常用机械量测试方法系统组成

1、常用机械量测试方法系统组成 常用机械量测试方法与系统组成常用机械量测试方法与系统组成 常用机械量测试方法系统组成 机械量检测 转速检测转速检测 2 加速度与振动检测加速度与振动检测4 力的检测力的检测 3 3 位移检测位移检测 3 1 常用机械量测试方法系统组成 机械量介绍 机械量包括长度、位移、速度、转角、转机械量包括长度、位移、速度、转角、转 速、力、力矩、振动等参数。速、力、力矩、振动等参数。 其中直线位移是机械量中最基本的参数；其中直线位移是机械量中最基本的参数； 速度是位移的时间微分；速度是位移的时间微分； 力或力矩可以使弹性体变形而产生位移；力或力矩可以使弹性体变形而产生位移； 由

2、牛顿定律可知加速度与作用力有关。由牛顿定律可知加速度与作用力有关。 机械量检测的主要任务：检测位移和力的机械量检测的主要任务：检测位移和力的 大小大小 常用机械量测试方法系统组成 按检测原理分类 常用机械量测试方法系统组成 位移检测 1、电容式位移检测方法 变极距法和变面积法 S C d d 1mm 常用机械量测试方法系统组成 变面积变面积( (S S) )型型 6 位移检测 常用机械量测试方法系统组成 变介质介电常数型变介质介电常数型 7 变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的厚度变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的厚度 、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变、液位

3、，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变 而改变来测量介质材料的温度、湿度等。而改变来测量介质材料的温度、湿度等。在电容器两极板在电容器两极板 间插入不同介质时，电容器的电容量也就不同。间插入不同介质时，电容器的电容量也就不同。 几种介质的相对介电常数几种介质的相对介电常数 常用机械量测试方法系统组成 8 常用机械量测试方法系统组成 位移检测 2、电感式位移检测方法 常用机械量测试方法系统组成 位移检测 3、差动变压器位移检测方法 互感式位移传感器，变压器一次线圈和上下对称 的两个二次线圈之间的互感强度随铁心的位置而 发生变化。 常用机械量测试方法系统组成 11 可见，自感可见，自感L是气

4、隙截面积和长度的函数，即是气隙截面积和长度的函数，即Lf(S,l) 如果如果S保持不变，则保持不变，则L为为l的单值函数，构成变隙式自感传的单值函数，构成变隙式自感传 感器；若保持感器；若保持l不变，使不变，使S随位移变化，则构成变截面式随位移变化，则构成变截面式 自感传感器。其特性曲线如图。自感传感器。其特性曲线如图。 l SN L 0 2 常用机械量测试方法系统组成 常用机械量测试方法系统组成 常用机械量测试方法系统组成 常用机械量测试方法系统组成 常用机械量测试方法系统组成 电涡流传感器电涡流传感器 电涡流效应演示电涡流效应演示 当电涡流线当电涡流线 圈与金属板的距圈与金属板的距 离离x

5、 减小时，电减小时，电 涡流线圈的等效涡流线圈的等效 电感电感L 减小，等减小，等 效电阻效电阻R 增大。增大。 感抗感抗XL 的变化比的变化比 R 的变化的变化 大大 得得 多，流过电涡流多，流过电涡流 线圈的电流线圈的电流 i1 增增 大。大。 No Image 常用机械量测试方法系统组成 电涡流效应动画演示电涡流效应动画演示 常用机械量测试方法系统组成 电磁炉内部的励磁线圈电磁炉内部的励磁线圈 常用机械量测试方法系统组成 电磁炉的工作原理图电磁炉的工作原理图 常用机械量测试方法系统组成 电涡流传感器电涡流传感器 常用机械量测试方法系统组成 电涡流传感器电涡流传感器 常用机械量测试方法系统

6、组成 电涡流传感器电涡流传感器 常用机械量测试方法系统组成 4电涡流表面探伤电涡流表面探伤 手持式裂纹测量仪手持式裂纹测量仪 油管探伤油管探伤 常用机械量测试方法系统组成 用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹 常用机械量测试方法系统组成 电涡流传感器探伤检测动画演示电涡流传感器探伤检测动画演示 常用机械量测试方法系统组成 5厚度测量厚度测量 测量前，可先用电涡流测厚仪对标准厚度的镀层测量前，可先用电涡流测厚仪对标准厚度的镀层 和铜箔作出和铜箔作出“厚度输出厚度输出”电压的标定曲线，以便测电压的标定曲线，以便测 量时对照。量时对照。 常用机械量测试方法系统组成 电涡流

7、涂层厚度仪电涡流涂层厚度仪 常用机械量测试方法系统组成 其它应用其它应用 电涡流传感器计数动画演示电涡流传感器计数动画演示 常用机械量测试方法系统组成 电涡流传感器轴心轨迹测量动画演示电涡流传感器轴心轨迹测量动画演示 常用机械量测试方法系统组成 位移检测 4、光纤位移检测方法 常用机械量测试方法系统组成 31 （1）球面光纤液位传感器）球面光纤液位传感器 12 (a)探头结构 (b) )检测原理 空气液体 LED PD 光由光纤的一端导入光由光纤的一端导入,在球状在球状 对折端部一部分光透射出去对折端部一部分光透射出去, 而另一部分光反射回来而另一部分光反射回来,由光由光 纤的另一端导向探测器

8、。反纤的另一端导向探测器。反 射光强的大小取决于被测介射光强的大小取决于被测介 质的折射率。被测介质的折质的折射率。被测介质的折 射率与光纤折射率越接近射率与光纤折射率越接近,反反 射光强度越小。显然射光强度越小。显然,传感器传感器 处于空气中时比处于液体中处于空气中时比处于液体中 时的反射光强要大。因此时的反射光强要大。因此,该该 传感器可用于液位报警。若传感器可用于液位报警。若 以探头在空气中时的反射光以探头在空气中时的反射光 强度为基准，则当接触水时强度为基准，则当接触水时 反射光强变化反射光强变化6dB7dB,接接 触油时变化触油时变化25dB30dB。 常用机械量测试方法系统组成 电

9、位计式传感器电位计式传感器 优点：优点： 结构简单、尺寸小、重量轻、精度高结构简单、尺寸小、重量轻、精度高(0.1% 0.05%)、 性能稳定、受环境因素影响小，可实现输出性能稳定、受环境因素影响小，可实现输出-输入任意函数输入任意函数 关系，输出信号较大，一般不用放大。关系，输出信号较大，一般不用放大。 缺点：缺点： 存在滑动触头与线圈等之间的摩擦，输入能量要求较存在滑动触头与线圈等之间的摩擦，输入能量要求较 大，且磨损降低寿命和可靠性，也会降低测量精度。大，且磨损降低寿命和可靠性，也会降低测量精度。 常用机械量测试方法系统组成 电位计分类电位计分类 按输出按输出-输输入特性入特性 线性电位

10、计线性电位计 非线性电位计非线性电位计 按结构形式按结构形式 线绕式线绕式在在传感器中应用较多传感器中应用较多 薄膜式薄膜式具具有较高的精度和线性特性有较高的精度和线性特性 光电式光电式无无摩擦和磨损，分辨率高摩擦和磨损，分辨率高 常用机械量测试方法系统组成 线绕电位计的工作原理线绕电位计的工作原理 根据欧姆定律：根据欧姆定律： l R A 以线位移型为例：以线位移型为例： 若变阻器式：若变阻器式： xR x RRSx L SR 电阻灵敏度：表示电刷单位位移能引起的电阻灵敏度：表示电刷单位位移能引起的 输出电阻的变化量输出电阻的变化量 若分压器式：若分压器式： cV x UUSx L SV 电

11、压灵敏度：表示电刷单位位移能引起的输电压灵敏度：表示电刷单位位移能引起的输 出电压的变化量出电压的变化量 SR、SV均是常数均是常数 常用机械量测试方法系统组成 变阻器式传感器产品变阻器式传感器产品 常用机械量测试方法系统组成 案例：重量的自动检测案例：重量的自动检测-配料设备配料设备 比较比较 重量设定 原材料原材料 原理：弹簧原理：弹簧-力力-位移位移 -电位器电位器-电阻电阻 常用机械量测试方法系统组成 案例：煤气包储量检测案例：煤气包储量检测 煤气包煤气包 钢丝钢丝 原理：钢丝原理：钢丝-收线圈数收线圈数 -电位器电位器 -电阻电阻 常用机械量测试方法系统组成 案例：玩具机器人（广州中鸣数码案例：玩具机器人（广州中鸣数码 ） 原理：电机原理：电机-转角转角 -电位器电位器 -电阻电阻 常用