自动检测技术实用教程教学配套课件周征第8章机械量检测技术.pdf

第8章 机械量检测技术 本章提要  本章介绍机械量中常见的位移、速度（转速） 与厚度的检测技术。  重点阐述了接触式、非接触式位移检测的方法 和常用位移传感器的性能与选用；  速度（转速）的检测方法，传感器的性能与选 用；  厚度检测中常用的高频反射式与低频透射式测 厚的检测原理。 8.1 位移检测技术  位移是指物体或其某一部分的位置对参考点产 生的偏移量。  位移可以是直线位移或角位移。  长度检测：直线位移检测。  角度检测：角位移检测。  根据位移检测范围变化的大小，可分为微小位 移检测、小位移检测和大位移检测三种。 8.1.1 常见位移的检测方法 1. 积分法  检测运动物体的速度或加速度，经过积分或 二次积分求得运动物体的位移。 S vdt adt   2. 相关测距法  利用相关函数的时延性质，向某被测物发射信 号，将发射信号与经被测物反射的返回信号作 相关处理，求得时延，若发射信号的速度已 知，则可求得发射点与被测物之间的距离。 3. 回波法  从测量起始点到被测面是一种介质，被测面以 后是另一种介质，利用介质分界面对波的反射 原理测位移。  4. 线位移和角位移相互转换  被测量是线位移时，若检测角位移更方便， 则可用间接测量方法，通过测角位移再换算 成线位移。  同样，被测是角位移时，也可先测线位移再 进行转换。 v   5. 位移传感器法  通过位移传感器，将被测位移量的变化转换成 电量（电压、电流、阻抗等）、流量、磁通量 等的变化，间接测位移。 8.1.2 常用的位移传感器  小位移通常采用应变式、电感式、差动变压器 式、电容式、霍尔式等传感器，测量精度可以 达到0.5～1.0%，其中电感式和差动变压器式 传感器的测量范围要大一些，有些可达 100mm。  小位移传感器主要用于测量微小位移，从微米 级到毫米级，如进行蠕变测量、振幅测量等。  大位移的测量则常采用感应同步器、计量光 栅、磁栅、编码器等传感器，这些传感器具有 较易实现数字化、测量精度高、抗干扰性能 强、避免了人为的读数误差、方便可靠等特 点。 8.1.3 接触式位移检测技术  1. 电容式传感器在位移检测中的应用 （a ）振动（b）垂直位移（c ）弹性位移（d ）厚度检测（e ）曲度检测（f ）中心度检测 图8-1 电容式位移传感器应用示意图  在位移检测中，主要利用变极距型电 容式传感器的原理来实现位移的检 测。 （a ）结构 （b）外形 图8-2 单电极电容位移传感器 1－电极；2 －绝缘衬套；3－壳体；4 －弹簧卡圈；5－电极座；6－盘形电容；7－螺母 电容传感器 振动 绝缘物 Y 传感器 C 振动片 X 传感器 被测轴 振动 （a ） （b ） 图8-3 振荡位移和回转精度的测量 （a ）振动测量；（b）轴的回转精度测量 