检测技术入门04b概要

1、第四章 信号检出技术,5、超声波测距系统,声音 - 机械波（机械振动 - 弹性煤质）； 声波 - 纵波；,声速 （C） - 声波在媒质中传播的速度 ，单位为m/s,声频范围（可听频率范围）：20 20000Hz,次声波 - 频率低于20Hz；超声波 - 超过20kHz,tc - 往返时间,特点：不易受太阳光干扰；不受测量对象颜色、表面形状的影响； 抗污染能力强,超声波在空气中的传播速度：,空气中：344m/s；水中：1440m/s；钢铁中：约5000m/s。,T - 环境温度（C）,应用：粉尘、水滴飞溅；透明体（如塑料薄膜和板材）、海绵、 橡胶、蝶形纸类的堆积量/厚度的测量；物流运输系统,被测

2、距离：,1）原理：,2）应用实例：, 运输小车的控制, 车体的定位检测,四、角度及角位移传感器,矩形零件的直角，锥体的锥角、零部件的定位角、转角及分度角,实物基准,- 标准多面棱体、标准分度盘和角度量块,角度检测：,直接检测：,间接检测：,相对检测、绝对检测,角度检测器具,- 角尺、角度样板、量角器、水平仪、分度头、 光学测角仪,1、相对检测,1）角度样板,- 专用的定值量具 - 较精密零件的检验,a - 光隙大小(mm) L - 被检锥体素线长度(mm),角度偏差：,2）多面棱体,- 多值的角度块,正多面体 - 合金钢/石英玻璃,工作面数：6，8，12，24，36，72,角度基准 - 测量分

3、度盘、精密齿轮、 蜗轮的分度误差,其他测量 - 获得精确转角,多面棱体测量分度误差,1 - 被测度盘； 2 - 24面体； 3 - 工作台； 4 - 自准直仪； 5 - 读数显微镜； 6 - 底座,3）圆光栅传感器,光栅 - 径向光栅、切向光栅、环形光栅,径向圆光栅 切向圆光栅, 径向光栅的圆弧形莫尔条纹,两块径向光栅 - 栅距角相同/不大偏心量,光栅不同区域，栅线交角不同,- 圆弧形莫尔条纹 （不同曲率半径）,条纹宽度 - 随位置变化,偏心垂直位置上,- 条纹近似垂直于栅线,偏心方向上,- 条纹近似平行于栅线,- 横向莫尔条纹,- 纵向莫尔条纹,其他位置 - 斜向莫尔条纹,实际应用,特例 -

4、 光闸莫尔条纹（同心、栅距角相同）,主光栅（一个栅距角）- 透光量（一个周期）,莫尔条纹 - 圆弧形、 环形、辐射形, 切向光栅的环形莫尔条纹,两块切向光栅 -栅距角相同/切线圆半径不同/同心叠合,环形莫尔条纹 - 以光栅中心为圆心的同心圆簇,条纹宽度 - 随条纹位置变化,应用：高精度角度测量和分度,- 全光栅平均效应,优点：, 环形光栅的辐射形莫尔条纹,两块环形光栅（相同）- 栅线相对/不大的偏心量,辐射形莫尔条纹 - 条纹近似直线/呈辐射状,特点：条纹数目/位置 - 偏心量大小/ 圆心连线方向,光栅旋转 - 条纹数目/位置（不变）,偏心量（一个栅距）- 莫尔条纹数目增加一条（一个象限内）,

5、应用：主轴偏移、晃动,2、绝对测量,1）差动电容式转角传感器,两个独立极板 - 旋转圆盘,圆盘旋转,- 电容差动变化,(a)扇形平板结构； (b)柱面板结构,2) 光电水平仪,特点：输出为电信号，可以方便的进行数据的自动采集、处理及传送。 仪器的体积小，结构简单，能进行二维倾斜角的测量。,1-黑箱； 2-发光二极管；3-二维酒精水平仪； 4-底座： 5- 四象限光电二极管,示值误差：小于10,3) 光纤水平仪,1-刻度盘； 2-法兰盖； 3-壳体； 4-腔体： 5- 照明灯； 6- 非透明液体； 7- 电池； 8- 光纤,刻度盘 - 暗斑,4) 光电式绝对编码器,特点：高精度、高分辨力、可靠性

6、好,- 数字式传感器（直接）,1 - 光源；2 - 柱面镜；3 - 码盘；4 - 狭缝；5 - 元件, 原理：平行光源码盘 光电元件电信号输出,光学码盘式传感器 - 用光电方法将被测角位移转化成数字电信号,码盘：光学玻璃，透光/不透光（同心码道） 照相腐蚀 要求：分度准确（工艺）、 阴暗交替边缘陡峭（工艺、材质）,光源：LED 光学系统 平行光 投影精确,光电元件：硅光电池，光电晶体管,码道：位数每个码道对应一个光电元件分辨率,角度分辨率： =360/2n n-码道数（位数）,光电元件输出：,亮区 - “1” ; 暗区 - “0”,1 - 20/21位,信号组合 - 编码数字量 - 转角大小,

7、绝对测量 - 固定的数字码 （不需要基准）, 编码码制：,直观，易于后续电路和计算机处理。 多位码同时动作同步误差错码,格雷码（循环码）,有权码,对称性，无权码,二进制码,相邻两数只有一位不同 每次只有一位变化转换,十进制码,8个码道、2位,内4圈 - 高位； 外4圈 - 低位,编码数：102个,分辨力：360/102 =3.6,编码：二十进制,十进制 09,二进制 00001010,容量小，有权码,较少使用,4位光电编码器码制, 特点与应用,特点：结构简单、精度高、分辨率高，可靠性好， 直接数字量输出，绝对码输出， 测量范围小（360），速度不高（最高几千转/分）,应用：小范围绝对位置测量-角度、直线位置 小范围位移、速度检测,例：,1- 光源； 2非球面聚光镜；3 码盘；4狭缝；5- 光电