机械量测量讲义.ppt

（一）鉴幅方式若两磁头的激励磁绕组加上同相的正弦激励磁信号，则两磁头的输出信号为：经滤除高频载波后，得到与位移量x成比例的信号为：第30页，共57页，星期日，2025年，2月5日若两磁头的激励磁绕组上施加相位差为?/4的正弦激励信号，或将输出信号移相?/2，则两磁头输出信号变为：将两个磁头的输出相减后，总输出电压为：结论：输出信号的幅值不变，但相位与磁头、磁栅相对位移量χ有关，可用鉴相电路测量出来。（二）鉴相方式第31页，共57页，星期日，2025年，2月5日磁栅传感器的优缺点及使用范围与感应同步器相似，其精度略低于感应同步器。磁栅传感器的特点：①录制方便，成本低廉。当发现所录磁栅不合适时可抹去重录；②使用方便，可在仪器或机床上安装后再录制磁栅，因而可避免安装误差；③可方便地录制任意节距的磁栅。例如检查蜗杆时希望基准量中含有π因子，可在节距中考虑。4.磁栅传感器的特点与误差分析第32页，共57页，星期日，2025年，2月5日磁栅传感器的误差也包括零位误差与细分误差两项：影响零位误差的主要因素有：①磁栅的节距误差；②磁栅的安装与变形误差；③磁栅剩磁变化所引起的零位漂移；④外界电磁场干扰等。影响细分误差的主要因素有：①由于磁膜不均匀或录磁过程不完善造成磁栅上信号幅度不相等；②两个磁头间距偏离1/4节距较远；③两个磁头参数不对称引起的误差；④磁场高次谐波分量和感应电动势高次谐波分量的影响。4.磁栅传感器的特点与误差分析第33页，共57页，星期日，2025年，2月5日鉴相型磁栅数显表的原理框图磁尺与磁头接触，使用寿命不如光栅，数年后易退磁。设置两个磁头的意义何在？第34页，共57页，星期日，2025年，2月5日磁栅测量系统压板磁头磁尺第35页，共57页，星期日，2025年，2月5日磁栅在磨床测长系统中的应用磁尺磁头安装在何处？第36页，共57页，星期日，2025年，2月5日8.3转速检测

Rotatespeeddetecting一、离心力检测法工作过程：重锤受到离心力作用→克服弹簧力向上拉动套筒→套筒的上下移动带动齿轮转动→带动指针偏转→直接读出读数。一般应使主轴沿垂直方向立起来使用，精确度±1％。第37页，共57页，星期日，2025年，2月5日二、光电码盘转速检测方法原理：光电码盘和透射型光电耦合器结合，对转速计数，输出信号是对应于码盘窗口明暗的脉冲序列。光电耦合器：分透射型和反射型两种，见图8－13。由发光二极管和光敏晶体管（二极管或三极管）组成。发光二极管：是用半导体P-N结把电能转换为光能的一种器件。颜色是由半导体材料决定的光敏晶体管：是一种利用受光照时载流子增加的半导体光电元件。由于三极管的放大作用，其灵敏度比光敏二极管高。第38页，共57页，星期日，2025年，2月5日光电码盘：透明玻璃上按一定的规律涂上黑白条码。分为绝对光码盘和增量光码盘。绝对光码盘：把旋转轴的旋转角度用二进制编码输出。可检测绝对角度，断电恢复后可准确检测位置信息。第39页，共57页，星期日，2025年，2月5日增量光码盘：随旋转轴的旋转角度输出一列连续脉冲波，累计脉冲的个数可测量转角。使用一个时只能检测转速，而不能检测转轴的绝对转角和转向，改进的三个可以检测转角和转向。S2(n)S1(n)Z(1)增量编码器的码盘编码盘一般只需三条码道：增量码道S1：扇区数n决定编码器分辨力。辨向码道S2基准码道Z第40页，共57页，星期日，2025年，2月5日机械量测量讲义第1页，共57页，星期日，2025年，2月5日8机械量测量主要内容模拟式位移检测——电容式位移检测、电感式位移检测*、差动变压器式位移检测*、光纤位移检测*光学数字式位移检测——光栅标尺、莫尔条纹标尺转速检测——离心力检测法、光电码盘转速检测法力的检测方法——金属应变元件、半导体应变元件、压电元件、压敏导电橡胶加速度与振动检测——加速度检测原理、动电型振动检测方法、微机械加速度传感元件第2页，共57页，星期日，2025年，2月5日一、电容式位移检测方法8.1模拟式位移检测Analogdisplacementdetecting原理：平行板电容器的电容值为：分类：使用时保持三个参数中的两个不变而改变另一个参数使电容量发生变化，故其可分成三类：变极距式d、变面积式ab和变介电常数式ε。第3页，共57页，星期日，2025年，2月5日变极距式灵敏度：d0（起始间隙,但受击穿电压限制不能太小）越小，k越大，同时非线性增大。为了提高敏度，减小非线性，常采用