ИЗМЕРЕНИЕ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ.
(экзаменационные вопросы)
1. Случайные и систематические погрешности. Вычисление погрешностей. Метод наименьших квадратов. Запись результатов опытов.
1а. Для измерения давления с помощью тензорезисторов необходимо использовать мостовую схему. Каким образом выглядит схема импульсных измерений давления при необходимости использования длинного коаксиального кабеля для подключения к осциллографу.
2. Структурная блок-схема измерительной системы. Основные элементы измерительных схем. Осциллографы и аналого-цифровые преобразователи.
2а.Плазменный шнур удерживается с помощью магнитного поля, параллельного оси шнура, вследствие того, что поле не проникает внутрь плазмы. Оценить величину индукции магнитного поля, необходимого для удержания плазмы n = 1016 см-3, а ее температура Т = 108 К.
3. Передача импульсных сигналов коаксиальным кабелем. Переходные процессы в длинных линиях.
3а. Вдоль эвакуированной длинной цилиндрической трубы радиуса R создан стационарный аксиально-симметричный поток электронов, ускоренных при прохождении разности потенциалов U. Найти распределение концентрации электронов в зависимости от радиуса r в некотором сечении пучка, если результаты измерения магнитного поля В, как функции r в этом сечении, оказалось возможным описать выражением В = В0 (r/R)q при r < R (B0 и q > 0 – постоянные). Определить электрическое поле Е(r), предполагая, что параметры пучка не изменяются вдоль его оси.
4. Измерение магнитных полей: датчик, основанный на эффекте Фарадея, холловский датчик, индуктивный магнитный датчик.
4а. Рассчитать щель скоростной фотокамеры с вращающимся зеркалом, обеспечивающую временное разрешение 10-8 сек при фоторазвертке Z-сжатия плазменного шнура (под действием протекающего по нему тока). Размер снимаемого объекта – 48 мм (перпендикулярно оси разряда), размер кадра – 24 х 375 мм2, скорость вращения зеркала – 8000 об/сек, расстояние от зеркала до фотопленки – 250 мм. Какой максимальной длительности процесс можно сфотографировать?
5. Магнитные зонды для измерений в плазме: конструкция, расчет и калибровка.
5а. Каким образом измерить теплоту плавления вольфрама (температура плавления – 3650 К)? Предложить методику эксперимента.
6. Малоиндуктивный шунт: конструкция, тепловые и механические нагрузки, расчет и калибровка.
6а. В простейшей схеме магнитного гидродинамического генератора конденсатор с площадью пластин S и расстоянием между ними d помещен в поток проводящей жидкости с удельной проводимостью λ, движущейся с постоянной скоростью v параллельно пластинам. Конденсатор находится в магнитном поле с индукцией В, направленной перпендикулярно скорости жидкости. Какая мощность выделяется во внешней омической нагрузке с сопротивлением R,подключенной к конденсатору?
7. Пояс Роговского в режимах: дифференциальном, самоинтегрирования, с дополнительной цепочкой интегрирования. Конструкция, расчет и калибровка.
7а. Генератор импульсных напряжений Аркадьева-Маркса с числом ступеней 6, зарядным напряжением 30 кВ и емкостью в ударе 100 пФ нагружен на длинную коаксиальную волновую линию (Z = 200 Ом, с = 2 108 м/с, l = 10 м). Как измерить напряжение в конце линии, если она разомкнута?
8. Омический делитель: принцип работы; схема подключения; согласование с кабелем; паразитная емкость и индуктивность; конструкция; расчет резисторов по мощности.
8а.Сверхсильные магнитные поля получаются взрывным сжатием отрезка проводящей трубы, в которой создано начальное магнитное поле В0. Определить конечное магнитное поле и радиус трубы R, если при максимальном сжатии давление магнитного поля уравновешивается давлением 106 атм. от взрыва. Рассмотреть случай: В0 = 5 Т, начальный радиус трубы R0= 50 мм. Механическим и электрическим сопротивлением пренебречь. Предложить конструкцию индуктивного датчика для измерения этого поля, если длительность процесса сжатия составляет 10 мкс.
9. Емкостной делитель: принцип работы; схема подключения; согласование с кабелем; конструктивное исполнение.
9а. Для сообщения угловой скорости искусственному спутнику Земли можно использовать магнитное поле Земли. Найти величину угловой скорости, которую приобретает спутник при быстрой разрядке аккумуляторов емкостью Q = 5 А ч, через обмотку N =20 витков, уложенную на поверхности спутника вдоль окружности большого круга. Спутник массы m = 103 кг выполнен в виде тонкостенного шара. Магнитное поле Земли параллельно плоскости обмотки, а его индукция В = 0,5 Гс.
10. Делитель напряжения с использованием пояса Роговского.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.