3.2. Индукционные анемометры. В индукционном анемометре

3.2. Индукционные анемометры.
В индукционном анемометре угловая скорость вращения
вертушки преобразуется в электрический ток.
Таким образом, индукционном анемометр – это генератор
электрического тока.
Ротор генератора – постоянный
магнит, укрепленный на оси
вертушки.
Статор генератора – катушки
провода.
Рис. 3.2.1. Ротор индукционного
анемометра
3.2. Индукционные анемометры.
При вращении магнита в катушках
индуцируется переменное
синусоидальное напряжение.
Большая скорость
Малая скорость
Рис. 3.2.2. Возникновение
переменного тока при
вращении магнита.
Рис. 3.2.3. Синусоидальное напряжение при
разной скорости ветра.
Его амплитуда и частота зависят от
скорости ветра.
3.2. Индукционные анемометры.
Теперь необходимо выпрямить переменный ток. Воспользуемся
двухполупериодным выпрямителем на диодах (Рис. 2.3.4).
VD1
VD2
R
VD4
VD3
C

Рис. 2.3.4. Двухполупериодный выпрямитель
с RC-фильтром.
Однако, для измерения
необходимо сгладить
пульсации тока. Это
делает RC-фильтр.
i
Пульсирующий ток

Сглаженный
ток
Рис. 2.3.5. Пульсации выпрямленного тока и их сглаживание
3.2. Индукционные анемометры.
Теперь рассмотрим всю схему индукционного анемометра (Рис.
2.3.6).
1 – чашечная вертушка,
2 – вращающаяся ось с магнитом,
L1-L2 – индукционные катушки,
1
VD1 – VD4 – двухполупериодный
выпрямитель,
2
L1
L2
RC – фильтр.
VD1
VD2
R
VD4
VD3
C

Рис. 2.3.6. Индукционный анемометр с генератором тока.
3.2. Индукционные анемометры.
Погрешности индукционного анемометра.
1 – температурная погрешность – изменение тока при
изменении температуры катушек и кабеля.
При
i
U
Rкат  Rкаб  R  RG
L2
VD2
VD4
VD3
U
R  RG
(3.2.1)
Путь уменьшения – принцип
«мухи и слона».
L1
VD1

R  Rкат.  Rкаб . :
R
C

Это приводит к уменьшению
тока, а значит, и
чувствительности прибора.
3.2. Индукционные анемометры.
2 – размагничивание постоянного магнита (старение).
i
U
R  RG
Путь уменьшения – периодическая
поверка анемометра и восстановление
тока с помощью переменного резистора
R.
L2
L1
VD1
VD2
VD4
VD3
R
C

3.2. Индукционные анемометры.
Анемометр ручной индукционный АРИ-49
1 – чашечная вертушка,
2 – вращающаяся ось с магнитом,
1
2
3 – металлическая чашка из
немагнитного металла,
5
3
4
Рис. 2.3.7. Индукционный анемометр
АРИ-49.
4 – пружина, препятствующая
повороту чашки,
5 – стрелка со шкалой.
3.2. Индукционные анемометры.
При вращении магнита в корпусе
чашки появляются вихревые токи.
Эти вихревые токи создают вторичное
магнитное поле.
1
2
5
3
4
Это поле взаимодействует с полем
магнита и тормозит магнит.
В результате чашка поворачивается
вслед за магнитом. Угол её поворота
тем больше, чем больше скорость
вращения магнита, а значит, тем
больше, чем больше скорость ветра.
Угол поворота чашки измеряется
стрелкой. Шкала проградуирована в
метрах в секунду.
3.2. Индукционные анемометры.
Рис. 2.3.8. Анемометр АРИ-49.
Анемометр АРИ-49 не является точным прибором. Его погрешность
– 0,5 +0.05V. Пороговая скорость ~ 1м/с. Он используется только
для оценки скорости ветра, в тех случаях, когда большая точность
не нужна. Его основное достоинство – простота изготовления и
измерения.
3.2. Индукционные анемометры.
Рис. 2.3.9. Измерение скорости ветра с помощью
анемометра АРИ-49.