第1章 自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)(劉麗華)

1、LOGO第一章第一章 自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電系廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電系 制作制作廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作第一章第一章 自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)自動檢測技術(shù)基礎(chǔ) 本章內(nèi)容包括一個項目和一個拓展實訓(xùn)，通本章內(nèi)容包括一個項目和一個拓展實訓(xùn)，通過項目和據(jù)展實訓(xùn)掌握自動檢測技術(shù)基本知識。過項目和據(jù)展實訓(xùn)掌握自動檢測技術(shù)基本知識。以數(shù)控車床自動檢測系統(tǒng)項目為例，認識數(shù)控車以數(shù)控車床自動檢測系統(tǒng)項目為例，認識數(shù)控車床自動檢測系統(tǒng)，了解自動檢測系統(tǒng)組成。床自動檢測系統(tǒng)，了解自動檢測系統(tǒng)組成。 拓展實訓(xùn)是對本章基本知識的補充應(yīng)用，以拓展實訓(xùn)是對本

2、章基本知識的補充應(yīng)用，以傳感器數(shù)據(jù)處理為拓展實訓(xùn)，學(xué)會傳感器實驗數(shù)傳感器數(shù)據(jù)處理為拓展實訓(xùn)，學(xué)會傳感器實驗數(shù)據(jù)的處理，加深傳感器特性參數(shù)的理解。據(jù)的處理，加深傳感器特性參數(shù)的理解。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測技術(shù)認識自動檢測技術(shù)認識廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)認識1. 項目目的 1）掌握檢測的概念及自動檢測系統(tǒng)組成。 2）掌握測量的定義及分類。 3）了解傳感器的分類及基本特性。2. 項目條件 現(xiàn)場參觀學(xué)校的數(shù)控機床，認識數(shù)控機床檢測裝置。3. 項目內(nèi)容及要求 通過

3、現(xiàn)場參觀數(shù)控機床，認識自動檢測系統(tǒng)及組成。能通過數(shù)控機床上傳感器實物、閱讀其技術(shù)資料，查找傳感器的技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)某臺儀器的輸入輸出數(shù)據(jù)，計算傳感器的性能指標(biāo)。 一一. 項目介紹項目介紹廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)認識二二. 基本知識基本知識自動檢測技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位和作用自動檢測技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位和作用在飛行器中應(yīng)用在人造衛(wèi)星中應(yīng)用在發(fā)電廠中應(yīng)用廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作工作中常見的檢測量工作中常見的檢測量 熱工量熱工量: : 溫度、熱量、熱流、壓力、壓差、流量、流速、物位、

4、液位、界面 機械量機械量: : 直線位移、角位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、應(yīng)力、力矩、振動、噪聲、質(zhì)量 幾何量幾何量: :長度、厚度、角度、錐度、直徑、間矩、形狀、粗糙度、平行度、硬度、材料缺陷 物體的性質(zhì)成分量物體的性質(zhì)成分量: :氣體、液體、固體的化學(xué)成分、濃度、粘度、濕度、密度、濁度、透明度、顏色 狀態(tài)量狀態(tài)量: :工作機械的運動狀態(tài)、生產(chǎn)設(shè)備的異常狀態(tài)（超溫、過載、泄漏、變形、磨損、堵塞、斷裂）、計數(shù) 電工量電工量: :電壓、電流、功率、電阻、頻率、脈寬、相位、波形、頻譜、磁場強度、電場強度二二. 基本知識基本知識項目一項目一 認識數(shù)控機床檢測裝置認識數(shù)控機床檢測裝置廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣

5、州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)認識執(zhí)行器數(shù)據(jù)處理顯示儀電源測量電路傳感器被測量二二. 基本知識基本知識自動檢測系統(tǒng)組成廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)認識傳感器的作用傳感器的作用: 把非電量轉(zhuǎn)換成電量把非電量轉(zhuǎn)換成電量,實現(xiàn)自動控制的基礎(chǔ)實現(xiàn)自動控制的基礎(chǔ).顯示器顯示器 模擬顯示、數(shù)字顯示、圖象顯示、記錄儀模擬顯示、數(shù)字顯示、圖象顯示、記錄儀二、二、 基本知識基本知識廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識數(shù)控機床檢測裝置認識數(shù)控機

6、床檢測裝置二二. 基本知識基本知識檢測的基本概念及方法靜態(tài)檢測靜態(tài)檢測動態(tài)測量動態(tài)測量地震波形廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 數(shù)控機床數(shù)控機床基本知識基本知識直接測量直接測量間接測量間接測量廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識數(shù)控機床檢測裝置認識數(shù)控機床檢測裝置二二. 基本知識基本知識誤差分類：1、絕對誤差：測量值與真值之差值。 C= A0 -Ax 2、相對誤差：百分比誤差，分為實際相對誤差、示值相對誤差、滿度相對誤差。1） 實際相對誤差A(yù)：%1000AArA廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華

7、制作劉麗華制作項目一項目一 自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)認識相對誤差：相對誤差：2）示值相對誤差）示值相對誤差 ：3）滿度相對誤差：）滿度相對誤差： %100 xxAr二、基本知識%100mmAr廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)4）準(zhǔn)確度）準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度是最大滿度誤差，準(zhǔn)確度是最大滿度誤差，即：即：二、基本知識%100maxms 準(zhǔn)確度習(xí)慣上稱為精度，儀表的精度有7個等級，可從儀表面板標(biāo)志上判斷儀表的等級。等級越大，精度越高，儀表越貴。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動

8、檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)例：有一臺測量儀表，測量范圍為例：有一臺測量儀表，測量范圍為-200800度，準(zhǔn)確度度，準(zhǔn)確度為為0.5級，現(xiàn)用它測量級，現(xiàn)用它測量500度的溫度，求儀表引起的最度的溫度，求儀表引起的最大絕對誤差和示值相對誤差。大絕對誤差和示值相對誤差。解：解： 1000minmaxm二、基本知識度示值相對誤差%15005%100 xxAr廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)3、誤差產(chǎn)生的原因、誤差產(chǎn)生的原因1）系統(tǒng)誤差：按一確定規(guī)律變化的誤差。）系統(tǒng)誤差：按一確定規(guī)律變化的誤差。2）隨機誤差：在同一條件下，多次測

9、量同一被測量，有時）隨機誤差：在同一條件下，多次測量同一被測量，有時會發(fā)現(xiàn)測量值時大時小，誤差的絕對值及正、負以不可預(yù)會發(fā)現(xiàn)測量值時大時小，誤差的絕對值及正、負以不可預(yù)見的方式變化，該誤差稱為隨機誤差。它反映了測量值離見的方式變化，該誤差稱為隨機誤差。它反映了測量值離散性的大小。通常用精密度表征隨機誤差的大小。散性的大小。通常用精密度表征隨機誤差的大小。3）粗大誤差）粗大誤差 明顯偏離約定真值的誤差稱為粗大誤差，它也明顯偏離約定真值的誤差稱為粗大誤差，它也叫過失誤差。粗大誤差主要是由于測量人員的粗心大意及叫過失誤差。粗大誤差主要是由于測量人員的粗心大意及電子測量儀器受到突然而強大的干擾所引起的

10、。如測錯、電子測量儀器受到突然而強大的干擾所引起的。如測錯、記錯、讀錯等造成的誤差。當(dāng)測量值明顯超過正常條件下記錯、讀錯等造成的誤差。當(dāng)測量值明顯超過正常條件下的誤差時，即粗大誤差，這是應(yīng)予以剔除。的誤差時，即粗大誤差，這是應(yīng)予以剔除。 二、基本知識廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)1.2.4傳感器及其特性：傳感器及其特性：1、傳感器組成、傳感器組成 傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及轉(zhuǎn)換電路組成。傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及轉(zhuǎn)換電路組成。二、基本知識敏感元件：傳感器中直接感受被測量的部分。傳感元件：傳感器中能將敏感元件輸出的

11、非電量轉(zhuǎn)換成電量。測量轉(zhuǎn)換電路：將無源型傳感器輸出的電參數(shù)量轉(zhuǎn)換成電量。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)2.傳感器的基本特性傳感器的基本特性 傳感器的特性一般指輸入、輸出特性。傳感器的特性一般指輸入、輸出特性。 包括：靈敏度、分辨力、線性度、穩(wěn)定度、包括：靈敏度、分辨力、線性度、穩(wěn)定度、 電磁兼容性、可靠性等。電磁兼容性、可靠性等。二、基本知識廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)靈敏度靈敏度 ：二、基本知識 是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變是

12、指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比，用化值之比，用K 來表示：來表示： d yyKd xx廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作作圖法求靈敏度過程作圖法求靈敏度過程xyx1xy0切點切點傳感器 特性曲線xmaxyKx項目一 認識自動檢測系統(tǒng)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作分辨力：指傳感器能檢出被測信號的最小變化量。當(dāng)被測量的變化小于分辨力時，傳感器對輸入量的變化無任何反應(yīng)。對數(shù)字儀表而言，如果沒有其他附加說明，可以認為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力。一般地說，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對誤差。 項目一 認識自動檢測系統(tǒng)廣

13、州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作LmaxLmaxmin100%yy線性度：線性度又稱非線性誤差，是指傳感器實際特線性度：線性度又稱非線性誤差，是指傳感器實際特性曲線與擬合直線（有時也稱理論直線）之間的最大性曲線與擬合直線（有時也稱理論直線）之間的最大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。將傳感器偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。將傳感器輸出起始點與滿量程點連接起來的直線作為擬合直線，輸出起始點與滿量程點連接起來的直線作為擬合直線，這條直線稱為端基理論直線，按上述方法得出的線性這條直線稱為端基理論直線，按上述方法得出的線性度稱為端基線性度，非線性誤差越小越好。度稱

14、為端基線性度，非線性誤差越小越好。 線性度線性度的計算公式如下：的計算公式如下：項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作作圖法求線性度演示（ 1擬合曲線 2實際特性曲線）項目一 認識自動檢測系統(tǒng)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)1.3 項目實施過程項目實施過程1.3.1 項目計劃項目計劃 查詢數(shù)控車床位置和速度檢測系統(tǒng)的有關(guān)資料，參查詢數(shù)控車床位置和速度檢測系統(tǒng)的有關(guān)資料，參觀數(shù)控車床，了解數(shù)控車床檢測系統(tǒng)。觀數(shù)控車床，了解數(shù)控車床檢測系統(tǒng)。項目工作計劃

15、如表項目工作計劃如表1-2，內(nèi)容如下：，內(nèi)容如下：1、研討任務(wù)、研討任務(wù)2、制定計劃、制定計劃3、確定檢測系統(tǒng)、確定檢測系統(tǒng)4、具體操作、具體操作5、效果檢查、效果檢查6、評估、評估廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)1.3.2 方案分析方案分析數(shù)控車床為例，說明各組成部分的檢測。數(shù)控車床為例，說明各組成部分的檢測。1、主軸傳動系統(tǒng)：脈沖編碼器檢測主軸旋轉(zhuǎn)位置。、主軸傳動系統(tǒng)：脈沖編碼器檢測主軸旋轉(zhuǎn)位置。2、進給系統(tǒng)：位置檢測用裝在滾珠絲杠端部的脈、進給系統(tǒng)：位置檢測用裝在滾珠絲杠端部的脈沖編碼器或裝在導(dǎo)軌的光柵傳感器。沖

16、編碼器或裝在導(dǎo)軌的光柵傳感器。3、自動刀架：隨刀架轉(zhuǎn)動的霍爾傳感器發(fā)出刀具、自動刀架：隨刀架轉(zhuǎn)動的霍爾傳感器發(fā)出刀具編碼，檢測刀架是否到位。編碼，檢測刀架是否到位。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)1.3.3 操作分析操作分析 參觀某數(shù)控銑床或數(shù)控車床，并查詢有關(guān)資料，參觀某數(shù)控銑床或數(shù)控車床，并查詢有關(guān)資料，認識數(shù)控機床的檢測裝置，把數(shù)控機床應(yīng)用到的認識數(shù)控機床的檢測裝置，把數(shù)控機床應(yīng)用到的傳感器的類型和作用，記錄在表傳感器的類型和作用，記錄在表1-3中。中。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認識自動檢測系統(tǒng)認識自動檢測系統(tǒng)1.4檢測與評估檢測與評估檢查方法：檢查方法：1、現(xiàn)場指出數(shù)控機床的位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器。、現(xiàn)場指出數(shù)控機床的位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器。2、畫出自動檢測系統(tǒng)框圖，并對照原理框圖、畫出自動檢測系統(tǒng)框圖，并對照原理框圖1.6檢檢查自己畫的原理框圖是否正確。查自己畫的原理框圖是否正確。評估：評估內(nèi)容見表評估：評估內(nèi)容見表1-4，小組互評和指導(dǎo)教師評，小組互評和指導(dǎo)教師評議，填寫在評估表中。議，填寫在評估表中。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院