机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 ppt 作者 熊诗波 黄长艺 第6章位移测量
39页1、第六章位移测量,位移测试包括线位移和角位移的测试。位移测试在工程中的应用十分广泛,这不仅因为在各种工程中经常需要精确地测量物体的位移或位置,而且还因为速度、加速度、力、压力、扭矩、温度、流量及物位等参数的许多测试方法,都是以位移测试作为基础的。 位移是向量,它表示物体上某一点在一定方向上的位置变动。因而对位移的度量,除了确定其大小之外,还应考虑其方向。一般情况下,应使测量方向与位移方向重合。,位移测量方法 位移测量包括线位移测量和角位移测量。位移测量的方法多种多样,常用的有下述几种。 (1)积分法 (2)回波法 (3)线位移和角位移相互转换 (4)位移传感器法,(1)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。,(2)回波法 从测量起始点到被测面是一种介质,被测面以后是另一种介质,利用介质分界面对波的反射原理测位移。 例如激光测距仪、超声波液位计都是利用分界面对激光、超声波的反射测量位移的。相关测距则是利用相关函数的时延性质,将向某被测物发射信号与经被测物反射的返回信号作相关处理,求得
2、时延,从而推算出发射点与被测物之间的距离。,(3)线位移和角位移相互转换 被测量是线位移时,若测量角位移更方便,则可用间接测量方法,通过测角位移再换算成线位移。 同样,被测量是角位移时,也可先测线位移再进行转换。 例如汽车的里程表,是通过测量车轮转数再乘以周长而得到汽车的里程的。,(4)位移传感器法 通过位移传感器,将被测位移量的变化转换成电量(电压、电流、阻抗等)、流量、光通量、磁通量等的变化。位移传感器法是目前应用最广泛的一种方法。 一般来说,在进行位移测量时,要充分利用被测对象所在场合和具备的条件来设计、选择测量方法。,6.1表面粗糙度测量 表面粗糙度测量是一种微观几何形状误差。 特点:量值小(小于1mm),变化频率高,所以粗糙度测 量方法必须具有分辨率高和频响快的特性。 接触式轮廓仪(触针式轮廓仪) 针描法是一种接触式测量方法。用一个很尖的触针垂直于表面横移,触针将随着表面轮廓几何形状作垂直起伏运动,把这个微小位移的信号转换成电量加以放大,再进行运算处理即可获得某个表面光洁度参数数值,或者用记录器描绘出放大了的表面轮廓图形(早期曾经采用机械或机械一光学的方法放大触针的垂直位移量
3、,现基本上已被淘汰)。,装有测针T的杠杆M固定在绕有线圈的磁铁中心枢轴上,触针垂直位移改变磁铁两端的空气隙,转换为电感线圈的电感量变化,从而对载波信号进行调制,产生交变电流,然后再通过解调器获得截面轮廓信号,送入下级放大和运算电路。这类电感传感器的特点是输出信号只和触针位移有关,亦称位移灵敏传感器,它可以把轮廓图形逐点描绘出来,所以一般带有记录器。,2、非接触式轮廓仪,国家标准中规定的评定基准为轮廓中线, 有 1、最小二乘中线 2、算术平均中线。中线上下部分所包含的轮廓面积相等(常用),表面粗糙度的高度评定参数: 轮廓算术平均偏差:,微观不平度十点高度:,轮廓最大高度:,表面粗糙度的评定方法,6.2常用的位移传感器 在很多情况下,位移可以通过位移传感器直接测得。 用于线位移测量的传感器的种类很多,较常见的线位移传感器的主要特点及使用性能列于表中。,表6-1 常用线位移传感器的性能与特点,部分测量角位移的传感器的性能及特点。,1电感式位移传感器 (1)螺管差动型位移传感器,1-引线 2-固定磁筒 3-衔铁 4-线圈 5-弹簧 6-防转销 7-钢球滚动导轨 8-测杆 9-密封套 10-测端
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