传感器及应用第2版 教学配套课件 王煜东 主编 电子课件 传感器及应用第2版 教学配套课件 王煜东 主编 电子课件 传感器第4章.pdfVIP

传感器及应用 第4章 要点： 1.金属切削力的测量方法，扭矩的测量方法 2.电子皮带秤的原理，电子计价秤的组成 3.振动及加速度传感器的组成原理及类型 4.多普勒效应 5.转速测量方法 第4章 力与运动学量传感器及应用 在机械制造业中，力与运动学量的测量与位移测 在机械制造业中，力与运动学量的测量与位移测 量有着同等重要的地位。力与运动学量传感器一般都 量有着同等重要的地位。力与运动学量传感器一般都 由弹性敏感元件和相应的转换元件及转换电路组成。 由弹性敏感元件和相应的转换元件及转换电路组成。 通过本章学习，重点熟悉荷重、扭矩、速度、加 通过本章学习，重点熟悉荷重、扭矩、速度、加 速度等传感器及应用。 速度等传感器及应用。 主要内容 ● 4.1 测力与称重 ● 4.1 ● 4.2 运动学量传感器及应用 ● 4.2 4.1 测力与称重 4.1 测力与称重 力学量包括：力、力矩、应力、质量和称重等。位 力学量包括：力、力矩、应力、质量和称重等。位 移传感器与变换力的弹性敏感元件组合可以测量力。测 移传感器与变换力的弹性敏感元件组合可以测量力。测 力与称重在原理上基本相同，但在定义、评价和计量性 力与称重在原理上基本相同，但在定义、评价和计量性 能上却有很大差异。称重是使用地点重力加速度和空气 能上却有很大差异。称重是使用地点重力加速度和空气 浮力来测量质量的，而测力则用于力值比较和传递。力 浮力来测量质量的，而测力则用于力值比较和传递。力 的单位用牛顿（N）及其倍、分量，而质量的单位用克 的单位用牛顿（N）及其倍、分量，而质量的单位用克 （g）及其倍、分量，1kg≈9.80665N。因此，目前把力 （g）及其倍、分量，1kg≈9.80665N。因此，目前把力 学量传感器明确地分为测力传感器和称重传感器。称重 学量传感器明确地分为测力传感器和称重传感器。称重 传感器固定地安装在衡器上，力总是以相同的方式引 传感器固定地安装在衡器上，力总是以相同的方式引 入，对力引入时可能产生的误差在检定时已考虑了。测 入，对力引入时可能产生的误差在检定时已考虑了。测 力传感器则会因安装状态不正确而受到侧向力、弯曲力 力传感器则会因安装状态不正确而受到侧向力、弯曲力 的作用，因此对安装技术应提出相应要求。 的作用，因此对安装技术应提出相应要求。 4.1.1 测力传感器及其应用 1.YDS-781型压电式单向力传感器 传感器的结构如图4-1所示，主要用于变化频率中等的 动态力的测量，如车床动态切削力的测试。传感器的测力范 围为0～5000 N，非线性误差小于1％，电荷灵敏度为3.8～ 4.4μC/N，固有频率约为数十千赫。 图4-1 YDS-781型压电式单向力传感器的结构 1—传力上盖 2—压电片 4—电极引出插头 2.金属加工切削力的测量 如图4-2所示是利用压电陶瓷传感器进行测量刀具切削力 的示意图。由于压电陶瓷元件的自振频率高，特别适合测量变 化剧烈的载荷。图中压电传感器位于车刀前部的下方。 图4-2 刀具切削力测量示意图 如图4-3所示是拉刀的切削力试验图。在拉削加工中， 因为切削速度低，可以在拉刀的卡具上粘贴应变片进行受 力状态的测试。应变片与测试电路组成桥路并由放大电路 及示波器进行测试。 图4-3 拉刀切削力试验图 3.压电引信 压电引信常应用在破甲弹上，对提高弹丸的破甲能力起着非 常重要的作用。压电引信由压电晶体和起爆装置两部分组 成，压电晶体放在弹丸的头部，起爆装置设置在弹丸的尾 部，如图4-4所示。 图4-4 使用压电引信的破甲弹 压电引信的电路如图4-5所示。平时电雷管E处于短路 保险状态，压电晶体产生的电荷将从电阻R泄放掉，不会使 电雷管动作。弹丸发