Описание лабораторной работы "Исследование кривой Пашена самостоятельного разряда в воздухе", страница 6

6.  Блок регистрации электрических параметров состоит из устройства АЦП(+ЦАП), установленного в системный блок компьютера и служит для регистрации следующих параметров (рис.3.2): напряжение на выходе ВВ-источника (напряжение с делителя подается на 1-ый канал АЦП), электрический ток, протекающий между электродами (напряжение с измерительного сопротивления 5 кОм подается на 2-ой канал АЦП) и синхроимпульс, подаваемый на светодиод (подается на 3-ий канал АЦП).

7.  Компьютер со встроенной платой АЦП(+ЦАП) расположен на отдельном компьютерном столе и используется для регистрации экспериментальных данных и их дальнейшей обработки.

4. Стенд функционирует следующим образом:

На электрод в выбранном режиме подается высокое напряжение. Если напряжение выше критического, на конце иглы возникает коронный разряд, который регистрируется видеокамерами. В установке используется две видеокамеры, а программы регистрации видеоизображения позволяют работать только с одной. Используемая в этой работе плата видеозахвата Контраст USB позволяет подключить к ней сразу две (до четырех) камеры и выводить на монитор и/или записывать информация с любой из них. Выбор рабочей видеокамеры осуществляется из программы видеозахвата (подробнее об этом будет сказано ниже). 

Параллельно с регистрацией видеоизображения, используя АЦП, можно регистрировать электрические параметры (напряжение, ток, синхроимпульс). Синхроимпульс подается на светодиод (рис. 3.2) и может быть использован для синхронизации видеоизображения и электрических параметров, т.к. вспышка светодиода, при подаче на него синхроимпульса, видна всего на одном полукадре.

5. Задание на предварительную подготовку

·  Оценить напряжение, при котором возникает самостоятельный разряд в воздухе при атмосферном давлении, если радиус кривизны иглы 0,01 мм.

·  Рассчитать поле в среде Ansys для системы электродов игла-плоскость. Оценить размер чехла короны.

6. Задания на проведение работы

·  Определить напряжение возникновения самостоятельного разряда для разных давлений в диапазоне 0,1-1 атм. при положительном и отрицательном напряжении.

·  Получить вольтамперные характеристики разряда в воздухе для разных давлений в диапазоне 0,1-1 атм. при положительном и отрицательном напряжении.

·  Исследовать полученные вольтамперные характеристики, сравнить их.

·  Построить кривую Пашена для самостоятельного разряда в воздухе.

7. Порядок проведения экспериментов

1.  Подготовить установку для проведения экспериментов. Для этого:

1.1. Включить для прогрева контрольно-измерительные приборы

1.2. Включить компьютер. Подключить компьютер к лабораторной установке

1.3. Включить подсветку межэлектродного промежутка. Для этого:

1.3.1.  проверить подключение светодиода к источнику питания,

1.3.2.  подать напряжение на диод (не более 4 В),

1.3.3.  проверить, что пучок света освещает межэлектродное пространство и оба электрода. Это можно сделать невооруженным глазом.

1.4. Включить программу регистрации видеоизображения в компьютер для его дальнейшей обработки UleadDVDMovieFactory, или аналогичную.

1.5. Включить видеокамеры и провести их настройку. Для этого:

1.5.1.  используя программу регистрации видеоизображения выбрать режим CaptureVideo (Видеозахват), в пункте CaptureSetting (Установки Видеозахвата) выбрать CaptureProperties (Свойства видеозахвата) и открыть закладку EVSAdditionalOptions (Дополнительные свойства оборудования фирмы ЭВС).

1.5.2.   В верхнем ряду открывшегося окна (рис.7.1) выбирать номер видеокамеры, изображение с которой будет записано в компьютер, а в нижнем ряду выбирать номер видеокамеры, изображение с которой будет выводиться на монитор.

Рисунок 7.1. Окно для выбора рабочей видеокамеры при работе с платой видеозахвата Контраст USB.

1.5.3.  Вывести на монитор компьютера изображение с одной из камер. Проверить фокусировку камеры и установку диафрагмы. Диафрагму предварительно стоит полностью открыть и постараться сфокусировать видеокамеру на электроде-игле. Если «картинка» получается не очень четкой, можно немного уменьшить диафрагму. Эту процедуру повторить с каждой видеокамерой.