检测技术长度检测.pptVIP

精确度 传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度。因为传感器处于测试系统的输入端，因此，传感器能否真实地反映被测量，对整个测试系统具有直接影响。 然而，传感器的精确度也并非愈高愈好，因为还要考虑到经济性。传感器精确度愈高，价格越昂贵，因此应从实际出发来选择。 首先应了解测试目的，是定性分析还是定量分析，如果属于相对比较性的试验研究，只需获得相对比较值即可，此时对传感器的精确度要求可低些。然而对于定量分析，为了获得精确量值，传感器必须有足够高的精确度。 第三十页，共七十六页，2022年，8月28日 二、长度及线位移传感器 几何形状是客观世界中最广泛、最具体的物质形态,几何量是表征物质大小、形状及位置的物理量。 其中长度量是最基本的几何参量,包括距离、位移及长度等 。 随着科学技术的发展,大到天文尺度,小到纳米尺度的长度测量技术都有了飞速的发展,同时在各领域的应用中,对长度量的测量也在不断提出新的要求。 第三十一页，共七十六页，2022年，8月28日 长度的测量范围 测量长度的常用工具有 （钢） 直尺、 钢卷尺等. 用这些工具测量可准确测出0.1cm，要准确测出更小尺度， 则需用游标卡尺、 螺旋测微器 （又叫千分尺） 外， 还可用光学显微镜、 电子显微镜 等精确度更高的测量仪器. 使用这些仪器不仅可测出细如毛发的物体的直径， 还可测出是毛发直径千分之一或万分之一的物体的长度。例如， 用电子显微镜可测出钨 （可做灯丝）原子的直径为2×10-10m， 即20nm （nm是 “纳米” 的符号， 1nm=10-9m， 约相当于头发丝的一万分之一） . 隧道扫描显微镜 ，还观测了许多原子分子. 用这种仪器的扫描探针可对表面进行纳米级加工 . 第三十二页，共七十六页，2022年，8月28日 人们利用科学的测量方法， 还可以测量出极大的长度 （如星星之间的距离） . 例如， 人们已准确测出光在真空中（即电磁波在真空中） 的传播速度约为299792458m/s. 这个速度相当于每秒钟可绕地球赤道走7.5圈， 是迄今为止人们所认识的物体运动的最大速度. 第三十三页，共七十六页，2022年，8月28日 宇宙是无限广阔的， 星星之间的距离十分遥远， 如果用 “米” 做单位来表示星星之间的距离， 将会出现很大的数字， 即 “天文数字” . 为简化计数， 人们用光在1年的时间内通过的距离作为长度的单位， 叫做 “光年” . 1光年约等于9.46×1015m. 如果我们乘超音速飞机， 走完1光年的路程， 大约需要80多万年， 光年虽大比不过宇宙大.如果用光年来表示宇宙， 那么银河系的直径就达1.3万光年， 即光从银河系的一端走到另一端， 也需要1万3千年. 第三十四页，共七十六页，2022年，8月28日 各数量级的长度测量 天体距离测量 不同的天体用不同的测量方法,太阳系内和太阳系外的天体距离测量使用的方法是完全不同的。 第三十五页，共七十六页，2022年，8月28日 地球与月亮的距离测量 采用激光测距法,设发出信号和返回信号之间的时间间隔为Δt , c为光速,那么测量目标的距离就是L=Δt·c/2。 自上个世纪70年代阿波罗号宇航员在月球上放置了激光反射器以后,测量精度不断提高,目前已经达到±1 cm。 第三十六页，共七十六页，2022年，8月28日 常规尺度长度量的测量 这里的常规尺度是指从千米级到毫米级的、区别于宏观的天体尺度和微观的微米、纳米尺度的几何尺度。 常规尺度的长度量的测量方法主要有超声波测距和激光测距两种。 第三十七页，共七十六页，2022年，8月28日 超声波测距 超声波测距是靠超声在介质中传播,遇到障碍物时反射,然后由声波在介质中的传播速度和传播时间来确定距离。 设声波在介质中传播速度为c,从发射波到接收到反射波的时间是t,则距离L=c·t/2。 超声波传感器 第三十八页，共七十六页，2022年，8月28日 超声在空气中传播速度受空气温度、湿度及压强等因素的影响,而受温度影响最大. 在室温下温度变化1℃对超声声速的影响是0·6m/s. 实际测量时应该对超声传播速度进行温度补偿。 超声波测距 第三十九页，共七十六页，2022年，8月28日 微观尺度的长度量测量 微观尺度的长度量测量可分为电学测量技术、光学测量技术和显微镜测量技术等。 电学测量技术有电涡流传感器测量、电容传感器测量等。 光学测量法具有非接触、材料适应范围广、测量精度高等特点。近二十年来随着电子技术和计算机技术的飞速发展,光学测量技术研究也取得了很多成果并应用到了工业生产领域。按使用的光学原理不同,光学测量技术可分为激光干涉法、光杠杆法、光栅尺测量技术等。 第四十页，共七十六页，2022年