位移測量實例

關(guān)于位移測量實例第1頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三4．3．1一般線位移測量在工程技術(shù)中，測量機械零件的長度、厚度和液位等，實際上都是利用不同的位移傳感器進行線位移的測量。(1)電感式滾柱直徑分選裝置以往用人工測量和分選軸承用滾柱的直徑是一件十分費時且容易出錯的工作。第2頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三圖4.23是電感式滾柱直徑分選裝置的示意圖。由機械排序裝置送來的滾柱按順序進入電感測微儀。電感測微儀的測桿在電磁鐵的控制下，先提升到一定的高度，讓滾柱進入其正下方，然后電磁鐵釋放，銜鐵向下壓住滾柱，滾柱的直徑?jīng)Q定了銜鐵位移的大小。電感傳感器的輸出信號送到計算機，計算機直徑的偏差值。已測量的滾柱被機械裝置推出電感測微儀，這時相應(yīng)的翻板打開，滾柱落入與其直徑偏差相對應(yīng)的容器中。第3頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三(2)電感式仿形機床在加復(fù)雜機械零件時，采用仿形加工是一種較簡單的方法。較長4.24是電感式（或差動變壓器式）仿形機床的示意圖。第4頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三假設(shè)被加工的工件為凸輪。機床的左邊轉(zhuǎn)軸上固定一個已加工好的標(biāo)準(zhǔn)凸輪。毛坯固定在右邊的轉(zhuǎn)軸上，左、右兩軸同步旋轉(zhuǎn)。銑刀與電感測微儀安裝在由伺服電機驅(qū)動的、可以沿著立柱的導(dǎo)軌上、下移動的龍門架上。電感測微儀的硬質(zhì)合金測端與標(biāo)準(zhǔn)凸輪外表輪廓接觸。當(dāng)銜鐵不在差動電感線圈的中心位置時，測微儀有輸出。輸出電壓經(jīng)伺服放大器放大后，伺服電機正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）。帶動龍門框架上移（或下移），直到測微儀的銜鐵恢復(fù)到差動電感線圈的中間位置為止。龍門框架的上下位置決定了銑刀的切削深度。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)凸輪轉(zhuǎn)過一具微小的角度時，銜鐵再一次被頂高（或下降），測微儀必然有輸出，伺服電機轉(zhuǎn)動，使銑刀也上升（或下降），從而減?。ɑ蛟黾樱┣邢魃疃取＿@個過程一直持續(xù)到加工出與標(biāo)準(zhǔn)凸輪完全一樣的工件為止。第5頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三

從圖4.23中的虛線可以看出，批量眾多的滾柱直徑偏差的概率分布符合隨機誤差的正態(tài)分布。上述測量和分選步驟均是在計算機控制下進行的。第6頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三(3)石棉紙厚度的在線測量厚度檢測包括金屬或非金屬帶材或箔材之厚度、涂層厚度等的測量。利用非接觸式位移傳感器在線測量石棉紙厚度的工作原理如圖4.25所示。由圖可知，從輸送帶送來的紙漿由于下缸的擠壓，使其在冷缸6表面形成石綿紙5，隨著輸送帶的不斷輸送和冷缸的不斷旋轉(zhuǎn)，使石棉紙越來越厚。第7頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三當(dāng)厚度增加時，塑料滾輪4連同導(dǎo)桿2一起向上移動。非接觸式位移傳感器3（渦流式位移傳感器極距變化型電容傳感器）的測頭與導(dǎo)桿上端面之間的間隙變化量即反映了石棉紙厚度的變化量。由傳感器所測得的石棉紙厚度信號經(jīng)中間變換器變換成電壓信號，然后經(jīng)A/D；轉(zhuǎn)換器送入計算機進行數(shù)據(jù)處理，并由顯示器石棉紙厚度的變化。當(dāng)石棉紙的厚度達(dá)到所要求的尺寸時，檢測儀內(nèi)所設(shè)置的報警器即發(fā)出聲光報警信號或向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令。第8頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三(4)物位的測量在生產(chǎn)過程中常遇到大量的固體和液體物料，存放在容器中或堆放在場地上，并占有一定的高度，上高度還有可能是隨時間變化的。對此高度的測量稱為物位測量。液體表面的位置、散粒狀物質(zhì)表面的位置以及不同比重互不相溶液體的分界面位置等的測量均屬于物位測量。第9頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三物位測量多是將物位轉(zhuǎn)換成位移量來進行測量的，它也是位移測量應(yīng)用較多的一個方面。電容式液位傳感器是利用被測介質(zhì)液面變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種介質(zhì)變化型電容式傳感器。圖4.26a是用于被測介質(zhì)是非導(dǎo)電物質(zhì)時的電容式傳感器。當(dāng)被測液面變化時，兩電極間的介電常數(shù)隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容量的變化。圖4.26b適用于測量導(dǎo)電液體的液位。液面變化時相當(dāng)于外電極的面積在改變，這是一種變面積型電容傳感器。第10頁，講稿共12頁，2023年5月2日，星期三沉筒式液位儀是一種常用的液位測量儀器。沉筒式液位儀的測量元件是浸沉于液體中的沉筒。由于液位的變化將浮力變化，此浮力再以位移或力的變化形式使傳感器發(fā)出相應(yīng)的信號。如圖4.27所示。沉筒由固定段1浮力段1｀兩部分組成。為適應(yīng)不同的介質(zhì)和量程，浮力段是可調(diào)換的。沉筒所反映的液位變化——浮力變化，通過測量彈簧2線性地轉(zhuǎn)換成銜鐵4的位移變化。銜鐵的位移化再由差動變壓器轉(zhuǎn)換成與之成正比的輸出電壓ey的變化，因此輸出電壓的變化就反映了液位的變化。沉筒