Meranie fyzikálnych veličín

2. RýchlosťFrantišek 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)

Plynomer

Pitotova trubica, rozdiel tlakov

CTAConstant Temperature Anemometry

                                                                  

Diferential Temperature Anemometry

Dopplerov jav - radar Doba medzi dvoma čelami vlnoplochy je v

dôsledku pohybu zdroja

Dilatácia času, pozorovateľ nameria čas:

Výsledok:

Ak:

f = 10 GHz, v=10 m/s

f = 330 Hz

Ultrazvukový merač prietoku

                                                                                                                                                                                   

                                                                                                                                                                                                                    

Ultrazvukový merač prietoku

                                                                                                                                        

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

nano- femto-

laserové vŕtanie

Možnosť sledovať až excitáciu atómov

PIVParticle Image Velocimetry

                                                                                                                                                               

PIVParticle Image Velocimetry

                                                                   

                                                                                        

PDAParticle Dynamics Analysis (3D)

                                                               

PDAParticle Dynamics Analysis (3D)

Svetlo sa láme vo viacerých smeroch

Viac detektorov Dopplerov posun Možnosť

rekonštruovať rýchlosť v 3D priestore

                                                   

LIFLaser induced fluorescence

                                                                  

LIFLaser induced fluorescence