第七章 運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量

1、第七章第七章 運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量 本章所述運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量是指描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三個(gè)本章所述運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量是指描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三個(gè)基本參量，即位移、速度、加速度的測(cè)量。在研究機(jī)器基本參量，即位移、速度、加速度的測(cè)量。在研究機(jī)器零部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、力能關(guān)系從工藝參數(shù)等情況時(shí)，都零部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、力能關(guān)系從工藝參數(shù)等情況時(shí)，都要涉及到運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量。此外，其它物理如力參量、要涉及到運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量。此外，其它物理如力參量、物位、溫度、流量等的測(cè)量，也是不同程度地以運(yùn)動(dòng)參物位、溫度、流量等的測(cè)量，也是不同程度地以運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量為基礎(chǔ)的。因而運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量廣泛應(yīng)用于工量的測(cè)量為基礎(chǔ)的。因而運(yùn)動(dòng)參

2、量的測(cè)量廣泛應(yīng)用于工藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、控制和生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化方面。藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、控制和生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化方面。 第一節(jié)第一節(jié) 位移的測(cè)量位移的測(cè)量 位移測(cè)量是線位移和角位移測(cè)量的統(tǒng)稱，測(cè)量時(shí)應(yīng)根據(jù)具位移測(cè)量是線位移和角位移測(cè)量的統(tǒng)稱，測(cè)量時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的測(cè)量對(duì)象，選擇或設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)。體的測(cè)量對(duì)象，選擇或設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)。 一、滑線電阻式位移傳感器一、滑線電阻式位移傳感器 測(cè)量原理同電位計(jì)式傳感器工作原理。測(cè)量原理同電位計(jì)式傳感器工作原理。二、應(yīng)變片式位移傳感器二、應(yīng)變片式位移傳感器測(cè)量原理同電阻應(yīng)變片傳感器工作原理。測(cè)量原理同電阻應(yīng)變片傳感器工作原理。hxl332等截面梁適用于：250m的場(chǎng)合微小

3、位移三、差動(dòng)變壓器式位移傳感器三、差動(dòng)變壓器式位移傳感器 測(cè)量原理同差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理。測(cè)量原理同差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理。四、光電脈沖式位移傳感器（光電編碼器）四、光電脈沖式位移傳感器（光電編碼器）一、光電編碼器的工作原理一、光電編碼器的工作原理 光電編碼器，是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位光電編碼器，是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器是由移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光柵盤和光電檢測(cè)裝置光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是在一定直徑的原板上等分地開(kāi)通組成。光柵盤是在一定直徑的原板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于

4、光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)，并輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如下：測(cè)裝置檢測(cè)，并輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如下：光源光源透鏡透鏡碼盤碼盤轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸透鏡透鏡光敏元件光敏元件放大整形放大整形脈沖輸出脈沖輸出 通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外為判斷數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤可以提供相位相差旋轉(zhuǎn)方向，碼盤可以提供相位相差900

5、的兩路的兩路脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)。 編碼器包括碼盤和碼尺編碼器包括碼盤和碼尺。碼盤用于測(cè)量。碼盤用于測(cè)量角度。碼尺用于測(cè)量長(zhǎng)度，測(cè)量長(zhǎng)度的實(shí)際角度。碼尺用于測(cè)量長(zhǎng)度，測(cè)量長(zhǎng)度的實(shí)際應(yīng)用比較少。所以在這里只討論碼盤。應(yīng)用比較少。所以在這里只討論碼盤。光源光源透鏡透鏡碼盤碼盤轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸透鏡透鏡光敏元件光敏元件放大整形放大整形脈沖輸出脈沖輸出信號(hào)航空插頭信號(hào)航空插頭 拉拉線式線式角編角編碼器利用線輪，碼器利用線輪，能將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)能將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。光電編碼器包括增量編碼器和絕對(duì)碼編碼器兩大類。光電編碼器包括增量編碼器和絕對(duì)碼編碼器兩大類。二、增量編碼器二、增量編碼器 增量式編碼器是

6、直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖出三組方波脈沖 A、B 和和C 相；相；A、B 兩組脈沖兩組脈沖相位差相位差 900，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而而 C 相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸盤碼及盤碼及狹縫狹縫光敏元件光敏元件光欄板及辨向用的光欄板及辨向用的A、B狹縫狹縫LEDABC零位標(biāo)志零位標(biāo)志ABC增量式碼盤增量式碼盤10碼碼道道光電絕對(duì)式碼盤光電絕對(duì)式碼盤它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)

7、，可靠性干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。置信息。透光區(qū)透光區(qū)不透光區(qū)不透光區(qū)零位標(biāo)志零位標(biāo)志 增量式光電編碼器的測(cè)量精度取決于增量式光電編碼器的測(cè)量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤圓周上它所能分辨的最小角度，而這與碼盤圓周上的狹縫條紋數(shù)的狹縫條紋數(shù)n 有關(guān)，即最小能分辨的角度有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為：及分辨率為： n0360n1分辨率l有多少條碼道，就有多長(zhǎng)的二進(jìn)制數(shù)，工業(yè)上常用的是21碼道。l從里向外讀數(shù)l亮：定義為高電平1l暗：定義為低電平0l零位（全黑）：00000011

8、0000缺點(diǎn)：碼道多，要求制造精度高，否則，會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。三、三、 絕對(duì)式編碼器絕對(duì)式編碼器顯然，碼道越多，分辨率就越高，對(duì)于一個(gè)具有顯然，碼道越多，分辨率就越高，對(duì)于一個(gè)具有 N 位位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有 N 條碼道。目條碼道。目前國(guó)內(nèi)已有前國(guó)內(nèi)已有 16 位的絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。絕對(duì)式編碼器位的絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。絕對(duì)式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（葛萊碼）方式進(jìn)行是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（葛萊碼）方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。光電轉(zhuǎn)換的。絕對(duì)式編碼器與增量式編碼器不同之處絕對(duì)式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對(duì)編

9、碼器可在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對(duì)編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測(cè)絕對(duì)位置。有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測(cè)絕對(duì)位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是：它的特點(diǎn)是：1.2.1 可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值；可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值；1.2.2 沒(méi)有累積誤差；沒(méi)有累積誤差；1.2.3 電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的，二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的，也就是說(shuō)精度取決于位數(shù)，目前有也就是說(shuō)精度取決于位數(shù)，目前有 10 位、位、14

10、 位等多位等多種。種。4 4個(gè)電刷個(gè)電刷 4 4位二進(jìn)制位二進(jìn)制碼盤碼盤 +5V +5V輸入輸入 公共碼道公共碼道 最小分辨角度為最小分辨角度為 =360/2n 絕對(duì)式光電編碼器的測(cè)量精度取絕對(duì)式光電編碼器的測(cè)量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤上的碼道數(shù)盤上的碼道數(shù)n 有關(guān)，即最小能分辨的有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為：角度及分辨率為： =360/2n分辨率分辨率=1/2n光電編碼器是一種角度（角速度）檢測(cè)光電編碼器是一種角度（角速度）檢測(cè)裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理電轉(zhuǎn)換原理 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖

11、或數(shù)字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，具有體積小，精度高，工作可靠量，具有體積小，精度高，工作可靠,接接口數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)口數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人、雷達(dá)、床、回轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和軍事目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中。設(shè)備中。 利用利用編碼器測(cè)編碼器測(cè)量量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角，并通過(guò)伺服轉(zhuǎn)角，并通過(guò)伺服控制系統(tǒng)控制其各控制系統(tǒng)控制其各種運(yùn)行參數(shù)。種運(yùn)行參數(shù)。轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)子磁極位置測(cè)量轉(zhuǎn)子磁極位置測(cè)量角位移測(cè)量角位移測(cè)量1 1絕對(duì)式編碼器絕對(duì)式編碼器 2電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 3轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸

12、 4轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤 5工件工件 6刀具刀具 u光柵的類型和結(jié)構(gòu)光柵的類型和結(jié)構(gòu) 光柵傳感器由光源、光柵副、光敏元件三大部分組光柵傳感器由光源、光柵副、光敏元件三大部分組成。光柵副成。光柵副是光柵傳感器的主要部分。在長(zhǎng)度計(jì)量是光柵傳感器的主要部分。在長(zhǎng)度計(jì)量中應(yīng)用的光柵中應(yīng)用的光柵通常稱為計(jì)量光柵通常稱為計(jì)量光柵，它主要由它主要由主光柵（也稱標(biāo)尺光柵）和主光柵（也稱標(biāo)尺光柵）和指示光柵指示光柵組成。組成。計(jì)量光柵可分為透射計(jì)量光柵可分為透射式光柵和反射式光柵兩大類。式光柵和反射式光柵兩大類。當(dāng)標(biāo)尺當(dāng)標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí)，形成的光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí)，形成的莫爾條紋產(chǎn)生亮暗交替變化，利用光莫爾

13、條紋產(chǎn)生亮暗交替變化，利用光電接受元件，將莫爾條紋亮暗變化的電接受元件，將莫爾條紋亮暗變化的光信號(hào)光信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，并與數(shù)，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，并與數(shù)字顯示，從而測(cè)量出標(biāo)尺光柵的移動(dòng)字顯示，從而測(cè)量出標(biāo)尺光柵的移動(dòng)距離。距離。 透射光柵透射光柵是在一塊長(zhǎng)方形的光學(xué)玻璃上均是在一塊長(zhǎng)方形的光學(xué)玻璃上均勻地刻上許多條紋，形成規(guī)則排列的明暗線條。勻地刻上許多條紋，形成規(guī)則排列的明暗線條。 圖圖610中中a為刻線寬度，為刻線寬度，b為刻線間的縫隙為刻線間的縫隙寬度，寬度，a+b=w稱為光柵的柵距（或光柵常數(shù)）稱為光柵的柵距（或光柵常數(shù)） 指示光柵一般比主光柵短得多，通?？逃兄甘竟鈻乓话惚戎鞴鈻哦?/p>

14、得多，通?？逃信c主光柵同樣密度的線紋。與主光柵同樣密度的線紋。光源一般用鎢絲燈泡。光電元件包括光電池和光源一般用鎢絲燈泡。光電元件包括光電池和光敏三極管等部分。光敏三極管等部分。abW刻線密度刻線密度：（ 1010，2525，5050，100100線）線）/mm/mm10001000線線/mm /mm a：刻線寬度：刻線寬度b:刻線間的縫隙寬度刻線間的縫隙寬度W：柵距，光柵常數(shù)：柵距，光柵常數(shù) 透射光柵透射光柵是在一塊長(zhǎng)方形的光學(xué)玻璃上均勻是在一塊長(zhǎng)方形的光學(xué)玻璃上均勻地刻上許多條紋，形成規(guī)則排列的明暗線條。地刻上許多條紋，形成規(guī)則排列的明暗線條。 圖圖610中中a為刻線寬度，為刻線寬度，b為

15、刻線間的縫隙寬為刻線間的縫隙寬度，度，a+b=w稱為光柵的柵距（或光柵常數(shù)）稱為光柵的柵距（或光柵常數(shù)） 指示光柵一般比主光柵短得多，通常刻有與指示光柵一般比主光柵短得多，通常刻有與主光柵同樣密度的主光柵同樣密度的線紋。線紋。光源一般用鎢絲燈泡。光源一般用鎢絲燈泡。光電元件包括光電池光電元件包括光電池和光敏三極管等部分和光敏三極管等部分。尺身尺身尺身安裝孔尺身安裝孔 反射式掃描頭反射式掃描頭 （與移動(dòng)部件固定）（與移動(dòng)部件固定）掃描頭安裝孔掃描頭安裝孔可移動(dòng)電纜可移動(dòng)電纜防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長(zhǎng)磁柵防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長(zhǎng)磁柵掃描頭掃描頭（與移動(dòng)部件固定）（與移動(dòng)部件固定）光柵尺光柵尺可移動(dòng)電纜可移動(dòng)

16、電纜固定固定u莫爾條紋形成的原理及特點(diǎn)莫爾條紋形成的原理及特點(diǎn)l兩光柵平行兩光柵平行-豎條紋豎條紋標(biāo)尺光柵移動(dòng)一個(gè)標(biāo)尺光柵移動(dòng)一個(gè)W，光電管接受光線亮暗一次，光電管接受光線亮暗一次 缺點(diǎn)：無(wú)法辨向缺點(diǎn)：無(wú)法辨向l兩光柵成微小角度兩光柵成微小角度-橫條紋橫條紋 （莫爾條紋）（莫爾條紋）形成黑白相間的條紋形成黑白相間的條紋光柵左右移動(dòng)，條紋上下移動(dòng)光柵左右移動(dòng)，條紋上下移動(dòng)-可辨向可辨向每移動(dòng)一個(gè)柵距每移動(dòng)一個(gè)柵距W，條紋移動(dòng)一個(gè)間距，條紋移動(dòng)一個(gè)間距BHl莫爾條紋的莫爾條紋的重要特性重要特性運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系l莫爾條紋近似與刻線垂直，當(dāng)夾角莫爾條紋近似與刻線垂直，當(dāng)夾角固定后，兩光柵固定后

17、，兩光柵相對(duì)左右移動(dòng)一個(gè)柵距相對(duì)左右移動(dòng)一個(gè)柵距W時(shí)，莫爾條紋上下或下上移時(shí)，莫爾條紋上下或下上移動(dòng)一個(gè)節(jié)距動(dòng)一個(gè)節(jié)距B，因此，可以通過(guò)檢測(cè)莫爾條紋的移動(dòng)，因此，可以通過(guò)檢測(cè)莫爾條紋的移動(dòng)條數(shù)和方向來(lái)判斷兩光柵相對(duì)位移的大小和方向。條數(shù)和方向來(lái)判斷兩光柵相對(duì)位移的大小和方向。位移放大關(guān)系位移放大關(guān)系誤差平均效應(yīng)誤差平均效應(yīng)l莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同形成，對(duì)光柵的刻莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同形成，對(duì)光柵的刻線誤差有平均作用。線誤差有平均作用。光強(qiáng)近似于正弦變化光強(qiáng)近似于正弦變化 在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對(duì)疊在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對(duì)疊合在

18、一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的夾合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的夾角角。在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過(guò)，形成亮帶；在兩。在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過(guò)，形成亮帶；在兩光柵刻線的錯(cuò)開(kāi)處，由于相互擋光作用而形成暗帶。光柵刻線的錯(cuò)開(kāi)處，由于相互擋光作用而形成暗帶。 光柵的刻線寬度光柵的刻線寬度W莫爾條紋的莫爾條紋的寬度寬度L L LW/ ，（為主為主光柵和光柵和指示光柵刻線的指示光柵刻線的夾角，弧度）夾角，弧度） 有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，主光柵與，主光柵與指示光柵的夾角指示光柵的夾角 =1.8 ，則：，則： 分辨

19、力分辨力 =柵距柵距W =1mm/50=0.02mm=20 m （由于柵距很小，因此無(wú)法觀察光強(qiáng)的變化）（由于柵距很小，因此無(wú)法觀察光強(qiáng)的變化） 莫爾條紋的莫爾條紋的寬度是柵距的寬度是柵距的32倍：倍： L W/ = 0.02mm/（1.8 *3.14/180 ） = 0.02mm/0.0314 = 0.637mm 由于較大，因此可以用小面積的光電池由于較大，因此可以用小面積的光電池“觀察觀察”莫爾條紋莫爾條紋光強(qiáng)的變化。光強(qiáng)的變化。 細(xì)分技術(shù)能在不細(xì)分技術(shù)能在不增加光柵刻線數(shù)及價(jià)增加光柵刻線數(shù)及價(jià)格的情況下提高光柵格的情況下提高光柵的分辨力。細(xì)分前，的分辨力。細(xì)分前，光柵的分辨力只有一光柵的

20、分辨力只有一個(gè)柵距的大小。采用個(gè)柵距的大小。采用4 4細(xì)分技術(shù)后，計(jì)數(shù)細(xì)分技術(shù)后，計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了脈沖的頻率提高了4 4倍，相當(dāng)于原光柵的倍，相當(dāng)于原光柵的分辨力提高了分辨力提高了3 3倍，倍，測(cè) 量 步 距 是 原 來(lái) 的測(cè) 量 步 距 是 原 來(lái) 的1/41/4，較大地提高了，較大地提高了測(cè)量精度。測(cè)量精度。細(xì)分前細(xì)分前細(xì)分后細(xì)分后 有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，細(xì)，細(xì)分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)為4細(xì)分細(xì)分，則：，則： 分辨力分辨力 =（1mm/50）/4=0.005mm=5 m 采用細(xì)分技術(shù)，采用細(xì)分技術(shù)，在不增加光柵在不增加光柵刻線數(shù)刻線數(shù)（成本）的情況下，將分辨力

21、提高了（成本）的情況下，將分辨力提高了3倍。倍。 內(nèi)部包含以下電路：放大、整形、內(nèi)部包含以下電路：放大、整形、細(xì)分、辨向、報(bào)警、阻抗變換等。細(xì)分、辨向、報(bào)警、阻抗變換等。數(shù)顯表數(shù)顯表X位移位移顯示顯示Z（Y）位移）位移顯示顯示三座標(biāo)三座標(biāo)數(shù)顯表數(shù)顯表 公制公制/英制轉(zhuǎn)換英制轉(zhuǎn)換絕對(duì)絕對(duì)/相對(duì)轉(zhuǎn)換相對(duì)轉(zhuǎn)換線性誤差補(bǔ)償線性誤差補(bǔ)償正反方向計(jì)算正反方向計(jì)算歸零歸零插值補(bǔ)償插值補(bǔ)償?shù)竭_(dá)目標(biāo)值停機(jī)到達(dá)目標(biāo)值停機(jī)PCD圓周分孔圓周分孔200組零位記憶組零位記憶電蝕深度目標(biāo)值顯示電蝕深度目標(biāo)值顯示實(shí)時(shí)工作位置顯示實(shí)時(shí)工作位置顯示掉電記憶掉電記憶 防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵光柵掃描頭光柵掃描頭被加工

22、工件被加工工件切削刀具切削刀具角編碼器角編碼器安裝在夾安裝在夾具的端部具的端部第二節(jié)第二節(jié) 速度的測(cè)量速度的測(cè)量一、用測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)量速度一、用測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)量速度 測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種微型電機(jī)，有直流和交流兩類。直流測(cè)測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種微型電機(jī)，有直流和交流兩類。直流測(cè)速電機(jī)的勵(lì)磁有永磁和電磁速電機(jī)的勵(lì)磁有永磁和電磁(它激它激)兩種。圖兩種。圖718是它激測(cè)是它激測(cè)速電機(jī)的測(cè)試電路。當(dāng)它的電樞隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電樞電速電機(jī)的測(cè)試電路。當(dāng)它的電樞隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電樞電路有電壓輸出，其值與被測(cè)軸轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)成正比，路有電壓輸出，其值與被測(cè)軸轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)成正比，因而可根據(jù)其輸出電壓的大小來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)速。因

23、而可根據(jù)其輸出電壓的大小來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)速。二、用定距測(cè)時(shí)法測(cè)量速度二、用定距測(cè)時(shí)法測(cè)量速度 定距測(cè)時(shí)法是通過(guò)測(cè)量被測(cè)件經(jīng)過(guò)一已知距離定距測(cè)時(shí)法是通過(guò)測(cè)量被測(cè)件經(jīng)過(guò)一已知距離S所需所需的時(shí)間的時(shí)間t，然后計(jì)算出其速度。該方法的關(guān)鍵是如何給定已，然后計(jì)算出其速度。該方法的關(guān)鍵是如何給定已知距離和測(cè)出被測(cè)件經(jīng)過(guò)此給定距離所需的時(shí)間。知距離和測(cè)出被測(cè)件經(jīng)過(guò)此給定距離所需的時(shí)間。 最簡(jiǎn)單的是用示波器同時(shí)記錄位移、時(shí)間脈沖信號(hào)的最簡(jiǎn)單的是用示波器同時(shí)記錄位移、時(shí)間脈沖信號(hào)的方法，見(jiàn)圖方法，見(jiàn)圖71，其中圖，其中圖a是它的測(cè)試系統(tǒng)框圖，圖是它的測(cè)試系統(tǒng)框圖，圖b為光為光線示波器在記錄紙上的記錄結(jié)果。曲線線示波器在

24、記錄紙上的記錄結(jié)果。曲線1是位移脈沖信號(hào)，是位移脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖等價(jià)于線位移每個(gè)脈沖等價(jià)于線位移S或角位移或角位移，相當(dāng)于給定距離。，相當(dāng)于給定距離。曲線曲線2是時(shí)間脈沖信號(hào)是時(shí)間脈沖信號(hào)(即時(shí)標(biāo)即時(shí)標(biāo))。若與位移。若與位移S或或，相對(duì)，相對(duì)應(yīng)的時(shí)標(biāo)脈沖數(shù)為應(yīng)的時(shí)標(biāo)脈沖數(shù)為n，時(shí)標(biāo)周期為，時(shí)標(biāo)周期為t0，則其時(shí)間為，則其時(shí)間為n t0而其而其速度速度(平均速度平均速度)可由下式算出可由下式算出 圖圖720是用計(jì)數(shù)器記錄時(shí)間的方法，圖是用計(jì)數(shù)器記錄時(shí)間的方法，圖a是其測(cè)試框圖，是其測(cè)試框圖，圖圖b是控制門輸入、輸出端的脈沖信號(hào)波形。其工作原理是：是控制門輸入、輸出端的脈沖信號(hào)波形。其工作原理是

25、：定距位移定距位移S或或經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和放大整形后變成方脈沖，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和放大整形后變成方脈沖，此方脈沖的上升沿與下降沿分別作為控制門的開(kāi)門與關(guān)門此方脈沖的上升沿與下降沿分別作為控制門的開(kāi)門與關(guān)門的控制信號(hào)，則計(jì)數(shù)器所計(jì)的時(shí)標(biāo)脈沖數(shù)的控制信號(hào)，則計(jì)數(shù)器所計(jì)的時(shí)標(biāo)脈沖數(shù)n就與定距位移就與定距位移S此所經(jīng)歷的時(shí)間此所經(jīng)歷的時(shí)間t成正比，即成正比，即tnt0。其中。其中t0為時(shí)標(biāo)的周為時(shí)標(biāo)的周期。那么在定距期。那么在定距S或或內(nèi)的平均速度可按上式求得。內(nèi)的平均速度可按上式求得。 圖圖721是用定距測(cè)時(shí)法測(cè)量錘頭打擊速度的例子。是用定距測(cè)時(shí)法測(cè)量錘頭打擊速度的例子。 三、用磁電式速度傳感器測(cè)量速度三、用磁

26、電式速度傳感器測(cè)量速度 磁電式線速度傳感器主要用于振動(dòng)測(cè)試中振動(dòng)速度的磁電式線速度傳感器主要用于振動(dòng)測(cè)試中振動(dòng)速度的測(cè)量，有相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。相對(duì)式傳感器既可用于兩測(cè)量，有相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。相對(duì)式傳感器既可用于兩振動(dòng)物體間的相對(duì)振動(dòng)速度測(cè)量，也可用于絕對(duì)振動(dòng)速度振動(dòng)物體間的相對(duì)振動(dòng)速度測(cè)量，也可用于絕對(duì)振動(dòng)速度的測(cè)量，但需要的測(cè)量，但需要個(gè)靜止的基座作為參考基準(zhǔn)。絕對(duì)式也個(gè)靜止的基座作為參考基準(zhǔn)。絕對(duì)式也稱慣性式速度傳感器，由于個(gè)需要參考基準(zhǔn)，使用時(shí)可直稱慣性式速度傳感器，由于個(gè)需要參考基準(zhǔn)，使用時(shí)可直接安裝在振動(dòng)體上進(jìn)行測(cè)量，因而在地面振動(dòng)測(cè)量、機(jī)械接安裝在振動(dòng)體上進(jìn)行測(cè)量，因而在地面振動(dòng)測(cè)量、機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試及振動(dòng)監(jiān)測(cè)與研究等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。振動(dòng)的測(cè)試及振動(dòng)監(jiān)測(cè)與研究等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。圖圖722為這種絕對(duì)式速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。為這種絕對(duì)式速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。四、用微分法求速度四、用微分法求速度1、用圖解微分法求速度、用圖解微分法求速度2、用微分電路的方法、用微分電路的方法 第三節(jié)第三節(jié) 加速度的測(cè)量加速度的測(cè)量一、線加速度的測(cè)量一、線加速度的測(cè)量 線加速度用加速度傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)定。加速度傳感器根據(jù)其線加速度用加速度傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)定。加速度傳感器根據(jù)其轉(zhuǎn)換器的形式分為應(yīng)變片式、差動(dòng)變壓器式和壓電式等。轉(zhuǎn)換器的形式分為應(yīng)變片式、差動(dòng)變壓器式和