- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / 1934. Mekanik /
115

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 10. Okt. 1934 - Carl-Gustaf Hård af Segerstad: Något om olika metoder för att på elektrisk väg mäta och registrera tryckförlopp i förbränningsmotorcylindrar

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

kolven med 20,27 mm diameter mot en 1/10 kolv med
6,41 mm diameter och vidare valdes en fjäder med
konstanten k = 0,35 mm/at. Till följd av den ringa
vägen äro masskrafterna mycket små. Denna
indikator erbjuder, som även är önskvärt, en direkt
proportionalitet mellan kraftverkan och membranväg
och dessutom, enär kondensatorplattorna förskjuta
sig parallellt, en bekant funktion mellan
kapacitetsändring och membranväg. Anordningen är dock
mindre lämplig enär kalibreringen och den vid
kolvens mitt anbragta kondensatorplattan torde
förorsaka en hel del svårigheter. Dessutom torde man
knappast kunna erhålla någon exakt nollinje på
grund av kolvfriktionen. Schnauffer anser dock, att
om man i stället för kolv använder sig av en
ändmembran och dessutom en vid periferien inspänd
kondensatorplatta av metallfolium, så komma
svårigheterna att i hög grad bortfalla och man skulle
erhålla ett instrument som lämpade sig för mätning
av högfrekventa svängningsfenomen.

Som vi sett av de hittills genomgångna indikeringsförfarandena,
har givarens egensvängningstal haft
ett mycket stort inflytande på noggrannheten. Den
sistnämnda har dessutom varit beroende av givarens
konstruktion m. a. p. bl. a. läget i förhållande till
förbränningsrummet. Dessutom tillkommer i stort
sett inflytandet av temperatur och hysteresisverkan.
Allt detta har givit upphov till att man slagit in på
nya vägar beträffande utförandet av givaren och vi
skola i det följande gå igenom ett par metoder, vilka
delvis lett till mycket goda resultat.

4) Den piezoelektriska metoden.

Vid mätningar av tid-tryckförloppen i en
förbränningsmotors cylindrar kommer man ofta in på ännu
delvis outforskade områden, t. e. knackningsfenomenet.
Man har lyckats påvisa, att knackningsförloppet
i en motorcylinder sammanhänger med en
brant tryckstegring, som ligger över den normala.
För att över huvud taget kunna studera ett dylikt
tryckförlopp måste man ha en mätapparatur, som
arbetar praktiskt taget tröghetsfritt. På vägen mot
en tröghetsfri indikering kunna vi urskilja ett
flertal undersökningar, vilka grunda sig på det s. k.
piezoelektriska förfarandet. Att i detalj ingå på
dessa skulle enbart detta fordra en större avhandling,
varför författaren hänvisar till medföljande
litteraturhänvisningar.

Det piezoelektriska förfarandet grundar sig på en
egenskap hos vissa kristaller, att elektriska
laddningar uppstå på dem, när de utsättas för mekaniska
påfrestningar i en bestämd genom kristallstrukturen
given riktning. Dessa elektriska laddningar
motsvara belastningsgraderna och försvinna, då
kristallerna åter avlastas. En kristallsort, som på grund
av goda mekaniska och elektriska egenskaper torde
vara ganska lämpad för detta ändamål, är kvarts.
Dess mottaglighet mot tryck är tillräcklig och
dessutom besitter den goda isolationsegenskaper.
Elasticitetsmodulen för kvarts ligger omkring 106 kg/cm2,
vilket medger att man kan mäta tryckkrafterna vid
utomordentligt korta fjädervägar. Härpå grundar
sig även det piezoelektriska förfarandets höga
egenfrekvens och tröghetsfria arbetssätt. De enheter, som
ingå i en indikator arbetande enligt denna princip
äro a) givare, b) förstärkare och c) oscillograf.

Fig. 12 visar en givare av en av de första typer, som
användes av tyskarna Kluge och Linckh vid deras
undersökningar. Tvenne kristaller äro inbyggda i
en kammare av stål, vilken kan inskruvas i motorns
cylindervägg. Tryckriktningen sammanfaller med
kristallernas elektriska axlar. Stålkammaren har en
tunn elastisk botten, vilken överför de krafter, som
skola mätas till kristallerna. Genom denna
anordning ansåg man att kristallerna voro tillräckligt
avskärmade och skyddade mot elektriska och
magnetiska störningar samt fukt och sotbildningar. Enligt

illustration placeholder

Fig. 12. Piezoelektrisk givare enl. Kluge och Linckh

(äldre typ). Q = kvartskristaller; E = mätelektrod;

p = mättryck.



fig. 12 äro kristallerna monterade ovanpå varandra
med motsatt polaritet och mellan dem är
mätelektroden insatt. Sålunda addera sig de vid
tryckpåkänningar hos kristallerna uppstående laddningarna.
Det borttagbara locket är så anordnat, att man
med hjälp av detta kan ge kristallerna lämplig
förspänning. För att i största möjliga mån erhålla
likformig trycköverföring sker detta medelst en kula.
Genom denna dubbelanordning av kristallerna ansåg
man sig hava undgått användningen av
värmemottagliga Isolationsmaterial. Kristallernas bägge
ytterelektroder äro jordade över kammaren. Mätelektroden
är avskärmad genom ett metallrör och leder till
förstärkaren. Tryckkammarens botten har en tjocklek
av 0,5 mm och en diameter av 35 mm.

Emedan bottnens styvhet är liten i förhållande till
styvheten hos övriga delar av mätkammaren, kan
man överslagsvis betrakta den undre ändan av den
av kristallerna och ståltryckelementen bestående
pelaren som fri och den övre ändan, dvs. locket, som
fast. För detta fall uppgår egenfrekvensen hos
anordningen till omkring 105 Hz.

Dessa kvartskristaller kunna anses vara praktiskt
taget fria från hysteresisverkningar, men däremot
råder det ganska skilda uppfattningar beträffande
temperaturens inverkan. Somliga kristaller uppvisa
nämligen vid temperaturändringar motsatta
laddningar, vilka utbildas på bestämda ytor och sålunda
giva upphov till ett elektriskt moment. Härmed
förstå vi vektoriell pyroelektricitet. Röntgen kunde
påvisa, att kvarts med största sannolikhet ej kan vara
pyroelektriskt. Motsägande åsikter ha Kamerlingh
Onnes och Bechmann, vilka ansågo att pyroelektriska
momentet ökar proportionellt mot absoluta
temperaturen. De sistnämndas mätningar lära
emellertid icke vara så noggranna. Även i fråga om
temperaturens inverkan på den piezoelektriska
konstanten råda olika meningar. Kamerlingh Onnes kom
fram till att ifrågavarande konstant ändrar sig
mycket litet med temperaturen, under det att försök
utförda av Andreeff, Fréedericksz och Kazarnowsky

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Fri Oct 18 15:30:54 2024 (aronsson) (diff) (history) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1934m/0117.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free