现代检测技术5运动量检测技术PPT.ppt

上一页; 运动量是描述物体运动的量，包括位移、速度和加速度。运动量是最基本的量，运动量检测是最基本、最常见的检测，它是许多物理量，如力、压力、温度、振动等测量的前提，也是惯性导航、制导技术的基础。;上一页;上一页;上一页;1.电位器式位移传感器;电位器式位移传感器;2.电感式位移传感器;（1）自感式传感器 图5-3中介绍的是自感式传感器。由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。;（2）差动变压器;（3）电涡流式位移传感器; 光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。;测量原理: 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变??越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带; 当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” 。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示。 莫尔条纹: W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ ;(1)莫尔条纹的变化规律 　　两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用，莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数，变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。; 激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间，以此计算出距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测，但测量精度相对于激光三角测量法要低，与真尚有拥有全系列的远距离激光测距传感器，贝特威产品最远检测距离可达250m，真尚有可达3000m。;上一页;上一页;上一页;上一页; （3）速度传感器;上一页;1.电磁感应式测速; 所谓空间滤波器测速法是利用可选择一定空间频率段的过滤器件与被测物体同步运动，然后在单位空间内测得相应的时间频率，求得运动体的运动速度。 V=f/m;1.测速发电机;测速发电机实物;2.离心式转速表 ; 离心式转速表的工作原理;数字式转速表 ;加速度测量;加速度测量装置模型;加速度传感器分类;微机电系统加速度计; 加速度计由中央叉指状活动极板与若干对固定极板组成。硅制活动极板通过一对支承梁弹簧与基座相连，支承梁能使活动极板（检测质量）敏感加速度而产生位移。活动极板上有若干对叉指，每个叉指对应一对固定极板，固定极板固定在基座上。当加速度计处于静止状态时，叉指正好处于一对固定极板的中央，即叉指和与其对应的两个固定极板的间距相等（为ｙ０），这时电容量Ｃ１＝Ｃ２。当加速度计敏感加速度时，在惯性力作用下，活动极板产生位移，如图４－１７（ｂ）所示，这时，叉指和左右两固定极板