传感器与检测课件cgq12第12章 机械检测技术.ppt

第十二章 机械量检测技术 概述 12.1 位移检测 12.2 速度检测 12.3 加速度检测 12.4 力和转矩检测 12.5 机械振动测量 12.6 噪声检测 12.1 位移检测 12.1.1 位移检测方法 位移的检测包括线位移和角位移的测量 位移测量包括了长度、厚度、高度、距离、镀层厚度、表面粗糙度、角度等 常用位移测量方法如下： （1）测量速度积分法 （2）回波法 （3）线位移和角位移转换法 （4）物理参数法 12.1.1 位移检测方法 （1）测量速度积分法 测量运动体的速度或加速度，经过积分或二次积分求得运动体的位移。 例如在惯性导航中，就是通过测量载体的加速度，经过二次积分而求得载体的位移。 12.1.1 位移检测方法 12.1.1 位移检测方法 12.1.1 位移检测方法 12.1.2 线位移检测 位移的传感器种类繁多，可根据位移检测范围变化的大小选用。 下面介绍几种线位移传感器。 在A、C两端接上激励电压Ui，则当电刷在输入位移驱动下移动时，B、C两端就会有电压输出Uo。设电位器为线性，长度为l，总电阻为R，电刷位移为x，相应电阻为Rx，负载电阻为RL，根据电路分压原理，电路的输出电压为： 具有较高的精度与分辨力。 测量长度范围不受限制。 抗干扰能力强。 使用寿命长，维护简单。 工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。 输出信号较弱，需要高放大倍数的前置放大器。 扩展阅读 扩展阅读 几种常用的角位移传感器 1. 旋转变压器 2．微动同步器式角位移传感器 3. 数字式角编码器 扩展阅读 12.1 位移检测 12.2 速度检测 12.3 加速度检测 12.4 力和转矩检测 12.5 机械振动测量 12.6 噪声检测 12.2 速度检测 微、积分测速法 线速度和角速度相互转换测速法 利用物理参数测速法(速度传感器法) 时间、位移计算测速法 （1）微、积分测速法 对测得的物体运动的位移信号微分可以得到物体运动速度，或对测得的物体运动的加速度信号作时间积分也可以得到速度。 例如在振动测量时，应用加速度计测得振动体的振动加速度信号，或应用振幅计测得振动体的位移信号，再经过电路进行积分或微分运算而得到振动速度。 （2）线速度和角速度相互转换测速法 线速度与角速度在同一运动体上是有固定关系的，在测量时可以采用互换的方法达到方便测量的目的。 例如测火车行驶速度时，直接测线速度不方便，可通过测量车轮的转速，换算出火车的行驶速度 （3）利用物理参数测速法(速度传感器法) 利用各种速度传感器测量与速度大小有确定关系的各种物理量来间接测量物体的运动速度，将速度信号变换为电、光等易测信号。这是最常用的一种方法。 可利用物理效应很多，如电磁感应原理、多普勒效应、流体力学、声学定律等等。 （4）时间、位移计算测速法 这种方法是根据速度的定义测量速度，即测量物体经过的距离L和经过该距离所需的时间t，来求得物体运动的平均速度。L越小，则求得的速度越接近运动物体的瞬时速度。 根据这种测量原理，在确定的距离内利用各种数学方法和相应器件可延伸出许多测速方法，如相关测速法、空间滤波器测速法等等。 12.1 位移检测 12.2 速度检测 12.3 加速度检测 12.4 力和转矩检测 12.5 机械振动测量 12.6 噪声检测 加速度测量是基于测试仪器检测质量敏感加速度产生惯性力的测量，是一种全自主的惯性测量。 加速度的计量单位为m/s2(米/秒2) 。在工程应用中常用重力加速度g=9.81m/s2作计量单位。 12.3.1 加速度测量原理 12.3.2 位移式加速度传感器 12.3.2 位移式加速度传感器 12.3.3 应变式加速度传感器 12.3.4 微机电系统加速度计 12.1 位移检测 12.2 速度检测 12.3 加速度检测 12.4 力和转矩检测 12.5 机械振动测量 12.6 噪声检测 扩展阅读 扩展阅读 12.1 位移检测 12.2 速度检测 12.3 加速度检测 12.4 力和转矩检测 12.5 机械振动测量 12.6 噪声检测 12.5.1机械振动测量概述 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.2振动的基本知识 12.5.