Sebességmérés

A sebesség mérésekor technikai eszközöket használnak az objektum sebességének meghatározásához egy bizonyos irányban vagy az űrben. Ez a cikk áttekintést nyújt a cselekvés elveiről; a gyorsulás méréséhez lásd még a gyorsulásmérést is .

A számítási módszerek meghatározzák az átlagos sebességet a figyelembe vett távolság vagy időszakaszban. Ha ez a szakasz nagyon kicsi, akkor az aktuális sebességet kb. Azok a mérési módszerek, amelyek fizikai hatásokat alkalmaznak, és nem reagálnak lassan, mérik a pillanatnyi sebességet. Ezenkívül a sebességeloszlás értékelésekor meghatározható a maximális és a minimális sebesség .

Számítási eljárások

A távolság időmérése

A fénysorompók , ultrahangos akadályok , mikrohullámú akadályok vagy egyéb kapcsolási érzékelők , az idő , hogy az objektum szüksége egy bizonyos utat mérjük . ${\ displaystyle t}$${\ displaystyle x}$

A sebesség kiszámítása . A stopper tachiméteres skálájával a sebesség szorzással könnyebben kiszámítható. Használja a modern sebességmérőben , a sportban, a közúti forgalom sebességmérésében , a naplóban (mérőeszköz) . ${\ displaystyle v}$${\ displaystyle v = {x \ t felett}$

Távolságmérés rögzített időközönként

Ha a helyzet, a távolság vagy a megtett távolság ( ) két időpontban ( és ) ismert, akkor a sebességet is kiszámítják . A helyzet GPS- szel , lézer- vagy radarimpulzusok futásidejű mérésével vagy optikailag kamerákkal mérhető. További eljárásokat lásd: Távolságmérés . Alkalmazás pl. B. a lézerfegyverrel , optikai sebességmérés hengerművekben vagy a részecskekép sebességmérése folyadékokban. ${\ displaystyle x = x_ {2} -x_ {1}}$${\ displaystyle t_ {1}}$${\ displaystyle t_ {2}}$${\ displaystyle v = {\ frac {x_ {2} -x_ {1}} {t_ {2} -t_ {1}}} = {\ frac {\ Delta x} {\ Delta t}} = {\ dot {x}} (t)}$

A gyorsulás integrálása

A sebesség lehet meghatározni a mért gyorsulás egy az integráció .

${\ displaystyle v _ {\ mathrm {end}} = v _ {\ mathrm {kezdet}} + \ int _ {0} ^ {t} a \, \ mathrm {d} t}$

Az integráció hibáit más szenzorokkal ellenőrizve lehet kiszámítani. Alkalmazás egyebek mellett a gépipar , vibráló asztalok és repülőipari (lásd inerciális navigációs rendszer )

Fizikai hatások

Elektromágneses indukció

Az indukció törvénye szerint a tekercsben lévő feszültség arányos a mágneses fluxus változásának sebességével. Ezt az elvet használják a tacho generátorok , járókerekek , mozgó tekercs eszközök és örvényáram-érzékelők .

Doppler effektus

Amikor a hang, a mikrohullámok vagy a lézersugarak visszaverődnek egy objektumból, az echo nagyobb frekvenciával rendelkezik, amikor az objektum a néző felé mozog. Ezt a Doppler-hatás miatti frekvencia-különbséget értékelik.

Néhány alkalmazás, csökkenő frekvencia szerint rendezve, a lézeres Doppler anemometria folyadékokhoz, a lézeres felületi sebességmérő a mozgó felületekhez, a Doppler radar érzékelő az odometriához és az avionikához , a csapadékradar , az orvosi ultrahangos Doppler és a meteorológiai hang .

Dinamikus nyomásmérés

A dinamikus nyomás és a statikus nyomás közötti különbséget Prandtl szondával mérjük. Az áramnak gerinctelennek kell lennie. Ekkor a következő érvényes: ${\ displaystyle p_ {dyn}}$

${\ displaystyle v = {\ sqrt {\ frac {2 \, p _ {\ mathrm {dyn}}} {\ rho}}}}$

Hol van a sűrűsége a közeg. Ezt a módszert használják a repülőgépek és a hajók sebességének, valamint a gázok és folyadékok áramlási sebességének meghatározására. ${\ displaystyle \ rho}$

Hőemisszió

Az elektromos áram által felmelegített vezetéket a körülötte áramló levegő hűti. Mérjük a huzal ellenállásának vagy hosszának változását.

Használja forró vezetékes anemométerekben , gyorsvevőkészülékekben

A repülés hangmérésének ideje

Ha egy hanghullám párhuzamosan vagy szögben terjed a folyadék sebességének irányával, annak sebessége kiszámítható az átmeneti időkből.

Használt , mint egy ultrahang átfolyási mérő vagy anemométerek , vagy sokkal kisebb frekvenciák tomográfia az óceánok .

További eljárások

• Az egyenes vonalú mozgást gyakran sebességgé alakítják, amelyet aztán megmérnek: Lásd a sebességmérést .
• Az áramlási sebesség kiértékelésével meghatározható a csövekben az áramlási sebesség és az ebből eredő erők is. lásd az áramlásmérést .
• Léteznek optikai módszerek a sebesség mérésére, ahol kiértékelik a kamerák képsorait és meghatározzák az optikai áramlást . Így z. B. Optikai egerek és hasonló alkalmazások.
• A földi navigáció viszont a tereptárgyak szögmérésével és csapágyazásával , valamint az ismert útvonalak ( futó mérföldek ) sebességmérőinek kalibrálásával működik .
• A lövedékek, a kezdősebesség határozzuk segítségével Cranz-Schardin módszerrel .

Alkalmazások

Ebben az országban

• A sebességmérőn megjelenik egy gépjármű sebessége , amely méri a sebességváltó kimeneti sebességét .
• A közúti forgalomban a Doppler-effektust leginkább a sebesség ellenőrzésére használják. Egyéb mérési módszerek a fénysorompók és a lézerpisztolyok .
• A légáramlás sebességét anemométerekkel mérjük.
• A lemezjátszó lejátszási sebességét (forgási sebességét) stroboszkóppal lehet mérni , majd beállítani.
• A sebességmérő rendszerek elterjedtek a sportban. A lehetséges felhasználási lehetőségek az autó- és motorkerékpár-versenyektől a téli sportokig, például síelésig és síugrásig terjednek . A lézerfény-korlátok áthaladása az útvonal elején, köztes pontjain és végén lehetővé teszi mind az időzítést, mind a sebesség meghatározását.
• Az ipari gyártásban a sebességet szinte minden folyamatosan működő produkcióban (pl. Hengerművek , papírgyárak ) mérőkerékkel vagy optikailag (pl. Lézeres felületi sebességmérővel ) mérik .

Öntözni

• A tengeri tudományok , a sebességmérő az úgynevezett log vagy a napló . A sebességmérő határozza meg a sebességet a vízen keresztül , a tengeri áram határozza meg a sebességet a föld felett .
• A fakitermelés többnyire hidromechanikusan vagy hidrodinamikailag működik (propeller); Mágneses és elektromos effektek is használhatók.
• A járókerék segítségével meghatározzák a vízi jármű sebességét. A járókerék egy generátort hajt, amelynek elektromos feszültsége átalakul az útra.

Levegőben

• Ismerve a sebességmérő elengedhetetlen egy repülőgép . A dinamikus nyomást a repülőgépekben használják a sebesség mérésére, v. a. a pitot-csővel . A Venturi cső (szívóhatás) jobb lassú repülőgépeknél . A variométer az emelkedési sebességet a légnyomás változásán keresztül méri .
• A sebességmérés elvégezhető a Doppler radarral , GPS- szel, vagy közvetett módon a pozícióváltással (IN, rádiónavigáció).
• A különböző magasságú szélsebességet , amely fontos a repülés tervezéséhez és a sodródáshoz , meteorológiailag vagy mikrohullámú radarral határozzák meg. Ez utóbbi többek között. az új EUMETSAT Polar System ( EPS ) időjárási műholdainál használják , amely 2006 óta egészíti ki a Meteosat rendszert.

A tudományban és a kutatásban

csillagászat

A csillagászatban a csillagok térbeli mozgása érdekes. Asztrometriásan (lassan változó csillagok helyén ) és spektroszkópiával rögzítik őket :

1. kétdimenziós megfelelő mozgás az égi gömbön (többnyire kevesebb, mint 1 "/ év).
2. skaláris radiális sebesség a látóvonal irányában (kb. 100 km / s-ig). Ez a 3 komponens együttesen adja meg a csillag térbeli sebességét a Naprendszerünkhöz képest.
3. A mozgalom a bolygórendszer a „ nap csúcsa ” a konstelláció Hercules egymásra ebben . Ezt a mozgást (kb. 30 km / s) figyelembe kell venni a Tejútrendszeri sebességmérések értékelésekor annak érdekében, hogy a mért relatív sebesség és a nap közötti tényleges galaktikus mozgást megkapjuk . A csúcselemzés további vizsgálatokat tesz lehetővé.

Azonban a térbeli mozgások a csillagok tartalmaz szisztematikus alkatrészek, főként a helyileg különböző forgási középpontja körül a Tejút (közelítőleg kör alakú, mintegy 200-250 km / s) és abban az esetben, klaszterek mozgás (csillag képződik együtt , 20–100 km / s körül).

Atomfizika

Mert részecskefizika , többek között az atommozgások mérése fontos. 1920-ban érte el először Otto Stern fizikus az ezüstatomok sebességének közvetlen méréseként .

web Linkek

Wikiszótár: sebességmérés  - jelentésmagyarázatok, szóeredetek, szinonimák, fordítások

• Az ezüstatomok sebességének mérése ( LEIFI )