机械工程测试位移测量优秀PPT.ppt

机械工程测试位移测量你现在浏览的是第一页，共15页第二节第二节 常用位移传感常用位移传感器器一、滑线电阻式位移传感器一、滑线电阻式位移传感器滑线电阻式位移传感器工作过程滑线电阻式位移传感器工作过程:被测位移量被测位移量XRU外接电路外接电路优点；结构简单，性能较稳定，使用方便。优点；结构简单，性能较稳定，使用方便。缺点；受阻经直径影响，分辩率不高，运用检测精缺点；受阻经直径影响，分辩率不高，运用检测精度不高的场合，噪声大度不高的场合，噪声大.你现在浏览的是第二页，共15页 电阻式位移传感器的性能及特点电阻式位移传感器的性能及特点 型式滑线式变阻器线位移角位移线位移角位移测量范围1300mm*036011000mm*060r精确度0.1%0.1%0.5%0.5%直线性0.1%0.1%0.5%0.5%特点分辨力较好，可静态或动态测量。机械结构不牢固结构牢固，寿命长，但分辨力差，电噪声大你现在浏览的是第三页，共15页二、应变片式位移传感器二、应变片式位移传感器利用弹性元仵把位移量转换成应变量利用弹性元仵把位移量转换成应变量应变式位移传感器工作过程应变式位移传感器工作过程:被测位移量被测位移量X测杆运动测杆运动弹性元件弹性元件(悬臂梁悬臂梁)产生应变产生应变弹簧作用弹簧作用贴贴应变片应变片电阻电阻R外接电路外接电路电量输出电量输出你现在浏览的是第四页，共15页 电阻应变式位移传感器的性能及特点电阻应变式位移传感器的性能及特点 型式非粘贴的粘贴的半导体的测量范围0.15%应变0.3%应变0.25%应变精确度0.1%2%3%2%3%直线性1%1%满刻度20%特点不牢固牢固，使用方便，需温度补偿和高绝缘电阻输出幅值大，温度灵敏性高你现在浏览的是第五页，共15页差动变压器式位移传感器差动变压器式位移传感器工作过程工作过程:被测位移量被测位移量X测杆运动测杆运动衡铁在线圈中运动衡铁在线圈中运动电感量电感量M变代变代电量电量e外接电路外接电路你现在浏览的是第六页，共15页电感式位移传感器的性能及特点电感式位移传感器的性能及特点 型式自感式差动变压器涡电流式微动同步器旋转变压器变气隙型螺管型测量范围0.2mm1.52mm 0.0875mm*2.5250mm*1060精确度1%1%0.513%1%1%直线性3%3%0.5%3%0.05%0.1%特点只适用于用于微小位移测量测量范围较宽使用方便可靠，动态性能较差分辨力好，受到磁场干扰时需屏蔽分辨力好，受被测物体材料，形状加工质量影响非线性误差与变压比和测量范围有关你现在浏览的是第七页，共15页电容式位移传感器的性能及特点电容式位移传感器的性能及特点 型式变面积变间距测量范围10-31000mm*10-510mm*精确度0.005%0.1%直线性1%1%特点受介电常数因环境温度，湿度而变化的影响分辨力很好，但测量范围很小，只能在小范围内近似地保存线性你现在浏览的是第八页，共15页第三节第三节 位移测量的应用位移测量的应用 一、回转轴径向运动误差的测量一、回转轴径向运动误差的测量回转轴运动误差是指在回转过程中回转轴线偏离理想位置而出现回转轴运动误差是指在回转过程中回转轴线偏离理想位置而出现的附加运动。回转轴运动误差的测量，无论对于精密机床主轴的的附加运动。回转轴运动误差的测量，无论对于精密机床主轴的运动精确度，还是对于大型、高速机组（例如汽轮机一发电机组）运动精确度，还是对于大型、高速机组（例如汽轮机一发电机组）的安全运行都有重要意义。的安全运行都有重要意义。运动误差是回转轴上任何一点发生与轴线平行的移动和在垂运动误差是回转轴上任何一点发生与轴线平行的移动和在垂直于轴线的平面内的移动。前一种移动称为该点的端面运动直于轴线的平面内的移动。前一种移动称为该点的端面运动误差，后一种移动称为该点的径向运动误差。误差，后一种移动称为该点的径向运动误差。端面运动误差端面运动误差因测量点所在半径位置不同而异，因测量点所在半径位置不同而异，径向运动误差径向运动误差则因测量点所在的轴向位置不同而异。则因测量点所在的轴向位置不同而异。你现在浏览的是第九页，共15页1.1.双向测量法双向测量法 任意径向截面上的径向误差运动可采用置于任意径向截面上的径向误差运动可采用置于x x、y y方向的两方向的两只位移传感器来分别检测径向运动误差在只位移传感器来分别检测径向运动误差在x x、y y方向的分量。在任方向的分量。在任何时刻两分量的矢量和就是该时刻径向运动误差矢量。何时刻两分量的矢量和就是该时刻径向运动误差矢量。2.2.单向测量法单向测量法有时只需要测量运动误差在某个方向上的分量（例如分析机床有时只需要测量运动误差在某个方向上的分量（例如分析机床主轴的运动误差对加工形状的影响），则可将一只位移传感器主轴的运动误差对加工形状的影响），则可将一只位移传感器置于该方向来检测。置于该方向来检测。测量时必须利用基准面来测量时必须利用基准面来“体现体现”回转轴线。通常是选用具回转轴线。通常是选用具有有高圆度高圆度的的圆球圆球或或圆环圆环来作为基准面。直接采用回转轴上来作为基准面。直接采用回转轴上的某一回转表面来作为基准面虽然可行，但由于该表面的的某一回转表面来作为基准面虽然可行，但由于该表面的形状误差不易满足测量要求，测量精确度较差。形状误差不易满足测量要求，测量精确度较差。你现在浏览的是第十页，共15页用双向测量法测量轴的径向运动误差用双向测量法测量轴的径向运动误差 设设OoOo为理想回转中心，为理想回转中心，OmOm为基准球的几何中心，为基准球的几何中心，OrOr为瞬时回转中为瞬时回转中心，心，e e为基准球的安装偏心，为基准球的安装偏心，为转角，并令为转角，并令e e与与x x轴平行时轴平行时=0=0，r r()为径向运动误差。若基准球半径为径向运动误差。若基准球半径RmRm远远大于偏心远远大于偏心e e和径向和径向运动误差运动误差r r()，则两传感器检测到的位移信号，则两传感器检测到的位移信号dxdx和和dydy分别为：分别为：位移传感器位移传感器位移传感器位移传感器测量仪测量仪测量仪测量仪你现在浏览的是第十一页，共15页你现在浏览的是第十二页，共15页右侧第一、二项分别为偏心右侧第一、二项分别为偏心e e和运动误差和运动误差r r()在在x x、y y方向上的投方向上的投影，而第三项则为基准球上相差影，而第三项则为基准球上相差9090的两对应点处的形状误差。的两对应点处的形状误差。由此可见：由此可见：在圆球形状误差可忽略的情况下，在圆球形状误差可忽略的情况下，dxdx和和dydy是圆球中心的位移在是圆球中心的位移在x x、y y两方向上的分量。两方向上的分量。形位误差测量是将形位误差测量是将被测要素被测要素和和理想要素理想要素进行进行比较比较，从而用数值描，从而用数值描述实际要素与理想要素形状或位置上的差异。每个参数的测量过述实际要素与理想要素形状或位置上的差异。每个参数的测量过程包括测量和评定两个阶段。程包括测量和评定两个阶段。你现在浏览的是第十三页，共15页二、物位的测量二、物位的测量 物位是液位、料位、以及界面位置的总称。具体的液位如物位是液位、料位、以及界面位置的总称。具体的液位如罐、塔、槽等容器中液体或河道、水库中水的表面位置高罐、塔、槽等容器中液体或河道、水库中水的表面位置高度；料位如仓库、料斗、仓储箱内堆积物体的高度；界面度；料位如仓库、料斗、仓储箱内堆积物体的高度；界面位置一般指固体与液体或两种不相溶、密度不同的液体之位置一般指固体与液体或两种不相溶、密度不同的液体之间存在的界面。间存在的界面。测量物位有时是为了测知容器中物体的存量；有时是为了对测量物位有时是为了测知容器中物体的存量；有时是为了对容器中的物料进行监控，调节其进出速度，或在物位接近极容器中的物料进行监控，调节其进出速度，或在物位接近极限位置时能提前报警。前者为物位的静态测量，后者需采用限位置时能提前报警。前者为物位的静态测量，后者需采用动态连续的测量方法。动态连续的测量方法。你现在浏览的是第十四页，共15页r1r2hxh测液面高度测液面高度内外极板间要加绝缘层！内外极板间要加绝缘层！你现在浏览的是第十五页，共15页