速度、转速、加速度测量.ppt

速度、转速、加速度测量 速 度 测 量 1、光束切断法 非接触式测量，测量精度较高。 3、空间滤波器法 空间滤波器件与被测物体同步运动，测定单位空间内信号的时间频率； 空间滤波器：栅板，在空间长L内有N个等距栅缝，当栅板的移动速度为v，移动距离L的时间为t0 空间频率： （单位空间长度内变化次数） 时间频率： 速度： 5、皮托管测速法 6、多普勒测速 光学多普勒效应：当光源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波频率与入射声波频率之间存在正比于物体运动速度的频率偏移，这种现象叫光学多普勒效应，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。 散射光频率和入射光频率偏移叫多普勒频移； 后向散射型多普勒测速原理 从入射光束方向看，后向散射是指接收散射光束的光电检测器位于被测物体后面。 多普勒频移为： 利用多普勒效应制成的仪器有激光多普勒测量仪、超声多普勒测量仪等，具有精度高、非接触、不扰乱流场、响应快、空间分辨率高、使用方便的特点，广泛用于流速测量、工业中钢板、铝材测量、医学中血液循环监测、医学诊断等。 7、陀螺仪测角速度（gyroscope ） 陀螺仪的基本功能是敏感角位移和角速度。在航空、航海、航天、军事以及其它一些领域中，有着十分广泛的应用。 二自由度陀螺仪 陀螺 陀螺仪 主轴 (1)陀螺力矩Mg (2)弹性力矩My (3)阻尼力矩Md (5)摩擦力矩Mf，假设为常数。 第二节 转速测量 1.数字式转速表：应用最为广泛的精密测量转速方法之一 特点：量程宽、准确度高、便于携带，输出数字信息 （1）测量原理（构成） 数字式转速传感器：把被测转速转变成电脉冲信号 电子计数电路： 测量转速 中高速采用频率法 低速采用周期法 1）频率法测转速 在电子计数器采样时间内对转速传感器输出的电脉冲信号进行计数。 利用标准时间控制计数器闸门。 当计数器的显示值为N时，被测量的转速n为 2）周期法测转速 计数时间：对被测信号进行分频来提供； 计数信号：晶体振荡器的输出脉冲； 被测量的转速n为： （2）转速传感器 把被测物体的转速转换成电脉冲信号。 2）磁电感应式转速传感器 当安装在被测转轴上的齿轮(导磁体)旋转时，其齿依次通过永久磁铁两磁极间的间隙，使磁路的磁阻和磁通发生周期性变化，从而在线圈上感应出频率和幅值均与轴转速成比例的交流电压信号u0。 闪光测速法 （1）若已知被测转速范围，则将闪光频率从略大于n的高频逐渐下降，直到第一次出现不动的频闪像，则n=f； （2）若无法预知范围，则从低频上调，直至出现多重像； 工作原理: 敏感质量块感受加速度； 产生与之成正比的惯性力F＝ma； 再通过弹性元件把惯性力转变成应变、应力，或通过压电元件把惯性力转变成电荷量； 测量应变、应力或电荷来间接测量加速度。 常用速度传感器性能与特点 z：旋转体每转一转传感器发出的电脉冲信号数； t：采样时间（s）。 k为周期倍乘数1，10，100…. 晶振周期 N为计数器计数值 Z为传感器细分数 电涡流式转速传感器 磁电感应式转速传感器 光电式转速传感器 转轴每旋转一周，光敏元件就输出数目与白条纹数目相同个电脉冲信号。 1）光电式转速传感器 随着转速下降输出电压幅值减小，当转速低到一定程度时，电压幅值将会减小到无法检测出来的程度。故这种传感器不适合于低速测量。 3）电涡流式转速传感器 2、闪光测转速法 利用人眼的视觉暂留现象（0.05s~0.2s）来测量转速。 视觉暂留：一个闪光目标，当闪动频率大于10Hz时（间隔时间小于0.1s），人眼看上去就是连续发亮的。 用一个频率连续可调的闪光灯照射被测旋转轴上的某一固定标记（如齿轮的齿，圆盘的辐条或在旋转轴上涂的黑白点），并调节闪光频率f，直到旋转轴上出现一个单定象为止，即达到n=f的条件。 若在连续两次闪光的时间间隔内，旋转轴转过整数倍时，即 n＝k0f 时，也会出现单定象。式中的k0为单定象停留的次数(1、2、3、…)。 当闪光频率比被测转速高二倍、三倍、…、m倍时，则会出现二重象、三重象以至于m重象。 f= m×n 加速度是表征物体运动本质的一个基本物理量。 可以通过测量加速度来测量物体的运动状态。例如，惯性导航系统就是通过飞行器的加速度来测量它的速度(地速)、位置、已飞过的距离等。 可以通过测量加速度来判断运动机械系统所承受的