工件尺寸测量

1、寸录 任务说明 二任务说明 三总体设计方案 四测量电路与典型器件选择 五系统误差分析与评价 亠、任务说明 任务用途 用于测量工件尺寸，待测工件如图所示， 要求具备测量数据自动记录和打印功能，并 对不合格工件给出相应的报警和控制信号 任务要求 1、确定测量方法，并说明其测量原理； 2、选定传感器类型，并说明理由 任务说明： 允许误差： 长度：土 0.1mm 厚 度：土 0.02mm 宽度：土 0.06mm 二、传感器的选型 电容式 结构简单，非接触测量，灵敏度高，分辨率 也高，但是容易受电磁干扰，受温度影响大， 存在寄生电容等缺点 电涡流 结构简单，灵敏度高，抗干扰能力强，不受 油污等介质影响，

2、非接触测量，寿命长存在 交流零电位信号，不易用于高频测量 超声波 能定点及连续测量物位，并提供遥控信号， 能实现非接触测量，寿命长，主要用于测量 液位，但是其成本相比前者要昂贵 压电式 结构简单，信噪比大，工作可靠，质量轻， 应变片受力的最初阶段接触电阻随压力变 化而产生非线性误差，影响灵敏度 分析与改进 通过以上各类传感器的比较，我们可以 看出，电涡流式的传感器最适合我们测量工 件的尺寸，所以，我们选择电涡流式传感器。 考虑到被测工件在被测面上，由于被测 面的不平整而造成的影响，在被测工件的 上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同 的涡流传感器L1和L2。这样就提高了测量 的精确度，减小了测

3、量误差，具体改进测量 图如下： 改进型的电涡流传感器 测量电路可行性分析 为了克服被测工件在被测面上，由于被测面 的不平整而造成的影响，在被测工件的上、 下两侧对称地设置了两个特性完全相同的 涡流传感器L1和L2。L1和L2与被测工件 表面之间的距离分别为 di和d2。若被测工 件厚度不变，则被测工件上、下表面之间的 距离总有d1+d2=k（常数）的关系存在。两传 感器的输出电压之和为 2Uo,数值不变。如 果被测工件厚度改变量为 L,则两传感器 与被测工件之间的距离也改变一个 L,两 传感器输出电压此时为 2Uo U。 U经 放大器放大后，通过指示仪表即可指示出被 测工件的厚度变化值。被测工

4、件厚度给定 值与偏差指示值的代数和就是被测工件的 厚度。同理，我们可以测出工件的宽度和长 三、总体设计方案 I 控制电路控制电路 图一:反射式电涡流测量原理框图 框图相关说明 第一步：先把测量开关置于测厚时，当把被 测工件置于非金属表面时，这时传感器的上 下的L1、L2各自被测工件表面间就会产生 涡流效应，从而引起 L1、L2的变化。在接 口电路中，L1的变化引起了电桥的不平衡输 出经线性放大和检波，再经 F/V转换，就可 以输出一个与被测量成比例的电压值。 同理，L2也输出一个这样的电压值， 两 个电压值在加法器内进行运算后输出到减 法器，我们给减法器给定一个标准参考电 压，这两个电压在减法

5、器里继续运算，输出 后的电压经A/D转换后输入微机。 当电压值低于或大于某个值的时候，微机控 制其该电压值输入到报警器， 报警器报警的 同时把信号输出到控制电路， 从而让控制电 路控制相关设备去除不合格的工件；当电压 值在某个值范围内时，由微机控制该信号输 入到数字显示表中，从而检验该工件为合格 品。进而输入到数据记录电路中进行数据记 录，与此同时也打印出该数据。 第二步：把开关置于测宽开关时，与 上同理可以检测出其宽度。 第三步：把开关置于测长开关时，与 上同理可以检测出其长度。 传感器的主要技术指标 精确度 3% 非在线 线性度 1 % 3% 允许误差 长度：土 0.1mm 宽度：士 0.

6、0 6mm 厚度：土 0.0 2mm 工作温度 -10-50 C工件尺寸 金属 10 mm （长） x 6（宽） 器件名称 器件型号 器件数量 电容C 导线 若干 6个 电阻R 1只 1个 电感L1 电感L2 晶体振荡器 数字电压表 检波器 1个 1个 1个 mm X 2 mm （厚） 系统误差分析与评价 恒定系统误差；误差值不随某些测量条件的 变化而变化。例如；砝码标准量值的误差及 某些仪器的调整偏差都会使我们的测量结 果引入恒定的系统误差 变值系统误差； 累计性系统误差：误差的数据随某些检测 系统变化而逐渐增加或逐渐减小。例如；电 阻的阻值随温度的升高而逐渐增大引起了 测量结果的变化 周期

7、性系统误差：误差的数据随某些测量 条件周期性变化。例如；由于电源滤波不好， 造成仪器示值随电压周期变化。 按复杂规律变化的系统误差： 误差变化规 律复杂，但其规律经多次测量具有重复性， 因而可用曲线、表格或经验公式表示 消除方法 恒定系统误差：我们可以用零值法（又称 平衡法）消除，它是把被测量与作为计量单 位的标准已知量进行比较， 使其效应相互抵 消，当两者的差值为零时，被测量就等于已 知的标准量，这样我们就消除了恒定系统误 差。 变值系统误差；我们可以用等时距对称观 测法，等时距观测法可以有效的消除随时间 成比例变化的的线性系统误差 -点的痕迹，山风呼呼，细雨微微。人行翦翦，心韵盈盈。思邃恒

8、古，本义使 然，让思想的光芒照亮每个心灵，让身心的热量变作普照大地的明媚，让 在这片神圣的土地上，色彩是洁净的象征，静物是可修复的抱朴，人 境是可绝缘的尘，合沓车马也无喧。吾生有无涯而也无涯，知也以有而随 无也，有有也者，有无也者，有未始有无也者，有未始有夫未始有无也者。 俄而有无矣，而未知有无之果孰有孰无也。今我则已有谓矣，而未知 吾所谓之其果有谓乎，其果无谓乎 ？摘自于庄子 齐物论。 多一事不如少一事，少一事不如没一事，没一事不如了一事，了一事 不如空无一事。人之所以不幵心，那是因为想要的太多，人之所以不顺心, 是因为付出太少，之所以不如意，也是因为，总计较那些得与失。 一念起千山万水，一念灭沧海桑田。念人念心念天念地，随心律动， 心随所动，虽有嘉肴，弗食不知其旨也；虽有至道，弗学不知其善也。是故 学然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也 ；知困，然后自强也。 故曰：教学相长也。 她也惟有付之一叹，青年的容貌，盛气，都渐渐地消磨去了。她怕见旧时的挚友。她改变了的容貌，气质，无非添加他们或她们的惊异和窃议罢了。为了躲避，才来到这幽僻的一隅，而花