其他機械參量測量

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1、11.1力與扭矩的測量11.1.1力的測量原理：力的靜力效應(yīng)和動力效應(yīng)靜力效應(yīng)：彈性物體受力作用后產(chǎn)生相應(yīng)變形動力效應(yīng)：一定質(zhì)量的物體受到力的作用時，其動量發(fā)生變化測量方法：比較法直接比較法，測量精度取決于分級密度和基準量的準確度。只適于靜態(tài)測量。間接比較法，測量精度取決于傳感器的質(zhì)量和標定精度。適用于靜態(tài)/動態(tài)測量。第11章其他機械參量測量1，測力傳感器：（1）應(yīng)變式測力傳感器利用靜力效應(yīng)測力的位移型傳感器。測力彈性元件有柱式、環(huán)式、梁式等。右圖為測量壓縮力的柱式應(yīng)變片測力頭的典型構(gòu)造（2）壓電式

2、測力傳感器靜態(tài)特性好，動態(tài)特性好，穩(wěn)定性好，但長時間測靜力將產(chǎn)生較大誤差。（3）壓磁式測力傳感器輸出功率大，抗干擾能力強，精度高，適合多種環(huán)境。（4）壓阻式測力傳感器靈敏度高，動態(tài)特性好，可靠性高，橫向效應(yīng)小，受溫度影響大，靈敏系數(shù)不是常數(shù)。2，力測量典型事例之一——切削力測量靈敏度、非線性度、穩(wěn)定性、靜剛度、互干擾度、頻率響應(yīng)特性、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、密封好（1）切削測力儀應(yīng)具備的性能（2）典型切削力測量系統(tǒng)（3）常用切削力測量儀（根據(jù)彈性元件劃分）懸臂梁式（兩分力）桁條式（單分力）彈性膜板

3、式（三分力）八角環(huán)式（三分力）3，力測量典型事例之二——瞬態(tài)沖擊力的測量（2）瞬態(tài)沖擊力測量的特點a，沖擊過程的作用和持續(xù)時間很短，要求測量儀器響應(yīng)要快，上升時間短。b，沖擊作用強度大，要求測量儀器動態(tài)范圍大。c，沖擊波頻譜連續(xù)，包含所有頻率成分，要求測量儀器有較寬的頻率范圍。d，要求顯示記錄設(shè)備具有捕捉瞬態(tài)信號的能力。（1）瞬態(tài)沖擊力測量的原理動力效應(yīng)加速度瞬態(tài)沖擊力沖擊波形的測量系統(tǒng)主要組成：壓電加速度計、電荷放大器、記憶示波器沖擊脈沖的頻譜分析系統(tǒng)主要組成：壓電加速度計、電荷放大器、頻譜分析儀

4、（3）瞬態(tài)沖擊力主要測量參數(shù)及其測量系統(tǒng)的組成沖擊加速度的測量系統(tǒng)主要組成：壓電加速度計、電荷放大器、峰值電壓表11.1.2扭矩的測量1，扭矩的分類扭矩的時間歷程：扭矩隨時間的變化過程扭矩動態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩靜止扭矩恒定扭矩緩變扭矩微脈動扭矩振動扭矩過渡扭矩隨機扭矩扭矩不隨時間變化或隨時間變化很小扭矩隨時間變化很大（時間歷程）2，扭矩測量的基本原理（1）應(yīng)變測扭矩在扭矩M的作用下，軸體表面沿與軸線成450和1350角方向上的主應(yīng)力在數(shù)值上與軸體表面的最大扭應(yīng)力相等。45．135。MM軸體表面應(yīng)力計算簡圖

5、*傳遞法（扭軸法）、平衡力法（反力法）及能量轉(zhuǎn)換法（2）轉(zhuǎn)角測扭矩在扭矩M的作用下，扭角與扭矩M成正比。電磁耦合將扭角信號耦合成電信號，再經(jīng)定標輸出扭矩值。MMlA軸體扭轉(zhuǎn)角變位簡圖3，典型扭矩測量傳感器（1）電磁齒（柵）式扭矩傳感器扭矩扭角兩路電信號檢測相差磁電式扭矩檢測頭（2）應(yīng)變片式數(shù)字扭矩傳感器穩(wěn)定電源應(yīng)變電橋放大器V/F轉(zhuǎn)換器發(fā)光二極管光敏三極管T扭矩輸出n轉(zhuǎn)速輸出信號電路勵磁電源能源環(huán)行變壓器±15V變壓器信號環(huán)行齒輪盤應(yīng)變扭矩傳感器原理圖（虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分）（3）光電式扭矩傳感器4轉(zhuǎn)速

6、測量5功率測量6虛擬式扭矩、轉(zhuǎn)速、功率、機械效率測量儀QLVNJ-2型虛擬式扭矩、轉(zhuǎn)速和功率測量儀11.2溫度的測量根據(jù)感溫部分的測溫原理不同可將測溫儀分為：接觸式測溫儀：利用熱平衡原理，傳感器和被測對象直接接觸，使二者處于同一熱平衡狀態(tài)，具有同一溫度非接觸式測溫儀：利用熱輻射原理，傳感器部和被測對象接觸傳統(tǒng)測溫儀的組成：感溫部分、顯示機構(gòu)7個基本物理量之一測溫儀器類型傳感器類型或探測器測溫范圍（℃）精度（%）特點接觸式熱膨脹式水銀-50~6500.1~1簡單方便、易損壞、感溫部大雙金屬結(jié)構(gòu)緊湊、牢

7、固可靠液體-30~6001耐振、價廉、感溫部大氣體-20~3501熱電偶鉑銠-鉑0~16000.2~0.5適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、方便經(jīng)濟。寄生熱電勢及動圈式儀表電阻影響測量結(jié)果其它-200~11000.4~1.0熱電阻鉑-260~6000.1~0.3精度及靈敏度均較好、感溫部大，須注意環(huán)境溫度的影響鎳-50~3000.2~0.5銅0~1800.1~0.3熱敏電阻-50~3500.3~1.5體積小、響應(yīng)快、靈敏度高、線性度差，注意環(huán)境溫度影響非接觸式輻射探測器光學(xué)探測器800~35001不干擾被測溫場、

8、輻射率影響小、應(yīng)用簡便、不能用于低溫700~30001熱電探測器光子探測器200~20001不干擾被測溫場、響應(yīng)快、測溫范圍大、易受外界干擾0~35001接觸式和非接觸式測溫儀特點11.2.1接觸法測溫根據(jù)傳感器的不同，有：熱電阻測溫儀、熱電偶測溫儀、膨脹式測溫儀、數(shù)字溫度傳感器測溫儀1，熱電阻測溫儀分類：金屬絲熱電阻測溫儀、熱敏電阻測溫儀測溫原理、組成：鉑電阻測溫方框圖AA/DRAMCPU顯示測溫理論：感溫元件的電阻與溫度的關(guān)系特性a,列表法快速、準確。計算機查表比