《机械量测量学习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械量测量学习.pptx（37页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.电容式位移传感器电容传感器有三种形式：极距变化型、面积变化型、介电常数变化型。6.2位移测量仪表 第1页/共37页1.电容式位移传感器极距变化型6.2位移测量仪表 第2页/共37页1.电容式位移传感器面积变化型6.2位移测量仪表 第3页/共37页1.电容式位移传感器介电常数变化型6.2位移测量仪表 第4页/共37页1.电容式位移传感器特点及应用特点：分辨力极高（电容值10-7，相对值100%200%，位移0.01m）动极板质量小，惯性小，动态响应好；非接触，自身发热和功耗小；结构简单，不含有机材料或磁性材料、对环境适应性强应用：微信息检测-测微仪；静态测量-金属零件计数 高频信号检测-振动
2、，转速；6.2位移测量仪表 第5页/共37页2.电感式位移传感器电感式传感器有两种形式：自感式和互感式。电感式位移传感器是把被测工件的微小位移变化转变成电感L的变化来实现非电量电测的一种装置。6.2位移测量仪表 第6页/共37页3.光栅传感器光栅传感器是新型的高精度、大位移、数字式位移传感器。在长度和角度测量中应用的光栅，常称为计量光栅。计量光栅根据光栅走向分为透射光栅和反射光栅两种；根据刻线型式又可分为黑白光栅和相位光栅两种；根据形状和用途分为长光栅和圆光栅两种。6.2位移测量仪表 第7页/共37页长光栅-直线位移；圆光栅-角位移 构成：1.主光栅-标尺光栅，定光栅；长度-测量范围；刻线密度
3、-测量精度(10、25、50、100、125线/mm)2.指示光栅-动光栅；3.光路系统第8页/共37页(1)莫尔条纹（Moire）条纹宽度：W-栅距，a-线宽，b-缝宽W=a+b，a=b=W/2 特例：当 =0,w1=w2 B=光闸莫尔条纹 当 =0,w1w2 纵向莫尔条纹均匀刻线主光栅指示光栅夹角明暗相间条纹莫尔条纹移动第9页/共37页莫尔条纹特性：方向性：垂直于角平分线，当夹角很小时 与光栅移动方向垂直同步性：光栅移动一个栅距 莫尔条纹移动一个间距一方向对应放大性：夹角很小 BW 光学放大 提高灵敏度可调性：夹角 条纹间距B 灵活准确性：大量刻线 误差平均效应 克服个别/局部误差 提高精
4、度(2)光栅传感器分类与结构原理 按运动形式分：直线型-主光栅为直尺形直线移动 旋转型-主光栅为圆盘形旋转运动按光学形式分：透射式-光源与光电元件在两侧透射光 反射式-光源与光电元件同一侧反射光第10页/共37页第11页/共37页第12页/共37页第13页/共37页第14页/共37页第15页/共37页第16页/共37页第17页/共37页第18页/共37页第19页/共37页第20页/共37页第21页/共37页(3)光栅传感器特点 精度高：测长(0.2+210-6L)m，测角0.1量程大：透射式-光栅尺长（米），反射式-几十米响应快：可用于动态测量增量式：增量码测量 计数 断电数据消失要求高：对环
5、境要求高温度、湿度、灰尘、振动、移动精度成本高：电路复杂 第22页/共37页4.CCD图像传感器它分为线阵CCD和面阵CCD两种，前者用于尺寸和位移的测量，后者用于平面图形、文字的传递。目前面阵CCD已作为固态摄像器用于可视电话和闭路电视的监控等。6.2位移测量仪表 第23页/共37页5.光纤位移传感器6.2位移测量仪表 第24页/共37页1.涡流式测厚仪高频反射式侧厚仪这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，也可以绕在框架端部的槽内。下图为某种型号的高频反射式电涡流传感器。6.3厚度测量仪表 第25页/共37页1.涡流式测厚仪低频透射式测厚仪这
6、种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，也可以绕在框架端部的槽内。图6-4为某种型号的低频透射式电涡流传感器。6.3厚度测量仪表 第26页/共37页2.射线式测厚仪射线式测厚仪是利用各种射线对金属或其它材料板材厚度以及镀层厚度的非接触式测量仪器。通常应用的射线有射线、射线和 X射线。透射式测厚仪反射式测厚仪6.3厚度测量仪表 第27页/共37页1.离心力法其工作原理基于与回转轴偏置的重锤在回转时产生的离心力Q与回转轴的角速度的平方成正比，即式中，m为重锤的质量；r为重锤至被测轴的垂直距离。下图是其测量原理图。6.4转速测量仪表 第28页/共37页
7、离心式转速表原理图离心式转速表原理图当转动轴以的角速度转动时，重锤产生离心力Q，转速越大离心力越大，压迫弹簧使它缩短，因而弹簧被压缩的位移与转速成正比。测出弹簧位移就得知转速。离心式转速表是机械式的，惯性较大，测量精度受到一定限制，但体积小且携带方便，不需要能源，因此应用比较广泛。第29页/共37页2.光电码盘转速检测法6.4转速测量仪表 光学码盘式传感器-用光电方法将被测角位移转化成数字电信号 特点：高精度、高分辨力、可靠性好 1-光源；2-柱面镜；3-码盘；4-狭缝；5-元件 原理：平行光源码盘 光电元件电信号输出 第30页/共37页码盘：光学玻璃，透光/不透光（同心码道）照相腐蚀 要求：
8、分度准确（工艺）、阴暗交替边缘陡峭（工艺、材质）光源：LED 光学系统 平行光 投影精确 光电元件：硅光电池，光电晶体管 码道：位数每个码道对应一个光电元件分辨率 角度分辨率：=360/2n n-码道数（位数）光电元件输出：亮区-“1”;暗区-“0”1-20/21位信号组合-编码数字量 -转角大小 绝对测量-固定的数字码 （不需要基准）第31页/共37页 编码码制：直观，易于后续电路和计算机处理。多位码同时动作同步误差错码格雷码（循环码）有权码对称性，无权码二进制码相邻两数只有一位不同每次只有一位变化转换 第32页/共37页十进制码8个码道、2位内4圈-高位；外4圈-低位编码数：102个分辨力
9、：360/102 =3.6 编码：二十进制十进制 09二进制 00001010容量小，有权码较少使用第33页/共37页角度位置十进制码二进制码格雷码0.022.545.067.590.0112.5135.0157.5180.0202.5225.0247.5270.0292.5315.0337.5ABCDEFGHIJKLMNOp0123456789101112131415000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000001001100100110011101010100110011011111111010101011100110004位光电编码器码制第34页/共37页 特点与应用 特点：结构简单、精度高、分辨率高，可靠性好，直接数字量输出，绝对码输出，测量范围小（360），速度不高（最高几千转/分）应用：小范围绝对位置测量-角度、直线位置 小范围位移、速度检测例：1-光源；2非球面聚光镜；3 码盘；4狭缝；5-光电元件第35页/共37页振动与加速度的测量差动变压器法电涡流法应变片法压电效应法微机械加速度传感器6.5力学量测量仪表 加速度传感器第36页/共37页感谢您的观看！第37页/共37页