usporiadanie • Nepraktické elektronické odčítanie (spravidla iba min/max/optimal)
Dopplerov jav - radar • Doba medzi dvoma čelami vlnoplochy je v dôsledku pohybu zdrojaDilatácia času, pozorovateľ nameria čas: • Výsledok: • Ak: f = 10 GHz, v=10 m/s Df = 330 Hz
Ultrazvukový merač prietoku • Séria snímačov • Možno dopočítať smer rýchlosti v 3D priestore
Stroboskopické metdódy • Pohybujúci sa objekt osvetľujeme krátkymi zábleskami • Vidíme sériu obrázkov predmetu • Dve možnosti vyhodnotenia: • Zmena polohy objektu na dvoch snímkoch • U periodických pohybov docieliť statický obraz • Pozor na oversampling
Vysokorýchlostné kamery • Až cca 20000 snímkov za sekundu • Široké využite v priemysle a výskume • Pokrok nastal najmä v súvislosti s CCD • Ukážka
Femtosekundový laser • Najkratšie svetelné záblesky 1-10 fs • Vyhodnocovanie – nie zo snímkov, ale obvykle interferometrické – vyhodnotí sa interferencia dvoch balíkov v čase posunutých Možnosť sledovať až excitáciu atómov nano- femto- laserové vŕtanie
PDAParticle Dynamics Analysis (3D) • Svetlo sa láme vo viacerých smeroch • Viac detektorov • Dopplerov posun • Možnosť rekonštruovať rýchlosť v 3D priestore