河北联合大学轻工学院机械工程测试技术第6章 典型机械工程参数的测试.ppt

自动尺寸分选系统 6.2.3 位移测试案例 自动分选机 电感式仿形铣床 物位的测量 电容式液位计 超声波液位计 射频电容式物位限位开关 超声波液位开关 智能型射频电容物位计 射频电容物位计 双联式液位计 磁浮式液位计 轴承外圈直径测量 数控机床上的光栅 数显表 数控机床上的光栅 防护罩内为直线光栅 光栅扫描头 被加工工件 切削刀具 角编码器安装在夹具的端部 安装有光栅等位移传感器的数控机床的工况 6.3 流体压力的测试 Test and Measurement for Fluid Pressure 流体压力的测量通常是以间接测量的形式进行的，即先把压力通过弹性元件转换成位移（变形），然后再对位移进行测量从而得到压力。随着科学技术的发展，一些利用材料物理性质的新型物性型压力传感器逐渐出现，为压力的测试提供了新的手段。 6.3.1 弹性压力敏感元件 普通压力表的结构 1. 应变式压力传感器 6.3.2 压力传感器 2. 压阻式压力传感器 压阻式绝对压力传感器 压阻式压力传感器 扩散硅压力变送器 压阻式 高压传感器 溅射薄膜压力传感器 3. 电容式压力传感器 电容式差压传感器 高压侧 进气口 低压侧 进气口 电子线 路位置 内部不锈钢膜片的位置 电容式差压变送器 各种电容式压力传感器 各种电容式压力传感器 各种电容式压力传感器 4. 霍尔式压力传感器 6.4 流量的测试 Test and Measurement for Fluid Flow 流量计的基本工作原理是通过某种中间转换元件或机构，将管道中流动的液体流量转换成压差、位移、力、转速等参量，再按一定的关系换算成流量。常见的流量计有容积式、面积式、速度式、节流式、电磁式等。 流量的精确测量是一个比较复杂的问题。流动的介质可以是液体、气体、颗粒状刚体，或是它们的组合形式。液流可以是层流或紊流、稳态的或瞬态的。流体特性参数的多样性决定了对它的测量方法的多样性。 1. 转子（浮子）流量计 智能型转子流量计 双转子流量计 2. 差压流量计 1. 轿车的乘坐舒适性试验 6.1.5 振动测试的应用示例 2. 机械设备运行状态监测及故障诊断 车床主轴箱实时振动监测系统 减速机实时振动监测系统及振动测点布置图 3. 激振实验（动刚度实验） 位移是线位移和角位移的统称。 位移测量在工程中应用很广，在工程中不仅经常要求精确地测量零部件的尺寸、形状和位置，而且扭矩、力、速度、加速度、压力、流量等许多参量的测量也是以位移测量为基础的。 6.2 位移的测试 Test and Measurement for Displacement 6.2.1 直线位移（位置）的测试 常见的直线位移测量主要是用电感式（包括涡流式）传感器、电容式传感器、感应同步器、光栅式传感器、磁栅式传感器、容栅式传感器、激光干涉仪来实现。 1. 几种常用的直线位移传感器 ■ 电阻应变式位移传感器 用于小位移测量（0.1μm~0.1mm） 测量精度优于2% 线性度0.1%~0.5% ■ 电感式位移传感器 常用于微小位移的精密测量，其测量范围一般为几毫米 分辨率和测量精度可达0.1μm~0.01μm 线性度一般优于0.5% 差动变压器 差动螺线管电感传感器及测微仪线路 电感测微仪 涡流测微测振仪 ■ 电容式位移传感器 非接触测量，动态响应好 精度高，分辨率最高可达0.1nm，精度最高可达1nm 线性好，优于0.5% 变极距式电容传感器（非接触式） 差动式电容传感器（接触式） 电容测微仪 扫描头（与移动部件固定） 光栅尺 可移动电缆 ■ 光栅式位移传感器 数字式，测量范围大，通过细分分辨率可达1μm甚至更高。 ■ 磁栅传感器 磁尺 静态磁头 去信号处理电路 固定孔 磁头与磁尺相对运动时的输出波形演示 磁栅与光栅的分辨率、精度相当，但磁尺与磁头接触，使用寿命不如光栅，数年后易退磁。 磁栅测量系统 ■ 容栅传感器 容栅式传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展起来的一种新型传感器。它在具有电容式传感器优点的同时，又具有多极电容带来的平均效应，而且采用闭环反馈式等测量电路减小了寄生电容的影响、提高了抗干扰能力、提高了测量精度(5μm)、极大地扩展了量程(可达1m)，是一种很有发展前途的传感器，已广泛应用于量具、量仪和机床数显装置。 角位移容栅传感器已在电子数显千分尺及机床分度盘中应用。 线位移容栅传感器已在电子数显卡尺、数显深度尺、数显高度尺、机床数显标尺中应用。 数显电子卡尺 数显电子卡尺 数显电子卡尺