第7章 速度、转速和加速度测量PPT.ppt

主要技术指标： 量程：(±30o~±170o)/s 精度：优于±0.5o 线性度：1% 此外还有光纤陀螺、微机械振动陀螺等 第三节 转速测量 分类： 按测量原理分：模拟法、计数法和同步法； 按变换方式分：机械式、电气式、光电式和频 闪式等。 1．电子数字式转速表 是应用最广泛的精密测量转速的方法之一。 特点：量程宽、准确度高、便于携带，输出数字信 号（便于传输、处理、显示及控制） 1）频率法测转速（中、高转速） 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 n = 60N / ( z t ) z 旋转体每转一圈传感器 发出的电脉冲信号数； t 采样时间(s)。 即测在单位时间内频率信号的脉冲个数。 …. 标准时间 被测信号的脉冲 （1）测量原理 传感器( n→f ) →放大→整形→电子计数器→运算处理→显示 2）周期法测转速（低转速） 用被测周期T来控制闸门，填充时间?0 进入计数器计数N。为了提高周期测量的准确度，通过将周期信号分频，使被测量的周期得到倍乘。 故被测量的转速n为 即在一个周期内记录下基准定时脉冲个数 k 周期倍乘数1，10，100…. ?0 晶振周期 N 为计数器计数值 z 传感器细分数（每转一圈传感器 发出的电脉冲信号数） …. 周期 晶体振荡器的脉冲 （2）转速传感器 功能：是把被测转速转换成脉冲信号，并且能够推动计 数器计数。 原理：光电式、磁电式、电容式、电涡流式等。 特点：采用非接触式联接，将角位移变换为电脉冲信号； 转向判别：用位置相差90o的两个传感器的相位关系判别。 1）光电式 分类：反射式和透射式 组成：光源、调制器、光敏元件等 调制器：作用是把连续光调制成光脉冲信号，结构可以是开有均布多个缝隙(或小孔)的圆盘，或是直接在被测转轴的某一部位上涂以黑白相间的条纹。 2）磁电式 注意：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。故不适合于低速测量。 3）电涡流式 （3）数字式测速电路 放大整形 控制门 分频器 计数器 晶体振荡器 被测信号 放大整形 控制门 分频器 计数器 晶体振荡器 被测信号 频率/数字转换（中、高转速） 周期/数字转换 闸门信号 闸门信号 标准时间脉冲 标准时间 （4）数字式转速测量系统 整个测量系统除应包括转速传感器、数字化转换电路和显示器外，由于实际测量总是在一段时间内连续进行的，因此在每个测量循环开始之前，必须首先对时基电路、计数器和显示器进行清零。另外也需要使显示延长一定的时间，以便观察测量结果。故系统中还应设有完成这些功能的控制逻辑电路。 2．频闪式转速表 原理：利用人眼视觉暂留现象来测量转速。一个闪光目标，当闪动频率10Hz (短于 0.1s)时，人眼看上去就是连续发亮的。 方法：①用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，圆盘辐条等）； ②并调节闪光频率f，直到旋转轴上出现一个频闪像（单定象）为止，即达到 n=f ； ③读出闪光灯频率即为被测的转速值。 若连续两次闪光时间间隔内，旋转轴转过整数倍的因数时，即n＝k0f 时，也会出现频闪像 。式中的k0为频闪像停留的次数(1、2、3、…)。 若闪光频率比被测转速高二倍、三将、…、m倍时，则会出现二重象、三重象以至于m重象。f=m×n 被测转速（转/min） 闪光频率（闪光/min） 频闪图像 关系式 备注 0 0 被测物不动，闪光灯关闭 3000 3000 n=n0 转速与闪光频率同步，出现单定像 3000 750，1500 n=kn0 k=1,2… 转速高于闪光频率k 倍，出现单定像 3000 6000 n=n0 /m m=2 转速为闪光1/2，出现二重像 3000 9000 n=n0 /m m=3 转速为闪光频率1/3，出现三重像 闪光图像与被测转速和闪光频率的关系 第七章 速度、转速和加速度测量 本章要点： 1. 速度、转速和加速度测量的典型方法； 2. 测量系统的组成和数据处理方法。 第一节 概 述 基本概念： 速度：物体运动时单位时间内的位移增量，m/s。 （等速运动 ） 转速：物体旋转速度，转/分。实际为旋转频率的测量 （转速很小时可用角速度，rad/s） 加速度：单位时间内速度的增量。 m/s2（等加速运动） 第二节 速度的测量 速度测量的分类： 按物体运动的形式分类：线速度测量和角速度测量。 按运动速度参考基准分类：绝对速