機械工程測試位移測量

機械工程測試位移測量第一頁，共十五頁，2022年，8月28日

第二節(jié)常用位移傳感器一、滑線電阻式位移傳感器滑線電阻式位移傳感器工作過程:被測位移量ΔXΔRΔU外接電路優(yōu)點；結(jié)構(gòu)簡單，性能較穩(wěn)定，使用方便。缺點；受阻經(jīng)直徑影響，分辯率不高，運用檢測精度不高的場合，噪聲大.第二頁，共十五頁，2022年，8月28日

電阻式位移傳感器的性能及特點

型式滑線式變阻器線位移角位移線位移角位移測量范圍1～300mm*0～360°1～1000mm*0～60r精確度±0.1%±0.1%±0.5%±0.5%直線性±0.1%±0.1%±0.5%±0.5%特點分辨力較好，可靜態(tài)或動態(tài)測量。機械結(jié)構(gòu)不牢固結(jié)構(gòu)牢固，壽命長，但分辨力差，電噪聲大第三頁，共十五頁，2022年，8月28日

二、應變片式位移傳感器利用彈性元仵把位移量轉(zhuǎn)換成應變量應變式位移傳感器工作過程:被測位移量ΔX測桿運動彈性元件(懸臂梁)產(chǎn)生應變彈簧作用貼應變片電阻ΔR外接電路電量輸出第四頁，共十五頁，2022年，8月28日

電阻應變式位移傳感器的性能及特點

型式非粘貼的粘貼的半導體的測量范圍±0.15%應變±0.3%應變±0.25%應變精確度±0.1%±2%～3%±2%～3%直線性±1%±1%滿刻度±20%特點不牢固牢固，使用方便，需溫度補償和高絕緣電阻輸出幅值大，溫度靈敏性高第五頁，共十五頁，2022年，8月28日

差動變壓器式位移傳感器工作過程:被測位移量ΔX測桿運動衡鐵在線圈中運動電感量ΔM變代電量Δe外接電路第六頁，共十五頁，2022年，8月28日

電感式位移傳感器的性能及特點

型式自感式差動變壓器渦電流式微動同步器旋轉(zhuǎn)變壓器變氣隙型螺管型測量范圍±0.2mm1.5～2mm±0.08～75mm*±2.5～±250mm*±10°±60°精確度±1%±1%±0.5％±1～3%±1%±1%直線性±3%±3%±0.5%＜3%±0.05%±0.1%特點只適用于用于微小位移測量測量范圍較寬使用方便可靠，動態(tài)性能較差分辨力好，受到磁場干擾時需屏蔽分辨力好，受被測物體材料，形狀加工質(zhì)量影響非線性誤差與變壓比和測量范圍有關(guān)第七頁，共十五頁，2022年，8月28日

電容式位移傳感器的性能及特點

型式變面積變間距測量范圍10-3～1000mm*10-5～10mm*精確度±0.005%0.1%直線性±1%1%特點受介電常數(shù)因環(huán)境溫度，濕度而變化的影響分辨力很好，但測量范圍很小，只能在小范圍內(nèi)近似地保存線性第八頁，共十五頁，2022年，8月28日

第三節(jié)位移測量的應用

一、回轉(zhuǎn)軸徑向運動誤差的測量回轉(zhuǎn)軸運動誤差是指在回轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)軸線偏離理想位置而出現(xiàn)的附加運動?；剞D(zhuǎn)軸運動誤差的測量，無論對于精密機床主軸的運動精確度，還是對于大型、高速機組（例如汽輪機一發(fā)電機組）的安全運行都有重要意義。運動誤差是回轉(zhuǎn)軸上任何一點發(fā)生與軸線平行的移動和在垂直于軸線的平面內(nèi)的移動。前一種移動稱為該點的端面運動誤差，后一種移動稱為該點的徑向運動誤差。端面運動誤差因測量點所在半徑位置不同而異，徑向運動誤差則因測量點所在的軸向位置不同而異。第九頁，共十五頁，2022年，8月28日

1.雙向測量法任意徑向截面上的徑向誤差運動可采用置于x、y方向的兩只位移傳感器來分別檢測徑向運動誤差在x、y方向的分量。在任何時刻兩分量的矢量和就是該時刻徑向運動誤差矢量。2.單向測量法有時只需要測量運動誤差在某個方向上的分量（例如分析機床主軸的運動誤差對加工形狀的影響），則可將一只位移傳感器置于該方向來檢測。測量時必須利用基準面來“體現(xiàn)”回轉(zhuǎn)軸線。通常是選用具有高圓度的圓球或圓環(huán)來作為基準面。直接采用回轉(zhuǎn)軸上的某一回轉(zhuǎn)表面來作為基準面雖然可行，但由于該表面的形狀誤差不易滿足測量要求，測量精確度較差。第十頁，共十五頁，2022年，8月28日

用雙向測量法測量軸的徑向運動誤差設(shè)Oo為理想回轉(zhuǎn)中心，Om為基準球的幾何中心，Or為瞬時回轉(zhuǎn)中心，e為基準球的安裝偏心，θ為轉(zhuǎn)角，并令e與x軸平行時θ=0，r(θ)為徑向運動誤差。若基準球半徑Rm遠遠大于偏心e和徑向運動誤差r(θ)，則兩傳感器檢測到的位移信號dx和dy分別為：位移傳感器位移傳感器測量儀測量儀第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日

第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日

右側(cè)第一、二項分別為偏心e和運動誤差r(θ)在x、y方向上的投影，而第三項則為基準球上相差90°的兩對應點處的形狀誤差。由此可見：在圓球形狀誤差可忽略的情況下，dx和dy是圓球中心的位移在x、y兩方向上的分量。形位誤差測量是將被測要素和理想要素進行比較，從而用數(shù)值描述實際要素與理想要素形狀或位置上的差異。每個參數(shù)的測量過程包括測量和評定兩個階段。第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日

二、物位的測量物位是液位、料位、以及界面位置的總稱。具體的液位如罐、塔、槽等容器中液體或河道、水庫中水的表面位置高度；料位如倉庫、料斗、倉儲箱內(nèi)堆積物體的高度；界面位置一般指固體與液體或兩種不相溶、密度不同的液體之間存在的界面。測量物位有時是為了測知容器中物體的存量；有時是為了對容器中的物料進行監(jiān)控，調(diào)