Методы измерений на частотах ниже 20 кгц

Определение собственных частот, форм колебания и коэффициентов демпфировании. Методы измерения частоты колебаний изложены на стр. 378. Ниже рассматриваются особенности определения частот собственных колебаний и коэффициентов демпфирования. [c.383]

На практике измерение а осуществляется проще, а уровень систематических погрешностей, связанных с посторонними источниками шума, ниже, чем для Af. Один из источников систематических погрешностей, на который необходимо обратить внимание при измерении частоты методом счета циклов, состоит в том, что учитываются только полные циклы. [c.122]

Во втором методе измерений применяется радиоприемник с полосой от 0,54 до 31 Мгц. Чувствительность при таком методе (до 118 дб относительно уровня 1 мет) на несколько порядков выше, чем при методе вольтметра, а калибровка и точность определяются характеристиками приемника, и в этом отношении метод также превосходит метод вольтметра. Нагрузочное сопротивление ФЭУ и ВЧ-кабель должны быть согласованы с антенным входом приемника (обычно от 70 до 300 ом). Но это требование не очень жесткое, поскольку частоты лежат ниже 31 Meq и обычно применяется антенный триммер . Частотная шкала приемника обычно имеет точность порядка 1%. [c.86]

Мы говорили уже, как могут быть измерены скорость и поглощение звуковых волн в твёрдых телах при помощи колебаний стержня. Этот метод измерения, представляющий собой по существу метод интерферометра со стоячими волнами, может быть применён не только для звуковых, но также и для ультразвуковых частот. Кроме такого способа измерения (о нём мы ещё скажем ниже), для определения скорости и поглощения ультразвука в твёрдых, непрозрачных для света телах на высоких частотах порядка миллионов н десятков миллионов колебаний в секунду применяется также импульсный метод. С этим методом мы уже имели случаи познакомиться раньше. [c.385]

Измерения поглощения звука а в газах и жидкостях акустическими методами в области ультразвуковых частот дают возможность, согласно формуле (2.12), определить объемную вязкость г , если известна сдвиговая вязкость т (значение которой рассчитывается или находится другими, неакустическими методами) и известны параметры, соответствующие условиям измерений, т. е. со, р, с, н, входящие в формулу для а. При этом в большом числе случаев вклад н в а для газов имеет существенное значение,тогда как для неметаллических жидкостей вклад теплопроводности в значение а не так велик (примерно на порядок меньше, чем вклад от влияния I I и Ti ). Ультразвуковые измерения ti по разности измеренного а и вычисленного по значениям т и параметров эксперимента, по существу, являются единственным (косвенным) методом измерения объемной вязкости. В отсутствие релаксационных процессов (см. ниже), значение л и т] для многих простых жидкостей примерно равны. Для одноатомных газов эксп практически совпадает со значением вычисленным согласно формуле (2.13), т. е. при [c.43]

Имеется много методов для измерения частоты вихрей (Рис. 15.25). Например, термистор может быть размещен на передней поверхности плохо обтекаемого тела (Рис. 15. 25а). Термистор, нагретый протекающим через него током, чувствует вихри благодаря эффекту охлаждения при контакте с ними, что создает изменение сопротивления термистора. В другом методе вихри оказывают воздействие на луч ультразвуковой волны (Рис. 15. 256). Полученное в результате изменение амплитуды этой волны может быть зафиксировано. Еще одним вариантом такого детектора является пьезоэлектрический кристалл, смонтированный в плохо обтекаемом теле (Рис. 15. 25в). Упругая диафрагма реагирует на возмущения давления, генерируемые вихрями, и они воспринимаются пьезоэлектрическим кристаллом. Существует разновидность системы с пьезоэлектрическим датчиком, вмонтированным во второе плохо обтекаемое тело, расположенное ниже по потоку по отношению к первому (Рис. 15.24г). [c.264]

Методы измерений на частотах ниже 20 кгц [c.356]

Поскольку большинство измерений для пластических и резиноподобных материалов проведено на частотах ниже ультразвуковых, целесообразно, не вдаваясь в излишние подробности, рассмотреть некоторые из применяемых методов. [c.356]

Наиболее удобный метод определения скорости звуковых волн основан на измерении длины стоячих звуковых волн (см. ниже, 167). Эти измерения дали результаты, согласные с формулой (20.1), и показали, что скорость звуковых волн разной длины в воздухе одна и та же, т. е. что для звуковых волн в воздухе дисперсия отсутствует. Вместе с тем эти измерения подтвердили, что фазовая скорость звуковых волн совпадает со скоростью распространения отдельного продольного импульса. (Оба эти результата, как уже указывалось в 153, тесно связаны между собой.) Скорость звука в воздухе при температуре 0° равна (как и скорость отдельного импульса) 334 м/сек. Таким образом, частотам от 20 до 20 ООО гц, составляющим пределы звукового диапазона, соответствуют звуковые волны в воздухе длиной примерно от 15 м до 15 мм. [c.721]

Применение ультразвуковых методов для композиционных материалов из-за сильного затухания упругих волн возможно только при условии снижения частоты в области ниже 1 мГц. Для крупногабаритных конструкций и изделий с толщиной свыше 50—100 мм частотный диапазон в зависимости от типа материала и контролируемого параметра должен находиться в области 50—500 кГц. При контроле физико-механических характеристик для повышения точности измерений необходимы малое затухание и высокая крутизна переднего фронта упругой волны. Однако малое затухание можно получить только на низких частотах (20—200 кГц), а высокую крутизну переднего фронта — на высоких частотах. При контроле дефектов снижение частоты приводит к снижению чувствительности и разрешающей способности, увеличению длительности сигнала (мертвой зоны), а повышение частоты уменьшает диапазон контролируемых толщин. Таким образом, применение ультразвуковых методов для композиционных материалов выдвигает ряд новых требований, осуществление которых приведет к изменению методики контроля, конструкции преобразователей и принципиальных электрических схем приборов. К этим требованиям относятся [c.85]

Критерий оптимальности оценивания в случае (5.5) включает в себя только гладкие функции, поэтому шаг At может быть достаточно большим (поскольку шаг At не связан с периодом колебания измеряемых функций (5.1)) и согласования фаз измеряемых функций не требуется. Затраты машинного времени на решение задачи идентификации при этом существенно сокращаются, так как в случае (5.3) значение интеграла вычисляется один раз для всего мерного интервала а в случае (5.4) уменьшение объёма вычислений достигается за счёт применения усреднённых уравнений движения. Если количество независимых функций Hk равно числу измерений в каждый момент времени ti, то есть р = т, то точность интегрального метода будет соответствовать точности МНК. Если же это условие не выполняется и р < т, то точность интегрального метода будет ниже. Однако здесь надо учитывать следующие обстоятельства. Во-первых, есть случаи, когда не может быть обеспечена достаточная для МНК частота измерений. Например, при входе по крутой траектории в плотные слои атмосферы частота собственных колебаний тела, а следовательно и частоты колебаний измеряемых угловых скоростей и перегрузок могут достигать величин, превышающих частоту работы существующих измерительных систем. Тогда МНК, в отличие от интегрального метода, не даст сколько-нибудь достоверных результатов. Во-вторых, при р < т повышение точности оценивания по интегральному методу можно достичь путём увеличения мерного интервала t , что нельзя сделать при использовании традиционного метода, поскольку с ростом tY, увеличивается сдвиг фаз между измеренными и расчётными функциями. [c.146]

Особенностью возмущённого движения тела относительно центра масс является изменение собственной частоты колебания в процессе спуска в атмосфере. Частота колебания тела, а следовательно и частоты колебаний измеряемых угловых скоростей и перегрузок (5.15), изменяется пропорционально корню квадратному от скоростного напора. И если в начале траектории частоты колебаний невелики, то на участке траектории в окрестности точки, соответствующей максимальному скоростному напору, частоты колебаний могут достигать весьма больших величин. Чем круче траектория спуска, меньше баллистический коэффициент и больше запас статической устойчивости, тем больше частоты изменения измеряемых функций. В таких случаях получить оценку вектора состояния по МНК (5.25) весьма трудно, поскольку частота измерений должна на порядок превышать частоту колебаний самого тела. Такого ограничения не существует для интегрального метода, однако его точность ниже, чем точность метода наименьших квадратов, так как число независимых медленно меняющихся функций (5.21) в два раза меньше количества измерений в каждой точке = 1,2,...,Ж) — три против шести. [c.153]

Как мы увидим ниже, простая физическая причина этого заключается в следующем все существовавшие типы источников света представляли собой устройства, которые радиоинженеры обычно называют генераторами шума, и все тонкие и оригинальные методы оптических измерений имели дело по существу с использованием шума. Изобретение оптического мазера сразу же опрокинуло этот барьер. Это позволяет надеяться, что в будущем мы сможем управлять электромагнитными полями, генерируемыми на оптических и более высоких частотах, с той же самой точностью и с тем же разнообразием методов, которые стали обычными в радиотехнике. [c.3]

При зондировании атмосферы [91] можно выделить два типа взаимодействия молекулярное и взаимодействие с флуктуациями показателя преломления. В первом из них молекулы атмосферы взаимодействуют с волной, вызывая ее поглощение и рассеяние. Сечения поглощения и рассеяния зависят от свойств данной молекулы, частоты и свойств окружающей среды (давления, температуры). Характеристики рассеяния и поглощения диэлектрических сфер, к которым относятся частицы дымки, тумана и дождевые капли, могут быть точно вычислены на основе теории Ми. Если размер частицы мал по сравнению с длиной волны, то можно использовать формулы рэлеевского рассеяния (гл. 2). По измерениям характеристик рассеяния могут быть найдены распределение частиц по размерам и их показатель преломления. Однако при этом необходимо прибегать к методам обращения. Эти вопросы обсуждаются ниже в разд. 22.4—22.8. [c.247]

Применение резонансного ваттметрового метода при частотах ниже 1 кгц нецелесообразно из-за низкой точности измерений, связанной с относительны.м увеличением влияния активной составляющей сопротивления намагничивающей обмотки. [c.260]

Прежде чем приступить к анализу экспериментальных электрооптических коэффициентов, следует в какой-то степени познакомиться с тем, как эти данные получают. Большинство общепринятых методов определения электрооптических коэффициентов заключается в измерении изменений фазы света и интенсивностей побочных максимумов. Все изменения фазы (7.3.11) и интенсивностей в побочных максимумах (7.3.15) непосредственно связаны с соответствующими электрооптическими коэффициентами. Оба метода измерений обычно реализуются при квазиэлектростатических условиях, т. е. при частотах модуляции, которые много ниже фундаментальных частот акустических резонансов образца. При этих условиях кристалл может свободно деформироваться в соответствии с законами пьезоэлектричества и изменение напряжения в нем отслеживает модуляцию поля. Измеренный таким образом электро-оптический коэффициент обозначают через гТ , (низкочастотный ко- фициент). Если частота действующего электрического поля много выше фундаментальных частот акустических резонансов, то кристалл не деформируется и является фактически сжатым (т. е. находится при постоянном сжатии). В этом случае измеренный электро- [c.284]

Определение собственных частот, )орм колебаний и коэффициентов цемпфирования. Методы измерения астоты колебаний изложены на стр. 378. Ниже рассматриваются особенности отределения частот собственных коле-5аний и коэффициентов демпфирования. [c.383]

Метод измерения в отраженном звуковом поле требует ревербе-рационной камеры, т. е. помещения "с хорошим звукоотражением. Такая камера по сравнению с заглушенной может иметь несколько меньшие размеры (особенно при испытании крупных машин), ее конструкция проще, дешевле и удобнее в эксплуатации. Но в ре-верберационной камере чрезвычайно трудно обеспечить требуемое звукоотражение на низких частотах, поэтому измерения в ней возможны только в диапазоне частот не ниже 125 гц. Машины, обладающие шумом со значительными низкочастотными составляющими, испытывать в реверберационной камере не рекомендуется, [c.166]

Для различных рабочих мест предписываются различные нормы с уточнением способов и методов измерения для шума в -произ-водствеииых цехах различного назначения, в лабораториях и учреждениях, в жилых помещениях, в городах и т, д. Для определения норм в основном используются кривые гро мкости (рис. 2-3). Шум ведет к потере слуха при значениях выше кривой Сг 80 при частотах ниже 1 ООО Гц и при уровне громкости выше 85 дБ яри частотах выше 1 000 Гц. При значениях ниже Сг 75 шум считается не вредным, Тем е менее дая работ с психической и умственной напряжениостью уровень в 60 дБ считается беспокоящим, требуется его снижение до 30 дБ, Допустимый уровень может быть повышен, если длительность воздействия шума очень мала (рис, 2-5). [c.46]

В качестве индикатора смещения диафрагмы можно использовать различные системы. Обычно металлическая диафрагма является частью какой-либо электрической системы, в которой смещение создает индицируемые изменения. Например, диафрагма может служить одной из пластин конденсатора или частью магнитной цепи. Индикатор не обязательно должен быть отградуирован. Резонанс диафрагмы нулевого излучателя должен находиться ниже рабочего диапазона частот системы или на его нижнем крае, и, следовательно, диафрагма будет управляться массой. При ЭТОМ смещение будет обратно пропорционально квадрату частоты, скорость будет обратно пропорциональна частоте, а ускорение не будет зависеть от частоты. Поэтому индикатор ускорения был бы предпочтительнее индикатора смещения, однако статическое измерение коэффициента ВГ А. можно осуществить только с устройством, контролирующим смещение. По этой причине в установке, разработанной в 1955 г. в Лаборатории гидроакустических измерений ВМС, используется индикатор смещения, выпускаемый серийно фирмой Бентлик сайнтифик . Максимальная частота этой системы,, равная 1000 Гц, определяется чувствительностью индикатора смещения. Можно использовать комбинированную систему индикатора, состоящую из индикатора смещения для статических измерений и градуировки на инфразвуковых частотах и индикатора скорости или ускорения в диапазоне звуковых частот. Другие трудности, связанные с резонансами и уменьшением длины волны, ограничивают использование метода на частотах выше 1000 Гц. У данного метода нет низкочастотного предела в установке Лаборатории ВМС он используется в диапазоне от 0,3 до 1000 Гц. [c.62]

Преимущества использования нормальных волн особенно хорошо могут быть реализованы при измерениях в поликристаллических металлах па частотах ниже 5 Мгц. В этом диапазоне частот обычные методы определения затухания посредством наблюдения затухания последовательности импульсов, соответствующих многократным отражениям в коротком образце в форме стержня, приводят к большим ошибкам, обусловленным расхождением волнового пучка и влиянием концов образца. Между тем весьма просто сделать очень длинные образцы в форме проволок или полос, у которых поверхностные дефекты малы по сравнению с длиной упругой волны, и измерить в них затухание нормальной волны, которое в большой степени характеризует затухание звука в объеме этого материала. Например, Мейтцлер для изме- рения добротности Q алюминия марки 5052 при комнатной температуре использовал нулевую сдвиговую нормальную волну в длинной полосе длиной примерно 42 м, шириной 2,54 см и толщиной 2,54-10 см. В этом случае было показано, что материал полосы имел добротность Q для сдвиговых волн на частоте 2 Мгц по крайней мере 1-10 . Это примерно в 4—5 раз больше значения (), обычно приписываемого полпкристаллическому алюминию при комнатной температуре. [c.186]

Общей для всех рассматриваемых ниже методов измерения является задача изготовления образцов. Мы не будем описывать металлургические методы, используемые для приготовления высокочистых и ненапряженных монокристаллов. Отметим только, что обычно обработка образца производится путем распиливания нитью с кислотой или электроискровым методом и что при монтаже образца и обращении с ним важно соблюдать очень большую осторожность. Хотя на первый взгляд и кажется выгодным делать образец возможно ббльшего размера, однако на самом деле имеется ряд ограничений. Во-первых, образец должен занимать в магните область с достаточно однородным магнитным полем (допустимое изменение поля на размере образца должно быть намного меньше величины Н /Г), Во-вторых, при использовании метода модуляции поля (см. п. 3.4.2.1) увеличение линейных размеров образца, когда они превосходят глубину скин-слоя для частоты модуляции, практически не дает выигрыша. Наконец, существует общая тенденция, присущая большинству методов с увеличением размера образца уровень шума растет, а чувствительность на единицу объема падает. Какое из этих ограничений является определяющим, зависит от конкретного метода, но обычно невыгодно использовать образцы размером более нескольких миллиметров. Обычно также не используются образцы с размерами менее нескольких десятых миллит метра из-за трудности в обращении с ними. [c.119]

В последнее время получают распространение акустические методы определения содержания нерастворенного воздуха. Установлено что при озвучивании двухфазной среды коле6ан1 1ми с частотами ниже резонансных частот пузырьков скорость распространения звуковых колебаний в среде уменьшается пропорционально концентрации пузырьков воздуха. На этой основе разработан способ измерения малых концентраций диспергирован-, ного газа в жидкостях, основанный на измерении сдвига 4 зы звуковой волны при прохождении ею жидкости с пузырьками и без пузырьков. [c.134]

Наряду с ракетами и спутниками применяются наземные методы исследования, особенно важные для изучения ниж. части И. методы частичного отражения и перекрёстной модуляции, измерения поглощения кос-мич. радиоизлучения на разных частотах, исследования поля длинных и свер.здлинных радиоволн, а также метод наклонного и возвратно-наклонного зондированпя. Большое значение имеет метод обратного некогерент-ного (томпсоновского) рассеяния, основанный на принципе радиолокации. Этот метод позволяет измерять не только распределение до очень больших высот [c.212]

При заданной температуре условие = т определяет критический объем Vb частицы. Уже небольшое изменение V вблизи Vb переводит частицы из ферромагнитного в суперпарамагнитное состояние, и наоборот. Интересно отметить, что в рабочей области частот ФМР (9—35 ГГц) прямая 1/т ,.м не пересекается с показанными на рис. 140 прямыми для частиц Fe разного диаметра. Следовательно, при измерениях методом ФМР данге самые малые частицы Fe остаются ферромагнитными во всей области температур ниже точки Кюри. [c.319]

В настоящее время отсутствуют методы, которые позволили бы воспроизвести и исследовать форму петли гистерезиса при напря-жениях, ниже предела выносливости в случае высоких частот нагружения (>30—50 Гц). В связи с этим о соответствии той или иной гипотезы о форме петли гистерезиса экспериментальным данным судят по различным косвенным измерениям (затухание свободных колебаний, температура образца, форма резонансной кривой и т. п.). [c.83]

Для проведения измерений в незаглушенном помещении можно рекомендовать еще один метод, который называется методом бесконечной трубы [45]. Так как газоструйные генераторы обычно работают на частотах не ниже 3 кгц, то подобная труба без поглотителя должна иметь размеры порядка 10 м. Чтобы сократить ее длину (до 1,5—2 м) и не ухудшить при этом акустические свойства, мы использовали поролоновый поглотитель, выполненный в виде клиньев высотой 200 мм. В диапазоне частот 4— 13 кгц такой поглотитель позволяет получить в трубе бегущую волну. Для предотвращения возбуждения изгибных волн в стенках трубы эти стенки должны быть достаточно толстыми. Конструкция такого устройства более подробно описана в гл. 5. [c.29]

Так как изменение жесткости расточного резца на среднюю температуру контакта, измеренную методом естественной термопары, заметного влияния не оказывает (см. рис. 112), то уменьшение с о и повышение величины йо.п.о при снижении жесткости расточного резца ниже критической следует отнести только за счет изменения 1мплитуды и частоты колебаний режущей кромки резца. [c.179]

Преобразователи неэлектрических величин с частотным выходом являются перспективными устройствами техники измерения и управления. Это объясняется рядом объективных свойств ЧМ-снгна-лов, в частности, высокой помехозащищенностью, а также тем обстоятельством, что образцовые меры частоты (кварцевые резонаторы) имеют метрологические характеристики на несколько порядков более высокие, чем эталоны электрического напряжения. Классификация и характерные особенности каждого из подклассов частотных преобразователей приведены в [1]. Ниже рассмотрим дифференциальный преобразователь с электромагнитными резонаторами, работающий на принципе автоколебаний и являющийся логическим продолжением устройств, описанных в [2]. Там предложен способ построения двухчастотного автогенератора, на основе которого реализуются дифференциальные преобразователи индуктивного или емкостного типа. При этом общий усилительный элемент одинаковым образом воздействует на последовательно включенные в его выходную цепь резонаторы. В результате область одночастотного режима (явление захвата) зависит только от добротности резонаторов. Эта область определяет величину зоны нечувствительности преобразователя. При малых значениях добротностей резонаторов эта зона может оказаться недопустимо большой. Существенно уменьшить отмеченный недостаток возможно за счет избирательного управления резонаторами, при котором каждый из них получает энергию от усилительного элемента лишь в те моменты времени, когда на вход последнего подан сигнал обратной связи, соответствующей колебаниям данного резонатора. При этом можно использовать либо временной, либо полярный метод избирання. На рис. 1 приведена блок-схема, соответствующая полярному признаку избирания. Сигналы, получаемые на резонаторах ( 1, г), формируются в импульсы одинаковой амплитуды и разной полярности с помощью формирователей Фь Фг. Эти импульсы суммируются на входе общего усилителя У. Резонаторы включены в выходную цепь усилительного элемента через детектирующие устройства Д1, Дг. [c.38]

На протяжении всего параграфа выявляются два пути использования этих точных решений. Первый из них состоит в добавлении напряжений, связанных с точными решениями, чтобы удовлетворить граничным условиям для напряжений па дополнительных поверхностях второй — в использовании точных решений при. тех размерах и частотах, когда необходимые добавочные граничные условия удовлетворяются автоматически либо точно, либо приближенно. Однако нужно упомянуть еще об одном эффективном методе решения задач подобного типа, хотя он и не рассматривается ниже. Он состоит в разложении всех смещений при заданной геометрии в соответствующие ряды функций, ортогональных в интервале, соответствующем заданному размеру Такими рядами функций являются степени х, полиномы Лежандра и полиномы Якоби. Подобный метод использовал Эпштейн [42 У для получения резонансных частот толстых круглых пласпшЫс й Миндлин и др. [18, 29, 43, 44] для сведения дифференциальных уравнений и граничных условий в трех измерениях к бесконечным рядам более просто решаемых дифференциальных уравнений и граничных условий в двух измерениях. Эти ряды затем обрываются и иногда для получения желаемого приближения в них вводятся произвольные параметры. Работы, перечисленные в списке литературы, не являются исчерпывающими, но могут служить-в качестве практического введения к этим методам получения приближенных решений для полубесконечных цилиндров и пластинок и для резонаторов. [c.174]

Хрупкость ИЛИ пластичность многих образцов, например свободных пленок, затрудняет использование одного этого измерения в достаточном широком температурном диапазоне, т. к. растяжение пленки под грузом может влиять на результаты. Существуют два решения этой проблемы или маятник переворачивается и вес гирь уравновешивается, чтобы минимизировать силу растяжения, приложенную к образцу (показано схематически на рйс, 1 4), шш. лшф ь1ТИ-е нанос.ится на металлическую фольгу (или стеклоткань), которая образует подвеску простого маятникового устройства и выдерживает вес гири. Если использована металлическая фольга, то для определения модуля покрытия необходимо предварительно определить его для фольги. Однако для точного определения модулей серьезной проблемой является геометрический фактор, поскольку уравнение для модуля содержит разность кубов толщины покрытия с фольгой и собственно фольги [33]. Поскольку толщину часто бывает трудно определить достаточно точно и она может изменяться с температурой (в результате отверждения, потери растворителя и т. п.), это может привести к серьезным ошибкам. Менее очевидный недостаток заключается в том, что рабочая частота также изменяется с температурой (из-за изменений эластичности покрытий, которые могут быть значительными даже в армированных пленках). Эти трудности могут быть преодолены, если использовать методы, рассмотренные ниже. [c.406]

В более поздней работе Фокс и Гриффинг128111 различными методами экспериментально проверили справедливость приведенных выше формул и нашли, что обеспечиваемая ими точность не ниже точности измерений. Работая на частоте [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...