第一節(jié)概述課件知識(shí)課件

第一節(jié)概述第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用第二節(jié)常用的位移傳感器2第一節(jié)概述位移測(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,來(lái)選擇或設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng).由于在不同的場(chǎng)合下對(duì)位移測(cè)量的精度要求不同，形成了多種多樣的位移傳感器及其相應(yīng)的測(cè)量電路或系統(tǒng)3第一節(jié)概述表6-1一些常用的位移傳感器及其性能特點(diǎn)4第二節(jié)常用的位移傳感器一、滑線電阻式位移傳感器滑線電阻的結(jié)構(gòu)形式有纏繞式和單絲式?；€電阻式位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、輸出大、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但由于觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)有機(jī)械摩擦，其使用壽命受限、分辨率較低、輸出信號(hào)噪聲大、不宜用于頻率較高時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量上圖c為橋式測(cè)量電路，供橋電源為具有一定精度的直流穩(wěn)壓電源，電橋的輸出直接用光線示波器顯示。6二、應(yīng)變片式位移傳感器第二節(jié)常用的位移傳感器應(yīng)變片式位移傳感器的測(cè)量原理：利用一彈性元件把位移量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變量，而后用應(yīng)變片、應(yīng)變儀等測(cè)量記錄。應(yīng)變片式位移傳感器如圖6-2所示。

a懸臂梁及貼片b應(yīng)變片接橋圖6-27第二節(jié)常用的位移傳感器二、應(yīng)變片式位移傳感器對(duì)于等斷面梁，貼片處的應(yīng)變與位移間的關(guān)系為或式中l(wèi)、h為梁的長(zhǎng)度、厚度

X為從自由端到貼片處距離這種測(cè)量方法一般只用于小位移<250m的情況下。8第二節(jié)常用的位移傳感器二、應(yīng)變片式位移傳感器圓環(huán)和半圓環(huán)式彈性元件及其貼片和接橋如圖示。9第二節(jié)常用的位移傳感器圓環(huán)或半圓環(huán)彈性元件，當(dāng)它在被測(cè)位移δ的作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和應(yīng)變，其應(yīng)變值與位移成正比。由于這種方法直接測(cè)量的位移量較小，為了擴(kuò)大其量程，可通過(guò)一些裝置將小位移進(jìn)行變換。下面所示就是用一斜面將小位移變換成大位移的裝置二、應(yīng)變片式位移傳感器10第二節(jié)常用的位移傳感器圖6-4是用一斜面將小位移變換成大位移的裝置。二、應(yīng)變片式位移傳感器圖6-411第二節(jié)常用的位移傳感器三、差動(dòng)變壓器式位移傳感器圖6-5示出了差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)和接線情況。1一次側(cè)線圈2、3二次側(cè)線圈4鐵心圖6-512第二節(jié)常用的位移傳感器差動(dòng)變壓器的差動(dòng)整流電路如圖所示。三、差動(dòng)變壓器式位移傳感器13第二節(jié)常用的位移傳感器三、差動(dòng)變壓器式位移傳感器差動(dòng)整流電路與相後檢測(cè)電路的功能基本相同，雖然檢波效率低，但其測(cè)量線路簡(jiǎn)單，故用得也很多，差動(dòng)變壓器的最后輸出一般可用示波器直接顯示。由于示波器振子的內(nèi)阻都很小，當(dāng)差動(dòng)變壓器的測(cè)量電路是電壓輸出時(shí)，振子回路應(yīng)接入電阻，以保證線性差動(dòng)變壓器式位移測(cè)量系統(tǒng)具有精度較高、性能穩(wěn)定、線性范圍大、輸出大、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。由于可動(dòng)鐵心具有一定的質(zhì)量，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性較差。14第二節(jié)常用的位移傳感器四、光電脈沖式位移傳感器光電脈沖式位移傳感器：實(shí)際上是一個(gè)位移—數(shù)字編碼器，工作時(shí)可將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成數(shù)量的電脈沖信號(hào)輸出。光電脈沖式位移傳感器的組成及其工作原理如圖6-7所示。1圓盤(pán)2被測(cè)軸3光源4光敏二極管5平板圖6-715第二節(jié)常用的位移傳感器圖a是測(cè)量角位移的透射光電脈沖轉(zhuǎn)換器。圓盤(pán)1與測(cè)軸2一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，照射到光敏二極管4上的光線就會(huì)時(shí)有時(shí)無(wú)，通過(guò)光敏二極管的光電效應(yīng)以及測(cè)量電路的變換就輸出電脈沖；電脈沖的數(shù)目與光線的通斷交數(shù)成正比，根據(jù)脈沖數(shù)目就可測(cè)出被測(cè)軸的轉(zhuǎn)角。圖b是測(cè)量線位移的反射式光電脈沖轉(zhuǎn)換器。工作原理與透射式的基本相同，不同點(diǎn)在于照射光敏二極管的光是靠反射光。四、光電脈沖式位移傳感器16第二節(jié)常用的位移傳感器光電脈沖式位移傳感器的后續(xù)測(cè)量電路和顯示記錄裝置如圖6-8的框圖所示。四、光電脈沖式位移傳感器圖6-817第二節(jié)常用的位移傳感器用上述方法，無(wú)法判斷位移的正負(fù)方向，在需要判斷方向的場(chǎng)合，需要多加一個(gè)光電管和一套測(cè)量電路。兩光敏二極管的裝設(shè)位置如圖6-9所示。四、光電脈沖式位移傳感器圖6-918第二節(jié)常用的位移傳感器判斷位移方向的電路框圖如圖6-10所示。四、光電脈沖式位移傳感器當(dāng)用示波器記錄時(shí)，可用兩個(gè)或三個(gè)振子分別記錄方向信號(hào)和脈沖信號(hào)，處理數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行加減處理，才得真實(shí)位移。用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)，要用可逆計(jì)算器、方向信號(hào)（＋）、（－）控制計(jì)數(shù)器的“加”、“減”法運(yùn)算、脈沖信號(hào)作計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈動(dòng)，計(jì)算所記錄的脈沖數(shù)就與實(shí)際位移成正比。

圖6-1019

第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)誤差是指在回轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)軸線偏離理想位置而出現(xiàn)的附加運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)誤差是回轉(zhuǎn)軸上任何發(fā)生與軸線平行的移動(dòng)和在垂直于軸線的平面內(nèi)的移動(dòng)。前一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的端面運(yùn)動(dòng)誤差，后一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)誤差。端面運(yùn)動(dòng)誤差因測(cè)量點(diǎn)所在半徑位置不同而異，徑向運(yùn)動(dòng)誤差則因測(cè)量點(diǎn)所在的軸向位置不同而異。所以在討論運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，應(yīng)指明測(cè)量點(diǎn)的位置。20第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量測(cè)量一根通用的回轉(zhuǎn)軸的徑向運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，可將參考坐標(biāo)選在軸承支承孔上。這時(shí)運(yùn)動(dòng)誤差所表示的是回轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)軸線對(duì)于支承孔的相對(duì)位移，它主要反映軸承的回轉(zhuǎn)質(zhì)量。任意徑向截面上的徑向誤差運(yùn)動(dòng)可采用置于x、y方向的兩只位移傳感器來(lái)分別檢測(cè)徑向運(yùn)動(dòng)誤差在x、y方向的分量。在任何時(shí)刻兩分量的矢量和就是該時(shí)刻徑向運(yùn)動(dòng)誤差矢量。這種測(cè)量方式稱為雙向測(cè)量法。由于種種原因，有時(shí)不必測(cè)量總的徑向運(yùn)動(dòng)誤差，而只需測(cè)量它在某個(gè)方向的分量，則可將一只傳感器置于該方向來(lái)檢測(cè)。這種方式稱為單向測(cè)量法。21第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量雙向測(cè)量法，如圖6-11所示Tx,Ty位移傳感器M1M2測(cè)量?jī)x圖6-1122單向測(cè)量法，如圖6-12所示。一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用T位移傳感器M測(cè)量?jī)x圖6-1223傳感器見(jiàn)到的位移信號(hào)是很復(fù)雜的，如圖6-13所示。一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用圖6-1324第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用二、物位測(cè)量在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到大量的固體和液體物料，存放在容器中或堆在場(chǎng)地上，并占有一定的高度，此高度還可能是隨時(shí)間而變化的。對(duì)此高度的測(cè)量稱為物位測(cè)量。多種不同轉(zhuǎn)換原理的位移傳感器可用于物位測(cè)量。下面介紹其中的兩種。25二、物位測(cè)量1、沉筒式液位變送器帶有差動(dòng)變壓器的沉筒式液位變送器的沉筒由固定段1和浮力段2兩部分組成。如圖6-14。第三節(jié)位移測(cè)量的應(yīng)用1沉筒固定段2沉筒浮力段2測(cè)量彈簧4差動(dòng)變壓器5銜鐵6密封隔離筒