- Thănh phần của khí thí nghiệm `
Hình 8.23 Sơ đồ nguyín lí thiết bị chỉ bằng điện:
8.3.3.1. Nguyín lí lăm việc Trong câc động cơ kiểu piston
người ta luôn cố gắng tăng công suất
vă giảm trọng lượng của động cơ
bằng câch tăng số vòng quay. Thiết
bị chỉ bằng cơ khí ngăy nay chẳng những không đâp ứng được việc những không đâp ứng được việc nghiín cứu trong lĩnh vực động cơ
đốt trong mă ngay cả trong mây hơi nước nó cũng không thoả mên đầy
đủ câc yíu cầu của việc nghiín cứu. Hình 8.22. Thiết bị chỉ khí điện cơ có ống đăn hồi.
Để vẽ đồ thị công của động cơ đốt
trong, đặc biệt với động cơ hai kỳ, ngay ở số vòng quay nhỏ cũng lă việc lăm vô cùng khó. Thiết bị chỉ khí điện cơ không thoả mên đđy đủ câc yíu cầu của việc nghiín cứu vì nó không cho được đồ thị của câc chu trình công tâc riíng biệt. Để thoả mên yíu cầu năy người ta đê phât triển thiết bị chỉ bằng điện.
Thiết bị chỉ bằng điện lă một tổ hợp của nhiều bộ phận khâc nhau dựa trín nguyín lí lă biến một đại lượng không điện thănh một đại lượng điện. Đại lượng điện năy thường lă rất bĩ. Vì vậy muốn sử dụng được nó người ta phải điều chỉnh nó để có năng lượng điện mạnh hơn tức lă phải qua một bộ phận khuếch
đại. Sau đó năng lượng năy được đưa văo 3 l + .-
một thiết bị gọi lă đao động kí (oxylograph). ? ~1~— ———.- c8
Ở thiết bị năy người ta có thể quan sât N _rT— _
hoặc chụp ảnh quâ trình trín. Ở thiết bị chỉ = £ bằng cơ khí tất cả câc bộ phận đều được _‡ |
tạo thănh một khối gắn liền với vị trí đo âp 4 l suất. Ngược lại ở thiết bị chỉ bằng điện câc
bộ phận được tâch riíng biệt vă được nối với nhau bằng câc dđy dẫn, chỉ có đầu cảm tức lă bộ phận trực tiếp thu nhận âp suất được lắp trực tiếp với vị trí đo. Sơ đồ nguyín lí của cả liín hợp được chỉ ra ở
Hình 8.23. Sơ đồ nguyín lí thiết bị chỉ bằng điện: thiết bị chỉ bằng điện:
hình 8.23.
Nguồn điện cung cấp cho loại thiết bị năy yíu cầu phải ổn định. Đặc biệt câc
240
1- xilanh động cơ đốt trong; 2- đầu cảm;
3- dđy dẫn; 4- khuếch đại; 5- nguồn điện;
thiết bị năy rất nhạy cảm với rung động vă nhiễu, vì vậy muốn có một đồ thị chính xâc yíu cầu phải điều chỉnh thật cẩn thận, đúng đắn.
8.3.3.2. Nguyín lí của phần cảm
Phần đầu cảm của thiết bị chỉ bằng điện lăm nhiệm vụ biến đổi câc đại lượng không
điện thănh đại lượng điện. Ở chương 2 câc khâi niệm năy đê được níu lín. Ở đđy thống kí lại câc loại đầu cảm hiện nay được sử dụng để đo âp suất, lực trong thực tế.
Ở hình 8.24 biểu diễn đầu cảm điện dung hoặc điện cảm. Ở đđy dưới tâc dụng của lực
(âp suất) lăm cho măng bị biến dạng do đó khe hở không khí thay đổi. Độ lớn của khe hở
ảnh hưởng trị số lớn năy được đo hoặc ghi lại tương ứng với âp suất.
Loại đầu cảm thứ hai dựa trín nguyín tắc biến dạng của vật liệu. Dưới tâc dụng của
lực (âp suất) lăm cho vật liệu bị biến dạng vă dẫn đến sự thay đổi câc đại lượng điện tâc
dụng lín nó, biểu diễn ở hình 8.25.
#1 ị “ở ¬+
——:. : tỊ tia
ø) Đ ° «
Hình 8.24. Đầu cảm điện dung Hình 8.25. Sơ đô nguyín lí của câi đầu
vă điện cảm. cảm dựa văo tính đăn hồi của vật liệu.
Hình 8.25a chỉ ra cơ cấu điện từ. Dưới tâc dụng của âp suất, tính chất sắt từ của lõi thay đổi vă do đó điện trở của dòng điện xoay chiều thay đổi. Đó chính lă độ lớn để đo âp suất.
Ở hình 8.25b lă sơ đồ nguyín lí của đầu cảm điện trở bằng than. Điện trở của cột than
phụ thuộc văo tải trọng. Việc đo điện trở được thực hiện nhờ có cầu Watson mă không cần có bộ khuếch đại.
Loại đầu cảm âp suất sinh điện cũng đê được trình băy ở chương 2.
Trong những năm gần đđy, loại điện cảm biến dạng được sử dụng rộng rêi, nguyín lí kết cấu được biểu diễn ở hình 8.25d. Thực ra nguyín lí của đầu cảm năy cũng dựa văo
nguyín lí điện trở. Sợi dđy đo có thể được dân lín một bề mặt cong vă nó cũng biến dạng
với mặt cong năy nín điện trở của nó thay đổi. Lợi dụng nguyín tắc năy người ta có thể đo âp suất của quâ trình phun nhiín liệu trong động cơ diesel bằng câch dân trực tiếp trín bề mặt của ống dẫn nhiín liệu một sợi dđy điện trở. Tất nhiín phải chú ý bảo vệ dđy điện trở trước tâc dụng của nhiệt vì khi nhiệt độ thay đổi lăm cho điện trở của dđy cũng thay đổi theo.
8.3.3.3. Oxylograph (dao động kí)
Quâ trình biến thiín về điện sau khi được khuếch đại sẽ được hiện lín ở thiết bị gọi lă
oxylograph, hình 8.26.
Hình 8.26. Sơ đồ nguyín lí của oxylograph tâm đường.
Bộ phận tiếp nhận tín hiệu của đầu cảm ở loại oxylograph tỉa sâng lă cuộn dđy đo. Cuộn dđy có tâc dụng như một điện thế kế. Để giữ cho khối lượng vận động nhỏ, nó lă một
vòng dđy được căng trong tù trường vĩnh cửu. Khi cho văo cuộn dđy một dòng điện thay đổi, cuộn dđy sẽ quay đi một góc năo đó trong từ trường để nó đạt được vị trí cđn bằng. Để trânh
sự hư hỏng do góc quay quâ lớn người ta phải hạn chế cường độ dòng điện đưa văo cuộn dđy. Trín cuộn dđy có gắn một chiếc gương rất nhỏ có diện tích khoảng văi mmŸ.
Khi vị trí của cuộn dđy thay đổi lăm cho gương cũng quay đi một góc tương ứng. Một chùm tỉa sâng sẽ được gương năy phản chiếu trở lại. Như vậy sự dao động của dòng điện được biến thănh sự chuyển động của chùm tia. Để có thể quan sât được sự dao động của chùm tỉa người ta còn thể hiện nó phụ thuộc văo thời gian. Số vòng quay của gương đa giâc lă có thể điều chỉnh được để bảo đảm cho tần số của đồ thị bằng tần số của quâ trình do. Ỏ tấm kính mờ quâ trình biến thiín của đại lượng điện được quan sât dưới dạng đồ thị âp suất
phụ thuộc văo thời gian. Tỷ lệ xích thời gian thường được chọn bởi một bộ dao động đặc biệt có tần số bình thường lă 500 Hz.
Một phần của chùm tỉa được đưa ra từ tấm kính trín khung dđy đi qua một hệ thống ống kính vă tâc dụng lín giấy ảnh (hoặc phim). Ở đđy trục thời gian được quyết định bởi tốc độ của cuộn giấy ảnh. Giấy ảnh hoặc phim được cuộn trong một hộp kín không có ânh sâng lọt văo. Người ta có thể cho hiện hình qua phương phâp trâng ảnh, phim trong câc buồng tối. 242
Song hiện nay người ta sử dụng câc loại giấy ảnh cho phĩp ghi trực tiếp không cần qua trâng. Ở phương phâp năy có loại giấy ảnh đặc biệt vă yíu cầu cường độ tỉa sâng lớn hơn.
Loại oxylograph năy có ưu việt lă người ta có thể ghi vă quan sât nhiều quâ trình cùng
một lúc. Ở hình 8.27 chỉ ra sơ đồ nguyín lí của oxylograph 8 đường. Nguồn sâng cho toăn
bộ oxylograf lă một đỉn thuỷ ngđn có âp suất cao. Một hệ thống thấu kính để lâi câc chùm tia văo mỗi một cuộn dđy đo. Thực ra việc thực hiện quâ trình đo ở đđy không phải lă không có quân tính vì câc chỉ tiết của oxylograph đặc biệt lă khung dđy, gương có một khối lượng nhất định vă lực do biến dạng đăn hồi gđy ra một hệ dao động. Ở câc thiết bị chỉ cơ khí
không có biện phâp giảm chấn, trâi lại ở đđy trong cuộn dđy đo người ta cho văo chất lỏng để giảm rung động của khung dđy. Chất lỏng thường được dùng dầu glyxerin, silikon, ... Chất lỏng bao bọc xung quanh khung dđy vă gương, khi hệ thống năy lắc lư thì nó cùng chuyển động. Khối lượng được tăng lín, do đó tần số riíng khi chuyển động trong không khí được giảm đi rất nhiều trong chất lỏng giảm chấn.