机械工程检测技术

机械工程检测技术第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六绪论检测技术在国民经济中的地位和作用

科学技术和生产的发展都离不开测试在机械制造行业中通过对机床的许多静态、动态参数进行在线测试，从而控制加工质量。测试系统的组成：传感器、信号处理电路、显示记录装置检测技术发展概况本课程的学习要求第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期六1检测技术基础1检测方法和检测误差概述检测方法：电测法和非电测法、静态测量和动态测量、直接测量间接测量、接触测量和非接触测量、等检测误差基本概念：系统误差、随机误差、粗大误差第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期六2、检测装置的基本特性检测装置检测出的结果是否符合我们的要求？我们的要求是什么?由输出结果推导出输入，就是我们要了解的各种参数。这个结果对不对？由检测装置的特性决定！检测装置对其输入量的影响来决定！理想的检测装置具有叠加性、频率保持性。第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期六检测系统的静态特性：灵敏度、线性度、回程误差检测系统的动态特性：传递函数、频率响应函数，幅频特性、相频特性不失真检测的条件：一、测试装置的幅频特性为常数，二、测试装置的相频特性是过原点且具有负斜率的直线。常用传感器构成、分类、选用等第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期六第二章几何量误差检测基础知识：尺寸传递：为了进行长度测量，必须确定一个标准的长度单位。米的定义主要采用稳频激光的波长来复现，此法虽精度足够，但不实用，故必须由量值传递系统将基准的量值传递到实体计量器具上。这就需用到量块、线纹尺计量器具的分类：量具、量规、计量仪器、计量装置计量器具的技术指标：分度值、测量范围等第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期六零件的几何量误差：尺寸误差、表面形状误差、相对位置误差尺寸误差的测量：轴径的检测：卡尺、千分尺、光滑极限量规、机械式测微仪、立式光学计；孔径的检测：内径千分尺、光滑极限量规、内径百分表；角度的测量：基本方法角度测量的基本方法与器具：角度测量的封闭准则、相对测量、绝对测量、间接测量、小角度测量等。直线度误差的测量最小区域法、俩端点连线法第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期六圆度误差的测量：评定最小包容区法、最小二乘圆法、最小外接圆法、最大内切圆法测量方法：圆度仪测量法、极坐标测量法、直角坐标测量法。同轴度误差的测量：心轴打表法、光轴法、圆度仪法、径向圆跳动替代法。跳动误差的测量它在被测件上没有具体的几何特征，而是按测量方法来定义的。第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期六跳动误差的测量方法：径向圆跳动与径向全跳动的测量、端面圆跳动与端面全跳动的测量、斜向圆跳动的测量。跳动测量基准的体现方式：用俩顶尖的公共轴线、用V形块体现、用套筒体现。螺纹精度的测量：综合测量与单项测量综合测量时，被检测螺纹合格的标志是通端量规能顺利地与被检螺纹在全长上旋合，而止端量规不能完全旋合或不能旋入。千分尺测量螺纹中径、量针法测量中径、用工具显微镜测量螺纹各要素。表面粗糙度的测量第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期六第三章应变和力的测试在机械工程中，通过对应变和力的测试可以分析与研究零件或结构的受力状况以及工作状态，验证设计的正确性，确定整机工作过程中的负载情况和某些物理现象的机理。此外，在机械工程中，还经常遇到与应变和力有关的量，如应力、力矩、压力、功率、刚度等，这些量在测试方法上与应变、力的测试都密切相关，多数情况下可先将它们转变成应变或力的测试，然后再换算成力矩、压力、功率等物理量。第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期六应变的测试应变片的工作原理：应变效应，也就是由于变形而引起导电材料电阻发生变化。金属应变片：丝式、箔式半导体应变片，压阻效应测量电桥：直流电桥、交流电桥电桥的和差特性：相邻边俩桥臂电阻变化使各自引起的输出电压相减；相对边俩桥臂电阻变化使各自引起的输出电压相加。第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六应变片的选择：最重要的传感器，应根据试件的测试要求、应变性质及其试件状况、实验环境等因素进行选择。应变片的粘贴是应变式传感器工作成败的关键。试件上的布片与接桥第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期六

提高应变测试精度的措施应变测试信号的处理分析第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期六一、填空题：（36分）1、一个完整的检测系统或检测装置通常是由

、

、

等部分组成，分别完成

、

、

、

等功能。2、为了实现对一种特定物理量的检测，需要涉及

、

、

三个要素。3、根据测量误差的特征，可将误差分为三类：

、

、

。4、检测装置的基本特性包括

、

。其实是指检测装置对其

的影响。5、传感器是一种以一定和精度将被测量（如

、

、

、

等）转换为与之有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量（如

）的测量部件或装置。6、传感器一般由

、

、

组成。7、分度值是指计量器具标尺上

的量值。第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期六8、电桥是

、

、

等参量型传感器最常用的测量电路。它可以将

、

、

参量的变化转换成或

或

的变化。9、电桥有

、

、

三种接桥方式。10、测力传感器主要有

测力传感器、

测力传感器、

测力传感器

测力传感器等。11、位移检测常用的传感器有

、

、

等。12、压电式加速度传感器是利用石英晶体或或压电陶瓷等材料的

，振动时受传感器中惯性质量块的惯性力作用，压电元件上产生的

与振动

成正比。13、常用的机械式转速计有

和

。14、发光二级管是一种将

转变成

的半导体器件。15、常用的压力传感器有

、

、

和

。16、热电偶传感器的工作原理是基于物体的

。第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期六1、应变和力的测量为什么在检测技术中有广泛的应用？2、什么叫应变效应？3、电桥的和差特性是什么？4、检测装置在进行动态测试时，实现不失真测试的条件是什么？5、什么叫压电效应？6、什么叫霍尔效应？7、什么是光或声的多普勒效应？8、什么是热电效应？9、扭矩测量的方法一般有哪些？10、什么是静态测量？什么是动态测量？第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期六三、假设有一矩形悬臂梁，在其悬空端受垂直力作用下。试问如何贴片，组桥才能得下如下读数：①ε②2ε③（1+ν）ε④2（1+ν）ε⑤（1-ν）ε⑥4ε四、一受拉和综合作用的构件，如图所示。如何合理布置电阻应变片R1、R2、R3、R4的位置和接桥，使1）只测量拉力F和温度补偿而不受弯矩M的影响。2）只测量弯矩M和温度补偿而不受拉力F的影响。第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期六五、试分析测量扭矩时扭力轴上的应变片应如何布片和接桥才能消除轴向力和弯矩的影响？并画出接线电路图。第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期六力的测试测力传感器通常是位移型、加速度型或物性型应变式测力传感器压电式测力传感器第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期六压阻式测力传感器差动变压器测力传感器应用实例切削力的测试扭矩的测量力臂型扭矩测量装置应变式扭矩传感器数字相位差式扭矩仪第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期六扭矩的测量扭矩是机械量中的一个重要参数。轴上的扭矩是指作用在轴上的力与其作用线到轴中心的距离的矢量积的总和。扭矩测量方法：反作用力矩测量法、通过测量扭力轴变形扭转角来测量扭矩的方法、通过测量扭力轴应变来测量扭矩的方法第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期六本章小结电阻应变片的工作原理是应变效应。电桥是电阻、电容、电感等参数型传感器最常用的测量电路，它可以将电阻、电容、电感参量的变化转换成电压或电流的变化。测力传感器有：应变式测力传感器、压电式测力传感器、压阻式测力传感器、差动变压器式测力传感器等。扭矩是机械量中一个重要参数。扭矩测量方法按工作原理可分为两大类，一类是反作用力