中北大学5测试与传感技术的工程应用.pptVIP

中北大学机械工程与自动化学院 2011年3月 ;*;5.1 位移、速度、加速度测量技术;5.1 位移、速度、加速度测量技术;*;*; 5.1.1 位移测量 3. 电感式位移传感器; 5.1.1 位移的测量; 5.1.1 位移的测量 4. 电容式位移传感器; 5.1.1 位移测量 5.光电脉冲编码式位移传感器; 5.1.1 位移测量 6.电涡流式; 5.1.1 位移测量; 5.1.2 速度测量 1. 平均速度法; 5.1.2 速度测量 1. 平均速度法; 5.1.2 速度测量 2. 离心式转速计; 5.1.2 速度测量 3. 磁电式速度计; 5.1.2 速度测量 4. 光电式转速计; 5.1.3 加速度测量 1. 惯性式加速度计; 5.1.3 加速度测量 2. 应变式加速度计; 5.1.3 加速度测量 3. 压电加速度计; 5.1.3 加速度测量 3. 压电加速度计; 5.1.3 加速度测量 4. 电容式加速度计; 5.2 机械振动测试技术; 5.2.1 振动测试系统 1.压电式振动测试系统; 5.2.1 振动测试系统 2.应变式振动测试系统; 5.2.2 振动的激励方??与激振器; 1. 振动的激励方式 ①稳态正弦激励; 1. 振动的激励方式 ②瞬态激励; 1. 振动的激励方式 ②瞬态激励; 1. 振动的激励方式 ②瞬态激励; 1. 振动的激励方式 ②瞬态激励; 2.激振器 ①电动式激振器; 2.激振器 ②电磁式激振器; 2.激振器 ③电液式激振器; 2.激振器 ③电液式激振器;现代振动测量中，电测法使用最普遍，技术最成熟。测试时，先用测振传感器检测振动的位移或速度、加速度信号并转换为电量。传感器是测试系统的核心组成部分。 激光具有波长稳定、能量集中、准直性好的优点，因此，激光测振技术已得到开发，并应用于某些特定情况下的测振。 机械式振动测量法，由于响应慢、测量范围有限而很少使用。;测振传感器的分类： ①按测振参数分：位移、速度、加速度传感器。 ②按传感器与被测物位置关系分： 接触式有电阻应变式、电感式、压电式、磁电式； 非接触式有电容式、电涡流式和光学式等。 ③按测试参考坐标分：相对式、绝对式。 ;①相对式测振传感器 传感器壳体固定在相对静止的物体上，以大地为参考基准，活动的顶杆用弹簧以一定的初压力压紧在振动物体上，顶杆跟随被测振动件一起运动，和测杆相连的变换器将此振动量变为电信号，测量物体相对于大地的振动。 相对式传感器只能在一定的频率和振幅范围内工作。 电感式位移传感器、磁电式速度传感器、电涡流式位移传感器等都属于相对式测振传感器。;②绝对式测振传感器 可简化为图示的力学模型。传感器壳体紧固在被测振动件上，并同被测件一起振动，传感器内惯性系统受被测振动件运动的激励，产生同频率的受迫振动响应。 ;③惯性式位移传感器的正确响应条件 要使惯性式位移传感器 输出位移 能正确地反映 被测振动的位移量 ，则 必须满足下列条件： ω=（3~5）ωn ξ = 0.6~0.7 ;④惯性式加速度传感器的正确响应条件 要使惯性式位移传 感器输出量能正确 地反映被测振动的 加速度 ，必须满足 下列条件： ω=10-1ωn ξ = 0.6~0.7 ;⑤ 加速度计安装方式 共振频率与固定方式有关；钢螺栓固定31kHz；加云母垫片28kHz；永久磁铁7kHz；手持2kHz。 ;⑥压电晶体阻抗头 用于激振试验，装在激振器与试件之间，同时测量激振点的力与加速度。 ;频响函数的测量;1. 幅值 振动强度的标志，用峰值、有效值、平均值等表示。 2. 频率 通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。 3. 相位 利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。 研究振动对机加工精度的影响时，测量振动位移；研究振动引起的声辐射时，测量振动速度； 考虑机械损伤时，则主要测量振动加速度。 ;振动测量系统;1. 金属切削机床的振动试验 国家标准及相应规范：以下项目为评定机床等级的主要指标。 ①绝对振动及相对振动试验 例如：外圆磨床，要求测试空运转时砂轮架及头架沿水平方向的绝对振动速度；砂轮架及头架间沿水平方向的相对振动位移峰-峰值。 可分别使用压电晶体加速度计和电涡流位移计。 ;1. 金属切削机床的振动试验 国家标准及相应规范：以下项目为评定机床等级的主要指标。 ②激振试验 例如：对车床主轴，在夹持轴状零件的悬置端，作激振试验，如图(a)所示。获得机床主轴在激振点的动柔度曲线；;1. 金属切削机床的振动试验 ②激振试验 例如：在卧式铣床主轴与工作台间进