工程测试技术第六部分典型物理量测量方案设计hjy.pptx

典型物理量测量方案设计第六章 典型物理量测量方案设计 完成本章内容的学习后应能做到： 1. 了解各种物理量（位移、温度、应变、振动、力和噪声）的测量方法? 2. 掌握各种物理量测试的基本原理 典型物理量测量方案设计6.1 位移的测量位移是指物体上某一点在一定方向上的变动量，是一个向量。位移是线位移和角位移的统称。 　在机械工程中不仅经常要求精确地测量零部件的位移和位置，而且力、扭矩、速度、加速度、流量等许多参数的测量，也是以位移测量为基础的。 常用位移传感器一览表型式测量范围精确度直线性特点电阻式滑线式线位移1~300mm①±0.1%±0.1%分辨力较好，可静态或动态测量。机械结构不牢固角位移0~360°±0.1%±0.1%变阻器式线位移1~1000mm①±0.5%±0.5%结构牢固，寿命长，但分辨力差，电噪声大角位移0~60r±0.5%±0.5%应变式非粘贴的±0.15%应变±0.1%±1%不牢固粘贴的±0.3%应变±2%~3%使用方便，需温度补偿半导体的±0.25%应变±2%~3%满刻度?±20%输出幅值大，温度灵敏性高电感式自感式变气隙型±0.2mm±1%±3%只宜用于微小位移测量螺管型1.5~2mm测量范围较前者宽，使用方便可靠，动态性能较差特大型300~2000mm①0.15% ~1%差动变压器±0.08~75mm①±0.5％±0.5%分辨力好，受到磁场干扰时需屏蔽常用位移传感器一览表型式测量范围精确度直线性特点电感式涡电流式±2.5~±250mm①±1% ~3%＜3%分辨力好，受被测物体材料、形状、加工质量影响同步机360°±0.1°~±7°±0.5%可在1200r/min转速工作，坚固，对温度和湿度不敏感微动同步器±10°±1%±0.05%非线性误差与变压比和测量范围有关旋转变压器±60°±0.1%电容式变面积10-3~103mm①±0.005%±1%受介电常数因环境温度、湿度而变化的影响变间距10-3~10mm①0.1%分辨力很好，但测量范围很小，只能在小范围内近似地保存线性霍尔元件±1.5mm0.5%结构简单，动态特性好感应同步器直线式10-3~104mm①2.5μm~ 250mm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辨力可达1μm)旋转式0o~360°±0.5°计量光栅长光栅10-3~103mm①3μm~ 1m同上(长光栅分辨力可达1μm)圆光栅0o~360°±0.5”磁尺长磁尺10-3~104mm①5μm~ 1m测量时工作速度可达12m/min圆磁尺0o~360°±1”角度编码器接触式0o~360°10-6rad分辨力好，可靠性高光电式0o~360°10-6rad典型应用：1）回转轴径向运动误差测量2）厚度的测量3）物位的测量（P255）例如：电阻式液位计，通过测量阻值的变化来得之液位高度的变化 沉筒所反映的浮力通过弹簧转换成衔铁的位移,再由差动变压器转换成与之成正比的输出电压,反映液位的变化。 被测物是导电介质，液位相当于滑线变阻器的中间触头，液位不同，电阻率不同，输出电压不同。 6-2 速度与加速度的测试 由两个线圈组成，工作（主动）线圈敏感被测物的运动状况，平衡线圈用于构成电桥的一臂并提供温度补偿。 a：活动衔铁2由两片弹簧1支撑，用于敏感水平方向的振动加速度；b：活动衔铁2用两片悬臂梁式弹簧支撑，用于敏感垂直方向的振动加速度。典型物理量测量方案设计6.3 振动的测试6.3.1 概述 振动是物体在其平衡位置附近的一种交变运动，可以用运动的位移、速度或加速度随时间的变化来描述。　振动的测试就是检测振动变化量，从中提取表征振动过程特征和振动系统特性的有用信息。　机械振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象。振动具有有害的一面，也具有有利的一面。 有害：振动破坏机器的正常工作、缩短机器的使用寿命，产生破坏机械结构和建筑物的动载荷，并直接地或通过噪声间接地危害人类的健康。 有利：利用振动输送振动破碎、振动时效、振动加工等。 院办工厂：振动筛、振动式破碎机。　典型物理量测量方案设计　不管振动是有害的还是有利的。大部分设备都力求将其振动量控制在允许的范围之内，将其影响尽量限制在有限的空间范围之内，以免危害人类和其它结构。 现代工业对各种高新机电产品提出了低振动、低噪声、高抗振的要求，因此，必须对它们进行振动分析、试验和振动设计或者通过振动测量找出振动源，采取减振措施。 机械振动测试技术是机械振动学科的重要内容之一，对复杂的机械系统，即使在理论研究已发展到很高水平的今天，其动态特性参数无法用理论公式正确计算出来，振动试验和测量是唯一的求解方法。 由于电子技术和计算机技术的应用，现代振动测试技术的应用已超出了经典机械振动的领域，已应用到各种物理现象的检测、分析、预报和控制中。如：环境噪声的监