CH 7 位移的测量.ppt

* 第7章 位移的测量 Displacement Measurement 7.1 常用位移传感器 Displacement Sensor 7.2 位移测量应用实例 Examples of Displacement Measurement 返回 位移的测量 按被测量，位移的测量分为线位移测量和角位移测量。 按测量参数的特性，位移测量分为静态位移测量和动态位移测量。 （1）位移测量的分类： （2）位移测量注意问题： 测量方向与位移方向重合 位移是指物体上某一点在一定方向上的位置变动，是矢量。 如果测量方向与位移方向不重合，则测量结果仅仅反映该测量方向上的分量， 而不能真实反映需测位移的大小。 位移测量时，应当根据不同的测量对象，选择适当的测量点、测量方向和测量系统。 7.1 常用位移传感器 不牢固 牢固，使用方便，需温度补偿和高绝缘电阻输出幅值大，温度灵敏性高 ±1% 满刻度±20% ±0.1% ±2%~3% ±2%~3% ±0.5%应变 ±0.3%应变 ±0.25%应变 应变式 非粘贴式的 粘贴的 半导体的 分辨率较好，可用于静态或动态测量。机械结构不牢固 结构牢固，寿命长，但分辨率差，电噪声大 ±0.1% ±0.1% ±0.5% ±0.5% ±0.1% ±0.1% ±0.5% ±0.5% 1~300 mm 0°~360° 1~1000 mm 0~60 rad 电阻式 滑线式 线位移 角位移 变阻器 线位移 角位移 特 点 直线性 精确度 测量范围 型 式 常用位移传感器(2/4) 只宜用于微小位移 测量 测量范围较前者宽，使用方便可靠，动态性能较差 分辨率好，受到磁 场干扰时需屏蔽 分辨率好，受被测 物体材料、形状、 加工质量影响 可在1200 r/min 的 转速下工作，坚固、对温度和湿度不敏感 非线性误差与变压比和测量范围有关 ±3% 0.15%~0.1% ±0.0% 3% ±0.5% ±0.05% ±0.1% ±1% ±0.5% ±1%~3% ±0.1°~±0.7° ±1% ±0.2 mm 1.5~2 mm 300~2000 mm ±0.08~ ±75 mm ±2.5~ ±250 mm 360° 10° 60° 电感式 自感式 变气隙型 螺管型 特大型 差动变压器 涡电流式 同步机 微动同步器 旋转变压器 特 点 直线性 精确度 测量范围 型 式 常用位移传感器(3/4) 结构简单，动态特性好 0.5% ±1.5 mm 霍尔元件 模拟和数字混合测量 系统，数字显示(直线 式感应同步器的分析率 可达1 μm) 2.5μm/250 mm ±0.5 10-3~100 mm 0°~360° 感应同步器 直线式 旋转式 介电常数受环境温度、湿度变化的影响 分辨率很好，但测量范围很小，只能在小范围内近似地保持线性 ±1% ±0.005% 0.1% 10-3~100 mm 10-3~10 mm 电容式 变面积 变间距 特 点 直线性 精确度 测量范围 型 式 常用位移传感器(4/4) 测量时工作速度可达12 m/min 5 μm/1 mm ±1 10-3~10000 mm 0°~360° 磁栅 长磁栅 圆磁栅 分辨率好，可靠性高 10-6 r 10-8 r 0°~360° 0°~360° 角度编码器 接触式 光电式 模拟和数字混合测量系统，数字显示(长光栅分辨率0.1~1 μm) 3 μm/1 mm ±1 10-3~1000 mm 0°~360° 计量光栅 长光栅 圆光栅 特 点 直线性 精确度 测量范围 型 式 7.2 位移测量应用实例 1.轴位移的测量 轴位移不仅能表明机器的运行特性和状况。而且能够指示推力轴承的磨损情况以及转动部件和静止部件之间发生碰撞的可能性。 在工业现场，常用电涡流位移传感器来测量轴位移。 在位移测量中只考虑传感器中的直流电压成分。 轴位移分为相对轴位移（即轴向位置）和相对轴膨胀。 （1）相对轴位移的测量 相对轴位移 是指轴向推力轴承和导向盘之间的距离变化。 导向盘和轴承之间必须有一定的间隙以便能够形成承载油膜。 位移测量应用实例(2/21) 涡流传感器 轴 正常运转位置 停机位置 紧急报警位置 相对轴位移测量示意图