其他機(jī)械參量測(cè)量

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

2、測(cè)力傳感器靜態(tài)特性好，動(dòng)態(tài)特性好，穩(wěn)定性好，但長時(shí)間測(cè)靜力將產(chǎn)生較大誤差。（3）壓磁式測(cè)力傳感器輸出功率大，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，適合多種環(huán)境。（4）壓阻式測(cè)力傳感器靈敏度高，動(dòng)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(cè)量典型事例之一——切削力測(cè)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(cè)力儀應(yīng)具備的性能（2）典型切削力測(cè)量系統(tǒng)（3）常用切削力測(cè)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(cè)量典型事例之二——瞬態(tài)沖擊力的測(cè)量（2）瞬態(tài)沖擊力測(cè)量的特點(diǎn)a，沖擊過程的作用和持續(xù)時(shí)間很短，要求測(cè)量儀器響應(yīng)要快，上升時(shí)間短。b，沖擊作用強(qiáng)度大，要求測(cè)量儀器動(dòng)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(cè)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(hào)的能力。（1）瞬態(tài)沖擊力測(cè)量的原理動(dòng)力效應(yīng)加速度瞬態(tài)沖擊力沖擊波形的測(cè)量系統(tǒng)主要組成：壓電加速度計(jì)、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(jì)、電荷放大器、頻譜分析儀

4、（3）瞬態(tài)沖擊力主要測(cè)量參數(shù)及其測(cè)量系統(tǒng)的組成沖擊加速度的測(cè)量系統(tǒng)主要組成：壓電加速度計(jì)、電荷放大器、峰值電壓表11.1.2扭矩的測(cè)量1，扭矩的分類扭矩的時(shí)間歷程：扭矩隨時(shí)間的變化過程扭矩動(dòng)態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩靜止扭矩恒定扭矩緩變扭矩微脈動(dòng)扭矩振動(dòng)扭矩過渡扭矩隨機(jī)扭矩扭矩不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化很小扭矩隨時(shí)間變化很大（時(shí)間歷程）2，扭矩測(cè)量的基本原理（1）應(yīng)變測(cè)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(jì)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(cè)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(hào)耦合成電信號(hào)，再經(jīng)定標(biāo)輸出扭矩值。MMlA軸體扭轉(zhuǎn)角變位簡圖3，典型扭矩測(cè)量傳感器（1）電磁齒（柵）式扭矩傳感器扭矩扭角兩路電信號(hào)檢測(cè)相差磁電式扭矩檢測(cè)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(hào)電路勵(lì)磁電源能源環(huán)行變壓器±15V變壓器信號(hào)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(cè)量5功率測(cè)量6虛擬式扭矩、轉(zhuǎn)速、功率、機(jī)械效率測(cè)量儀QLVNJ-2型虛擬式扭矩、轉(zhuǎn)速和功率測(cè)量儀11.2溫度的測(cè)量根據(jù)感溫部分的測(cè)溫原理不同可將測(cè)溫儀分為：接觸式測(cè)溫儀：利用熱平衡原理，傳感器和被測(cè)對(duì)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(cè)溫儀：利用熱輻射原理，傳感器部和被測(cè)對(duì)象接觸傳統(tǒng)測(cè)溫儀的組成：感溫部分、顯示機(jī)構(gòu)7個(gè)基本物理量之一測(cè)溫儀器類型傳感器類型或探測(cè)器測(cè)溫范圍（℃）精度（%）特點(diǎn)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(jià)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(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、方便經(jīng)濟(jì)。寄生熱電勢(shì)及動(dòng)圈式儀表電阻影響測(cè)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(cè)器光學(xué)探測(cè)器800~35001不干擾被測(cè)溫場(chǎng)、

8、輻射率影響小、應(yīng)用簡便、不能用于低溫700~30001熱電探測(cè)器光子探測(cè)器200~20001不干擾被測(cè)溫場(chǎng)、響應(yīng)快、測(cè)溫范圍大、易受外界干擾0~35001接觸式和非接觸式測(cè)溫儀特點(diǎn)11.2.1接觸法測(cè)溫根據(jù)傳感器的不同，有：熱電阻測(cè)溫儀、熱電偶測(cè)溫儀、膨脹式測(cè)溫儀、數(shù)字溫度傳感器測(cè)溫儀1，熱電阻測(cè)溫儀分類：金屬絲熱電阻測(cè)溫儀、熱敏電阻測(cè)溫儀測(cè)溫原理、組成：鉑電阻測(cè)溫方框圖AA/DRAMCPU顯示測(cè)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(zhǔn)確。計(jì)算機(jī)查表比