第七章 运动参量的测量

1、内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院第七章第七章 运动参量的测量运动参量的测量 本章所述运动参量的测量是指描述物体运动状态的三个本章所述运动参量的测量是指描述物体运动状态的三个基本参量，即基本参量，即位移、速度、加速度位移、速度、加速度的测量。在研究机器的测量。在研究机器零部件的运动规律、力能关系及工艺参数等情况时，都零部件的运动规律、力能关系及工艺参数等情况时，都要涉及到运动参量的测量。此外，其它物理如力参量、要涉及到运动参量的测量。此外，其它物理如力参量、物位、温度、流量等的测量，也是不同程度地以运动参物位、温度、流量等的测量，也是不同程度地以运动参量的测量为基础的。因而运动参量的

2、测量广泛应用于工量的测量为基础的。因而运动参量的测量广泛应用于工艺参数的自动检测、控制和生产设备的自动化方面。艺参数的自动检测、控制和生产设备的自动化方面。 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 表表7-1 位移传感器一览表位移传感器一览表 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院第一节第一节 位移的测量位移的测量 位移测量是线位移和角位移测量的统称，测量时应根据具位移测量是线位移和角位移测量的统称，测量时应根据具体的测量对象，选择或设计测量系统。体的测量对象，选择或设计测量系统。 一、滑线电阻式位移传感器一、滑线电阻式位移传感器 测量原理同电位计式传感器工作原理。测量原理同电位计

3、式传感器工作原理。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院二、应变片式位移传感器二、应变片式位移传感器测量原理同电阻应变片传感器工作原理。测量原理同电阻应变片传感器工作原理。hxl332等截面梁内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院三、差动变压器式位移传感器三、差动变压器式位移传感器1、工作原理 把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。 这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。 结构：变隙式、变面积式和螺管 （变磁阻）式。 其中螺线管式最为常用，可测量1100mm的机

4、械位移。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院dtdiMe112互感现象：线圈L1（初级线圈）中输入交流电i1时，线圈L2（次级线圈）中产生感应电动势e12，其大小和电流的变化率成正比。M ：比例系数，称为互感。反映两线圈的耦合程度。L1L2 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院原理：当初级线圈加上某一频率的正弦交流电压后，次级线圈产生感应电压e1,e2，它们的大小与铁芯在线圈内的位置有关，e1和e2反极性连接就得到输出电压e0内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院2、等效电路e0R21R22e21e22e1R1M1M2L21L22L1I1在理想情况下(忽略线圈寄生电容及衔

5、铁损耗)，差动变压器的等效电路如图。初级线圈的电流值为：111eIRj L激励电压的角频率； e激励电压； e1 初级线圈激励电压L1,R1 初级线圈电感和电阻M1,M1 分别为初级与次级线圈 1,2间的互感L21,L22 两个次级线圈的电感R21,R22 两个次级线圈的电阻内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院111221ejM IejM I 在次级线圈中感应出电压e1和e2，其值分别为M1和M2为初级线圈对两次级线圈的互感系数，与铁芯在线圈中的伸长量l成正比。222111elKeelKe1212,KKll 由差动变压器结构的对称性有：1222(2)oeeeKelK l Esinft

6、内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院差动输出特性 传感器输出如图中实线所示，不能区别位移的方向，因此需要通过测量电路使得仪表的输出在虚时按虚线变化，实按实线变化。实现这一功能的电路有： 典型测量电路 相敏检波电路, 目的是即能检测位移的大小又能分辨位移的方向。 与差动变压器配用的测量电路 差动整流电路。差动连接的3个特点：1、提高了灵敏度2、降低了非线性误差3、抑制了温漂，降低了误差内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 图图7-6 差动变压器的差动整流电路（差动变压器的差动整流电路（电流输出式）内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院四、光电脉冲式位移传感器（光电编码器）四

7、、光电脉冲式位移传感器（光电编码器）1、光电编码器的工作原理、光电编码器的工作原理 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检光栅盘与电动机同速旋转，经发光

8、二极管等电子元件组成的检测装置检测，并输出若干脉冲信号。测装置检测，并输出若干脉冲信号。光源光源透镜透镜码盘码盘转轴转轴透镜透镜光敏元件光敏元件放大整形放大整形脉冲输出脉冲输出内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外为判断旋转方向，码反映当前电动机的转速。此外为判断旋转方向，码盘可以提供相位相差盘可以提供相位相差900的两路脉冲信号。的两路脉冲信号。 编码器包括码盘和码尺。编码器包括码盘和码尺。码盘用于测量角度。码盘用于测量角度。码尺用于测量长度，测量长度的实际应用比较少。码尺用于测

9、量长度，测量长度的实际应用比较少。所以在这里只讨论码盘。所以在这里只讨论码盘。光源光源透镜透镜码盘码盘转轴转轴透镜透镜光敏元件光敏元件放大整形放大整形脉冲输出脉冲输出内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院其他角编码器外形其他角编码器外形内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院角编码器外形角编码器外形 拉线式拉线式角编码角编码器利用线轮，能将器利用线轮，能将直线运动转换成旋直线运动转换成旋转运动。转运动。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院光电编码器包括增量编码器和绝对码编码器两大类。光电编码器包括增量编码器和绝对码编码器两大类。2、增量编码器、增量编码器 增量式编码器是直接利

10、用光电转换原理输增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲出三组方波脉冲 A、B 和和C 相；相；A、B 两组脉冲两组脉冲相位差相位差 900，从而可方便地判断出旋转方向，从而可方便地判断出旋转方向，而而 C 相为每转一个脉冲，用于基准点定位。相为每转一个脉冲，用于基准点定位。 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院增量式编码器转轴转轴盘码及盘码及狭缝狭缝光敏元件光敏元件光栏板及辨向用的光栏板及辨向用的A、B狭缝狭缝LEDABC零位标志零位标志ABC内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院增量式编码器增量式码盘增量式码盘10码码道道光电绝对式码盘光电绝对式码盘 它的优点是原理

11、构造简它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的点是无法输出轴转动的绝对位置信息。绝对位置信息。透光区透光区不透光区不透光区零位标志零位标志内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院增量式光电编码器的分辨力及分辨率增量式光电编码器的分辨力及分辨率 增量式光电编码器的测量精度取决于它所能增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝条纹分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝条纹数数n 有关，即最小能分辨的角度

12、及分辨率为：有关，即最小能分辨的角度及分辨率为： n0360n1分辨率内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 有多少条码道，就有多长的二进制数，工业上常用的是14码道。 从里向外读数 亮：定义为高电平1 暗：定义为低电平0 零位（全黑）：000000110000缺点：码道多，要求制造精度高，否则，会产生很大的误差。3、 绝对式编码器绝对式编码器内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 优点：优点： 可以直接读出角度坐标的绝对值； 没有累积误差； 电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有 10 位、14位等多种。 缺点：缺点：- 码

13、道多，要求制造精度高。 码道数n 越大分辩能力越强，其中 ，最小分辨角度为： 请问：请问：一个12个码道的绝对编码器能够分辩的最小角度是多少？n1=2分分辨辨率率2n360360分分辨辨力力= =内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院绝对式接触式编码器绝对式接触式编码器演示演示4 4位二进制位二进制码盘码盘 +5V +5V输入输入 公共码道公共码道 最小分辨角度为最小分辨角度为 =360/2n 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院编码器在伺服电机中的应用编码器在伺服电机中的应用 利用利用编码器测编码器测量量伺服电机的转速、伺服电机的转速、转角，并通过伺服转角，并通过伺服控制系统控

14、制其各控制系统控制其各种运行参数。种运行参数。转速测量转速测量转子磁极位置测量转子磁极位置测量角位移测量角位移测量内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院编码器在定位编码器在定位加工中的加工中的应用应用1 1绝对式编码器绝对式编码器 2电动机电动机 3转轴转轴 4转盘转盘 5工件工件 6刀具刀具 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院五、五、 光栅传感器光栅传感器 u光栅的类型和结构光栅的类型和结构 光栅传感器由光源、光栅副、光敏元件三大部分组成。光栅光栅传感器由光源、光栅副、光敏元件三大部分组成。光栅副副是光栅传感器的主要部分。在长度计量中应用的光栅是光栅传感器的主要部分。在长度计

15、量中应用的光栅通常通常称为计量光栅称为计量光栅，它主要由它主要由主光栅（也称标尺光栅）和主光栅（也称标尺光栅）和指示光栅指示光栅组成。组成。计量光栅可分为透射计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类。式光栅和反射式光栅两大类。当标尺当标尺光栅相对于指示光栅移动时，形成的光栅相对于指示光栅移动时，形成的莫尔条纹产生亮暗交替变化，利用光莫尔条纹产生亮暗交替变化，利用光电接受元件，将莫尔条纹亮暗变化的电接受元件，将莫尔条纹亮暗变化的光信号光信号，转换成电脉冲信号，并与数，转换成电脉冲信号，并与数字显示，从而测量出标尺光栅的移动字显示，从而测量出标尺光栅的移动距离。距离。内蒙古工业大学机械学院内蒙古

16、工业大学机械学院 透射光栅透射光栅是在一块长方形的光学玻璃上均匀地刻上许多条是在一块长方形的光学玻璃上均匀地刻上许多条纹，形成规则排列的明暗线条。纹，形成规则排列的明暗线条。 图图610中中a为刻线宽度，为刻线宽度，b为刻线间的缝隙宽度，为刻线间的缝隙宽度，a+b=w称称为光栅的栅距（或光栅常数）为光栅的栅距（或光栅常数） 指示光栅一般比主光栅短得多，通常刻有与主光栅同样密指示光栅一般比主光栅短得多，通常刻有与主光栅同样密度的线纹。度的线纹。光源一般用钨丝灯泡。光电元件包括光电池和光敏三极管等部光源一般用钨丝灯泡。光电元件包括光电池和光敏三极管等部分。分。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机

17、械学院baW刻线密度刻线密度：（ 1010，2525，5050，100100线）线）/mm/mm10001000线线/mm/mm a：刻线宽度：刻线宽度b:刻线间的缝隙宽度刻线间的缝隙宽度W：栅距，光栅常数：栅距，光栅常数内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院尺身尺身尺身安装孔尺身安装孔 反射式扫描头反射式扫描头 （与移动部件固定）（与移动部件固定）扫描头安装孔扫描头安装孔可移动电缆可移动电缆光栅的外形及结构光栅的外形及结构防尘保护罩的内部为长磁栅防尘保护罩的内部为长磁栅内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院扫描头扫描头（与移动部件固定）（与移动部件固定）光栅尺光栅尺可移动电缆可移

18、动电缆光栅的外形及结构（续）光栅的外形及结构（续）内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院透射式直光栅透射式直光栅内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院反射式光栅反射式光栅内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院莫尔条纹莫尔条纹演示演示u莫尔条纹形成的原理及特点莫尔条纹形成的原理及特点内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 两光栅平行两光栅平行-竖条纹竖条纹 标尺光栅移动一个标尺光栅移动一个W，光电管接受光线亮暗一次，光电管接受光线亮暗一次 缺点：无法辨向缺点：无法辨向 两光栅成微小角度两光栅成微小角度-横条纹横条纹 （莫尔条纹）（莫尔条纹） 形成黑白相间的条纹形成黑白相间

19、的条纹 光栅左右移动，条纹上下移动光栅左右移动，条纹上下移动-可辨向可辨向 每移动一个栅距每移动一个栅距W，条纹移动一个间距，条纹移动一个间距BH内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 莫尔条纹的莫尔条纹的重要特性重要特性: 运动对应关系运动对应关系 莫尔条纹近似与刻线垂直，当夹角莫尔条纹近似与刻线垂直，当夹角固定后，两光栅固定后，两光栅相对左右移动一个栅距相对左右移动一个栅距W时，莫尔条纹上下或下上移时，莫尔条纹上下或下上移动一个节距动一个节距B，因此，可以通过检测莫尔条纹的移动，因此，可以通过检测莫尔条纹的移动条数和方向来判断两光栅相对位移的大小和方向。条数和方向来判断两光栅相对位移

20、的大小和方向。 位移放大关系位移放大关系 误差平均效应误差平均效应 莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成，对光栅的刻莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成，对光栅的刻线误差有平均作用。线误差有平均作用。 光强近似于正弦变化光强近似于正弦变化内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院莫尔条纹莫尔条纹的光学放大作用的光学放大作用 在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹角角。在两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两。在

21、两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。 光栅的刻线宽度光栅的刻线宽度W莫尔条纹的莫尔条纹的宽度宽度L L LW/ ，（为主为主光栅和光栅和指示光栅刻线的指示光栅刻线的夹角，弧度）夹角，弧度） 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院莫尔条纹莫尔条纹光学放大作用举例光学放大作用举例 有一直线光栅，每毫米刻线数为有一直线光栅，每毫米刻线数为50，主光栅与，主光栅与指示光栅的夹角指示光栅的夹角 =1.8 ，则：，则： 分辨力分辨力 =栅距栅距W =1mm/50=0.02mm=20 m （由于栅距

22、很小，因此无法观察光强的变化）（由于栅距很小，因此无法观察光强的变化） 莫尔条纹的莫尔条纹的宽度是栅距的宽度是栅距的32倍：倍： L W/ = 0.02mm/（1.8 *3.14/180 ） = 0.02mm/0.0314 = 0.637mm 由于较大，因此可以用小面积的光电池由于较大，因此可以用小面积的光电池“观察观察”莫尔条纹莫尔条纹光强的变化。光强的变化。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院辨向电路及波形辨向电路及波形: 在实际应用中，大部分被测物体的移动往往不是单向的，在实际应用中，大部分被测物体的移动往往不是单向的，既有正向运动，也可能有反向运动。单个光电元件接收一固既有正向

23、运动，也可能有反向运动。单个光电元件接收一固定点的莫尔条纹信号，只能判别明暗的变化而不能辨别莫尔定点的莫尔条纹信号，只能判别明暗的变化而不能辨别莫尔条纹的移动方向，因而就不能判别运动零件的运动方向，以条纹的移动方向，因而就不能判别运动零件的运动方向，以致不能正确测量位移。致不能正确测量位移。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院辨向电路及波形辨向电路及波形内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院细分技术细分技术内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院脉冲细分脉冲细分 细分技术能在不增细分技术能在不增加光栅刻线数及价格的加光栅刻线数及价格的情况下提高光栅的分辨情况下提高光栅的分辨力

24、。细分前，光栅的分力。细分前，光栅的分辨力只有一个栅距的大辨力只有一个栅距的大小。采用小。采用4 4细分技术后，细分技术后，计数脉冲的频率提高了计数脉冲的频率提高了4 4倍，相当于原光栅的分倍，相当于原光栅的分辨力提高了辨力提高了3 3倍，测量步倍，测量步距是原来的距是原来的1/41/4，较大地，较大地提高了测量精度。提高了测量精度。细分前细分前细分后细分后内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 有一直线光栅，每毫米刻线数为有一直线光栅，每毫米刻线数为50，细，细分数为分数为4细分细分，则：，则： 分辨力分辨力 =（1mm/50）/4=0.005mm=5 m 采用细分技术，采用细分技术，

25、在不增加光栅在不增加光栅刻线数刻线数（成本）的情况下，将分辨力提高了（成本）的情况下，将分辨力提高了3倍。倍。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院光栅在机床上的安装位置（光栅在机床上的安装位置（2 2个自由度）个自由度）内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院光栅在机床上的安装位置（光栅在机床上的安装位置（3个自由度）个自由度）数显表数显表内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院安装有直线光栅的数控机床加工实况安装有直线光栅的数控机床加工实况 防护罩内为直线光栅防护罩内为直线光栅光栅扫描头光栅扫描头被加工工件被加工工件切削刀具切削刀具角编码器角编码器安装在夹安装在夹具的端部具的

26、端部内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 补充:电容式位移传感器 工作原理： 电容式传感器是将被测物理量转换为电容量变化的装置。它实质上是电容式传感器是将被测物理量转换为电容量变化的装置。它实质上是一个具有可变参数的电容器。一个具有可变参数的电容器。 从物理学可知，由两个平行极板组成的电容器其电容量为：从物理学可知，由两个平行极板组成的电容器其电容量为： 式中式中r r极板间介质的相对介电常数，在空气中极板间介质的相对介电常数，在空气中r r=1=1； o o真空中介电常数，真空中介电常数，o o8.858.851010-12-12F Fm m； d d极板间距离；极板间距离； S极板

27、间相互覆盖面积。极板间相互覆盖面积。dSCr0内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 当被测量使d、S或发生变化时，都会引起电容C的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为电容量的变化。 根据电容器变化的参数，可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。在实际中，极距变化型与面积变化型在位移测量中应用较为广泛。 dSCr0内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院( (一一) )面积变化型面积变化型 在变换极板面积的电容传感器中，一般常用的有角在变换极板面积的电容传感器中，一般常用的有角位移型和线位移型两种。位移型和线位移型两种。内蒙古工业大学机

28、械学院内蒙古工业大学机械学院角位移型：当动板有一转角时，与定板之间相互覆盖面积就改变，从而改变电容的输出。常数drddCKr220当=0时，当0时，传感器的电容量传感器的电容量C与角位移与角位移呈线性关系。呈线性关系。100000106.3dSdSCrr)1 (106 . 3)1 (01000CdSdSCrr内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 平面线位移型平面线位移型电容传感器：当动板沿电容传感器：当动板沿X X方向移动时，方向移动时，覆盖面积发生变化，电容量也随之变化。其电容量覆盖面积发生变化，电容量也随之变化。其电容量C C 式中式中b b极板宽度。极板宽度。 灵敏度灵敏度 db

29、xCr0常数dbdxdCKr0此传感器的电容量此传感器的电容量C与水平位移与水平位移x呈线性关系。呈线性关系。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 ( (二二) )极距变化型位移传感器极距变化型位移传感器 如果两极板互相覆盖面积及极间介质不变，如果两极板互相覆盖面积及极间介质不变，则电容量则电容量C C与极距与极距d d呈非线性关系。当极距有一微呈非线性关系。当极距有一微小变化量小变化量dd时，引起电容的变化量时，引起电容的变化量dCdC为为由此可以得到传感器灵敏度由此可以得到传感器灵敏度ddSdCr201201dSddCKrdSCr0内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 可以

30、看出，灵敏度可以看出，灵敏度K与极距平方成反比，极距越小灵与极距平方成反比，极距越小灵敏度越高。显然，由于灵敏度随极距而变化，这将引起敏度越高。显然，由于灵敏度随极距而变化，这将引起线性误差。为了减小这一误差，通常规定在较小的间隙线性误差。为了减小这一误差，通常规定在较小的间隙变化范围内工作，以便获变化范围内工作，以便获 得近似线性关系。得近似线性关系。 一般取极距变化一般取极距变化 范围约为范围约为 dd 00.1。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院差动平板式电容传感器结构图 当中间的动极板上移d时，电容器C1的间隙d1变为d0-d,电容器C2的间隙d2变为d0+d,内蒙古工业大学

31、机械学院内蒙古工业大学机械学院 差动式电容传感器的优点：1、提高了灵敏度2、降低了非线性误差3、抑制了温漂，降低了误差内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院第二节第二节 速度的测量速度的测量一、用测速发电机测量速度一、用测速发电机测量速度 测速发电机是一种微型电机，有直流和交流两类。测速发电机是一种微型电机，有直流和交流两类。 基本原理： 感生电动势U与转速v具有线性关系，即：UkABvKv内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院二、用定距测时法测量速度二、用定距测时法测量速度补习内容：逻辑与及其输入输出关系补习内容：逻辑与及其输入输出关系 内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学

32、院 图图721是用定距测时法测量锤头打击速度的例子。是用定距测时法测量锤头打击速度的例子。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 三、用磁电式速度传感器测量速度三、用磁电式速度传感器测量速度 磁电式线速度传感器主要用于振动测试中磁电式线速度传感器主要用于振动测试中振动速度振动速度的的测量，有测量，有相对式和绝对式相对式和绝对式两种。相对式传感器既可用于两两种。相对式传感器既可用于两振动物体间的相对振动速度测量，也可用于绝对振动速度振动物体间的相对振动速度测量，也可用于绝对振动速度的测量，但需要一个静止的基座作为参考基准。绝对式也的测量，但需要一个静止的基座作为参考基准。绝对式也称惯性式速

33、度传感器，由于不需要参考基准，使用时可直称惯性式速度传感器，由于不需要参考基准，使用时可直接安装在振动体上进行测量，因而在地面振动测量、机械接安装在振动体上进行测量，因而在地面振动测量、机械振动的测试及振动监测与研究等方面获得了广泛的应用。振动的测试及振动监测与研究等方面获得了广泛的应用。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院图图722为这种绝对式速度传感器的结构简图。为这种绝对式速度传感器的结构简图。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院四、用微分法求速度四、用微分法求速度1、用图解微分法求速度、用图解微分法求速度在已知位移、加速度已知位移、加速度的情况下可利用它们和速度之间存在

34、的微分、积分关系通过微、积分电微、积分电路路实现速度的测量。内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院2、用微分电路的方法、用微分电路的方法 相关测速1-5信号的相关分析相关值显示原理示意图延时 读出m输出反映钢板表面亮度的随机信号内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院 第三节第三节 加速度的测量加速度的测量一、线加速度的测量一、线加速度的测量 线加速度用加速度传感器来进行测定。加速度传感器根据线加速度用加速度传感器来进行测定。加速度传感器根据其转换器的形式分为应变片式、差动变压器式和压电式等。其转换器的形式分为应变片式、差动变压器式和压电式等。 1应变片式加速度传感器应变片式加速度传感器内蒙古工业大学机械学院内蒙古工业大学机械学院