机械式测量仪表的构造与使用1

测试技术基础专业：机械工程授课学时数：36作者：王世军单位：西安理工大学机械及自动化系E-mail: wsjxaut@？本课程在培养计划中的地位（摘自培养计划）教学计划•计划学时40•讲课36•实验4•每周学时：4•考试时间：5月1日前教学要求•参考书–《工程测试技术及应用》郑建明班华主编，电子工业出版社–《机械工程测试技术基础》，第三版•熊诗波黄长艺主编，机械工业出版社–《测试技术与工程应用》•赵庆海主编化学工业出版社–《机械工程测试技术》•陈花玲主编，机械工业出版社–《工程测试技术基础》•何岭松，华中理工大学出版社–要求记笔记–成绩评定：–考试成绩（80%~85%）+ 平时成绩（15%~20%）–平时成绩：•日常考勤，一次不到扣一分，扣完为止•课堂提问，不到或者不会，扣一分，扣完为止•课堂练习，缺一次扣一分，扣完为止讲义的网上地址：reply2004@ Password: 205405•该信箱是用于教学的个人信箱；•请勿改动信箱的任何设置，只下载附件；•不会使用Email的同学，先。

•谢谢合作！我的信箱：wsjxaut@wsjxaut@上篇测试技术基础第一讲第一章绪论第一节测试技术概况第二节测量的基础知识？第一章绪论第一节测试技术概况一、测试技术的发展与重要性1. 测试是测量和试验的简称目的：获取被测对象基本属性与内在运行规律有用信息2.工程测量分为静态测量和动态测量静态测量是指对不随时间变化的物理量的测量动态测量是指对随时间变化的物理量的测量----本课的主要研究对象3.信息、信号、测试和测试系统之间的关系测试的目的是获取信息，信号是信息的载体，测试是通过测试系统得到被测参数信息并以信号的形式表现出来的技术手段。

4.测试技术的发展概况现代工程测试技术与仪器的发展主要表现在以下方面：（1）新原理新技术在测试技术中的应用激光多普勒效应----磁铁振动的测量激光扫描----大型结构的多点测振（2）新型传感器的出现MEMS技术进入，传感器与处理电路集成（3）计算机测试系统与虚拟仪器的应用测试系统引入计算机技术二、测试系统的一般组成三、测试技术的发展趋势1.测试仪器向高精度、高速度和多功能发展；2.传感器向新型、微型、智能型发展；3.测试范围向极端测量方向发展；4.参数测量与数据处理向自动化发展。

机械量测量仪表概述机械量测量仪表是用于测量机械系统中各种物理量的设备。

这些物理量可以包括长度、角度、力、压力、速度等。

机械量测量仪表在各个领域中都有广泛的应用，包括制造业、航空航天、能源等。

本文将介绍机械量测量仪表的分类、原理、应用以及未来的发展趋势。

分类根据测量物理量的不同分类机械量测量仪表可以根据测量物理量的不同进行分类。

常见的机械量测量仪表主要包括：1.长度测量仪表：用于测量物体的长度，常见的有游标卡尺、数显卡尺等。

2.角度测量仪表：用于测量物体的角度，常见的有量角器、角度传感器等。

3.力测量仪表：用于测量物体的力，常见的有弹簧秤、拉力计等。

4.压力测量仪表：用于测量物体的压力，常见的有压力计、压力传感器等。

5.速度测量仪表：用于测量物体的速度，常见的有过程仪表、测速传感器等。

根据测量原理的不同分类机械量测量仪表还可以根据测量原理的不同进行分类。

常见的机械量测量仪表主要包括：1.机械式测量仪表：基于机械结构的测量原理，如游标卡尺、量角器等。

2.电气式测量仪表：基于电气信号的测量原理，如电子数显卡尺、电子秤等。

3.光电式测量仪表：基于光电转换的测量原理，如光电编码器、激光测距仪等。

4.声电式测量仪表：基于声电信号的测量原理，如声速测量仪、声强测量仪等。

原理机械量测量仪表的测量原理根据不同的物理量有所差异。

以下是常见机械量测量仪表的测量原理示例：游标卡尺游标卡尺是一种用于测量长度的机械量测量仪表。

它的测量原理是基于游标尺的测量原理。

游标卡尺内部有一个可滑动的游标，游标与主尺相互配合，通过读取游标和主尺的位置来确定物体的长度。

电子数显卡尺电子数显卡尺是一种用于测量长度的机械量测量仪表。

它的测量原理是基于电子信号的测量原理。

电子数显卡尺内部有一个传感器，通过测量物体与传感器之间的距离来确定物体的长度，并将测量结果以数显的形式显示。

压力传感器压力传感器是一种用于测量压力的机械量测量仪表。

它的测量原理是基于力和面积之间的关系。

机械咪表原理
机械咪表是一种使用机械结构来测量物理量的仪表。

它的原理基于一系列机械装置和机械传动系统。

以下是机械咪表的基本工作原理：
1. 弹簧：机械咪表使用弹簧作为测量物理量的感应元件。

弹簧具有弹性变形的特性，在受到外力作用时，会发生位移。

2. 指针：机械咪表上有一个指针，用于指示测量结果。

指针连接到弹簧上，当弹簧发生位移时，指针也会相应地发生移动。

3. 刻度盘：机械咪表的表面通常有一个圆形的刻度盘，用于显示测量结果。

刻度盘上刻有一系列刻度，用于指示物理量的数值。

4. 传动装置：机械咪表还包括一系列传动装置，用于将弹簧的位移转换成指针的角度变化，并将物理量的数值转换成刻度盘上的刻度。

当需要测量某个物理量时，物理量作用在机械咪表上的感应元件（如弹簧）上，引起弹簧发生相应的位移。

位移通过传动装置传递给指针，使指针发生相应的角度变化。

指针指示在刻度盘上的刻度上，显示测量结果。

结构检验实验指导书土木工程专业用河海大学土木工程系试验一机械式仪表的安装与应用一、试验目的：结合钢筋砼梁试验了解百分表、千分表、磁性表座、手持应变仪的构造原理、安装调式方法及使用场合。

二、内容：1．百分表测挠度的安装与调试；2．千分表测梁断面应变的安装与调试；3．手持应变仪测梁断面应变的安装测读；4．对照实物了解百分表的率定方法使用方法。

三、要求：实验全过程注意爱护仪器，先了解后再动手。

认真思考，独立操作，认真做好实验报告（包括：仪器构造，使用特点，操作要领，操作中遇到的问题，实验后的收获与体会等。

）不拘格式，贵在三个能力的培养与体现。

四、思考题：测试试验大厅吊车梁挠度？试验二电阻应变片的粘贴及防潮技术一、试验目的：掌握应变片的粘贴技术二、试验仪表与器材1．直流电桥2．兆欧表3．万用表4．粘接剂5．常温用电阻变应片：（每人一片）6．钢桁架7．电烙铁等小工具8．丙酮三、试验方法1．电阻应变片的选择在应变片灵敏系数K相同的一批应变片中，用直流电桥测量应变片的电阻值R，将电阻差值变化在±0.5Ω范围内的应变片选出待用。

直流电桥的使用：选好倍率精度（指示表上方），调好指示表为0，将被测应变片接入接线端R X，然后，同时接下开关B和C，旋转4个旋钮（从大到小），使指示表指针指0。

此时，4个旋钮指示数值和再乘以倍率，即是被测应变片的电阻值。

该片的阻值和灵敏系数K（应变片厂家标定）应作记录。

2．桁架试件表面的处理用砂纸、锉刀等工具将试件贴片位置的油污、漆层、锈迹除去，再用细砂纸打成450交叉纹，并用棉球蘸丙酮将贴片位置擦洗干净，到棉球洁白为止。

然后，在试件上用画针画出贴片的准确位置。

3．粘贴用左手掐住应变片引线，右手在应变片沾贴面上薄薄的涂上一层粘接剂（注意应变片的正、反面），同时，在试件贴片位置上涂上一层粘接剂，并迅速将应变片准确地放在粘贴位置上，将一小片塑料薄膜盖在应变片上面，用手指顺着应变片依次压多余的胶水，按住应变片1-2分钟后把塑料薄膜轻轻揭开，检查有无气泡、尧曲、脱胶等现象，如影响测量时，应重贴。

绝缘电阻测试仪说明书由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，防止触电危险，注意人身平安！平安要求请阅读以下平安考前须知，以免人身伤害，为了防止可能发生的危险，只可在规定的范围内使用。

只有合格的技术人员才可执行维修。

—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。

只可使用专用并且符合规格的电源线。

正确地连接和断开。

当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。

注意所有终端的额定值。

为了防止火灾或电击危险，请注意所有额定值和标记。

在进展连接之前，请阅读使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。

使用适当的保险丝。

只可使用符合规定类型和额定值的保险丝。

防止接触裸露电路和带电金属。

有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。

请勿在潮湿环境下操作。

请勿在易爆环境中操作。

－平安术语警告：警告字句指出可能造成人身伤亡的状况或做法。

目录第一章概述 (6)第二章介绍 (6)一、特性 (6)二、技术指标 (8)三、仪表构造............................ . (9)四、仪表原理... . (10)第三章使用方法 (11)一、准备工作 (11)二、开场测试............................ ... (12)三、调阅测试结果 (14)四、屏蔽端使用方法 (14)五、电池充电 (15)第一章概述随着我国电力工业的快速开展，电气设备预防性实验是保障电力系统平安运行和维护工作中的一个重要环节。

绝缘诊断是检测电气设备绝缘缺陷或故障的重要手段。

绝缘电阻测试仪〔兆欧表〕是测量绝缘电阻的专用仪表。

1990年5月批准实施的JJG662-89?绝缘电阻表〔兆欧表〕?已把它作为强制检定的仪表之一。

目前，电气设备〔如变压器、发电机等〕朝着大容量化、高电压化、构造多样化及密封化的趋势开展。

这就需要绝缘电阻测试仪本身具有容量大、抗干扰能力强、测量指标多样化、测量结果准确、测量过程简单并迅速、便于携带等特点。

机械式电能表，也称为机械电表或机械式电度表，是一种用于测量电能消耗的传统电力测量仪表。

它基于电磁感应原理和机械运动，通过转动机械部件记录和显示电能的使用量。

以下是机械式电能表的工作原理：
1. 电流线圈：机械式电能表中有两个主要的线圈，一个是电流线圈，也称为电流线圈或动力线圈。

它由一根细丝制成，绕在铁芯上，连接在电路中，用于感应通过电流线圈的电流。

2. 电压线圈：另一个线圈是电压线圈，也称为电压螺线管或电压线圈。

它由较粗的铜线制成，绕在铁芯上，连接在电路中，用于感应通过电压线圈的电压。

3. 铝负载轮：机械式电能表中有一个铝负载轮，通过一个细丝与电动机相连。

当电流通过电流线圈时，产生的磁场会推动铝负载轮转动。

4. 计数器和显示装置：机械式电能表中有一个计数器和显示装置，用于记录和显示电能的使用量。

当铝负载轮转动时，它会带动一组齿轮和指针，使指针转动，并将转动的信息传递给计数器，记录消耗的电能。

机械式电能表的工作原理基于电磁感应和机械运动，通过测量电流和电压来计算电能的使用量。

它适用于交流电系统，并能够准确地测量电能消耗，因此在许多家庭和商业场所仍然广泛使用。

然而，它们相对于电子式电能表而言，存在读数误差较大、可靠性较低以及不能提供更多的电力参数测量等限制。

MF-47型万用表操作程序（1）本操作程序以南京天宇牌“MF-47指针式万用表”为例，其它型号的机械式万用表可做参考。

一、准备程序：（1）打开万用表背面的电池盖板，按标示的电池极性分别正确装入2# 1.5V干电池和6F22 9V层迭干电池各一节，并盖好电池盖板。

（2）检查量程开关档位是否在ACV～1000V，不在则旋在ACV～1000V档位。

（3）将MF-47指针式万用表水平放置在桌上，待指针静止后检查指针指示在零位否，未在零位则取一合适的一字螺丝刀插入表头上带一字槽的灰色旋钮中，缓慢并以适当力量精心调整指针指在零位上。

（4）常规测量时，黑表笔插入左下角“COM”孔内；红表笔插入左下角“+”孔内。

（5）测量1000伏以上2500伏以下的交直流电压时，应将红表笔插入右下角“2500V”孔内，且量程开关旋至ACV～1000V或DCV 1000V档位，方可测量较高交直流电压。

（6）测量10A以下和0.5A以上的较大直流电流时，应将红表笔插入右下角“10A”孔内，且量程开关旋至DcmA500档位，方可测量较大直流电流。

大电流测量时注意测量时间不得超过10秒钟。

二、结束程序：（1）测量结束后，应检查量程开关档位是否在ACV～1000V，不在则旋在ACV～1000V档位。

（2）将红表笔和黑表笔以适当力量捏着表笔插头部位垂直拔下，不可抓表笔测量线拔插头。

并与万用表一起成套收好放好。

三、使用维护注意事项：（1）MF-47指针式万用表必须水平放置、平稳后方可使用。

（2）MF-47指针式万用表使用时应避开较强的电磁场环境；并且不可放在铁磁性金属物质上使用。

（3）MF-47指针式万用表使用时应避开高温、高湿、震动环境。

（4）MF-47指针式万用表长期不使用时，应将万用表内的干电池全部取出。

四、正确读取测量数值方法：（1）单眼从MF-47指针式万用表的刻度盘的正上方读取数值，并且当反射镜中的指针与万用表实际指针重合为一线时，对应的读数是正确测量获得的数值。

2．测量仪表与测试方法对于操作者来说，总希望所使用的仪器仪表具有测量准确、操作简单、显示清晰、自身功耗小、过载时不易损坏以及对环境要求较低等特点。

因此指示仪表的技术要求通常包括准确度、灵敏度、标尺特性、仪表功耗、过载能力、频率范围、波形条件以及环境使用条件。

一、指示仪表的分类及其性能电工测量仪表按是否需要将被测量和标准量进行比较分为直读式和比较式两大类。

直读式仪表按显示方式又可分为模拟量指示仪表和数字量显示仪表。

前者主要是电气机械式仪表，测量结果通过仪表指针在仪表标尺或表盘上读出，简称指示仪表；后者是用数字显示测量结果。

本节主要介绍常用传统指示仪表的基本结构、工作原理和技术特性。

电工测量指示仪表的种类很多，分类方法各异。

根据常用仪表的工作原理将其分为磁电系、电磁系、电动系、静电系、感应系等，虽然它们的基本结构不同，但它们的主要作用都是将被测电量变换成仪表可动部分的偏转角位移。

电测量指示仪表由测量线路和测量机构二部分组成，如图1.2-1所示，测量机构是仪表的核心部分。

图1.2-1 电测量指示仪表结构框图测量机构的主要作用是：(1)产生转动力矩。

转动力矩与被测量之间存在着一一对应的确定关系。

最理想状态是转动力矩与被测量完全是正比关系，但实际上转动力矩通常还与仪表指针的偏转角有关，因此可以把转动力矩看作是被测量与指针偏转角的函数，可用下面的关系式表示M＝F(x、a)式中：M为转动力矩；a为偏转角；x为被测量。

如果仪表的测量机构在M的作用下，引起的偏转角位移为d a，则M对仪表可动部分所作的功M da与该测量机构中电磁能量的变化量d A相等，所以M da＝d A式中：A—测量机构中的电场能量或磁场能量。

当测量机构中电磁能量的变化量d A仅由仪表可动部分的偏转角位移da引起时，则(2)产生反作用力矩。

作用于活动部分，用来平衡转动力矩MD＝W a＝F(a)式中：W为反作用力矩系数，D为反作用力矩。

当转动力矩M与反作用力矩D相等时，仪表的活动部分就静止在平衡位置上。

《土木工程结构试验》实验指导书土木工程结构实验室二〇一七年九月修订目录实验一：等强度梁机测3实验二：等强度梁电测6实验三：钢桁架机测10实验四：钢桁架电测10 实验五：单自由度系统模型参数的测试27 实验六：测试附加质量对系统频率的影响33 实验七：附加质量分布对系统频率的影响36实验一：等强度梁机测（应变的机测和机械式测量仪表的构造原理）一、实验目的：1、了解、掌握各种机械仪表的性能，原理和使用方法，掌握应变的机测方法和原理。

2、认识和了解结构静力试验的各种机械仪表，掌握它们的原理和构造，掌握它们的安装和测读方法。

二、课前预习要求：1、预习教材的下列章节第三章3.3 试验测量仪器2、思考下列问题（1）结构静载试验中，主要测量的物理量有哪些？（2）选择一种测量仪表应考虑哪些方面的因素？（3）机械式测量仪表采用什么零件放大微小信号？三、参观部分：通过参观认识下列仪器的外貌，了解它们的构造，工作原理，使用方法和适用范围。

1、应变和位移测量仪表：杠杆应变仪、手持应变仪、千分表、百分表、挠度计。

2、其它检测仪表回弹仪、读数显微镜、刻度放大镜。

四、实验操作部分（等强度悬臂梁荷载试验）1、设备：等强度悬臂梁一套百分表一块磁性表座一套杠杆应变仪一套曲率仪一个2、内容在等强度悬臂梁上安装百分表、杠杆应变仪、曲率仪。

在梁端加砝码，测量等强度悬臂梁。

某一截面上的应变和梁端挠度值及曲率半径，与理论计算值进行分析比较。

3、试验步骤：（1）测量等强度悬臂梁的几何尺寸和仪表安装放位置的X值，并记录在表1—1中。

（2）在距梁端X1处的截面处安装杠杆应变仪，在X2处安装百分表（注意：百分表要有初读数，并严格垂直于梁面），将曲率仪安装在梁上合适的地方。

（3）记录初读数，在梁端分加三级砝码，量测在相应荷载作用下被测截面的应变与梁端的挠度值和曲率值，并记录在表1—2中。

（4）整理记录资料，计算出各级荷载下的实测应变，应力和挠度值和曲率值。

机械式量测仪表的构造与使用实验报告
1.了解机械式量测仪表的构造和使用；
2.掌握机械式量测仪表的测量原理和方法；
3.学习机械式量测仪表的使用技能。

实验器材：
机械式量测仪表、样品。

实验原理：
机械式量测仪表是一种利用机械式传感器实现测量的仪表。

机械式传感器是将待测量量转换为物理位移或变形，再通过机械传动、传感机构和指示器等部分将其转变为直接读数或扫描读取等形式表示的传感器。

机械式量测仪表测量的精度常为毫米级或微米级。

实验步骤：
1.将机械式量测仪表放置水平台面上，并用螺旋锁定螺母将其固定。

2.将样品放置在量测仪表的测量口上，并用手轻轻按压，使其充分接触。

3.读取机械式量测仪表上的显示数值，并记录下来。

4.再次按压样品，记录机械式量测仪表测量值，并与第一次的数值进行比较。

5.将样品取下，清洁测量设备。

实验结果：
通过实验，我们得到了样品在机械式量测仪表上的直接读数，发现第一次读数与第二次读数有所不同，可能是机械式量测仪表对样品的接触不够充分。

结论：
机械式量测仪表具有简单可靠、精度高、易于维护等特点，广泛应用于机械制造、航空航天、冶金、化工等行业的生产和检验过程中，是一种重要的量测工具。

在使用机械式量测仪表时，要注意在平台面上固定，并且要保证样品与测量口充分接触，避免误差的发生。

MF14万用表的构造及使用摘要：MF14万用表为携带式多量程万用表，可直接测量直流电压、直流电流、中频交流、电压和电流，直流电阻。

是电气测量常用的仪表。

关键词：原理、方法、测量一、万用表的用途万用表可以用来测量直流电流、电压，交流电流、电压，电阻等物理量。

由表头、测量电路、转换开关以及测试表笔等组成。

适合在0-±40℃及相对湿度25%-80%条件下工作，具体工作原理及使用方法如下介绍。

1：基本结构MF14型万用表面板结构包括刻度尺、量程选择开关、机械零位旋钮、欧姆档零位调节旋钮、供测试表笔用的插孔等。

各部分的功能如下：刻度尺：显示各种测量数值及范围；量程选择开关：根据具体情况转换不同的量程、不同的物理量；机械零位调节旋钮：用于校准针的机械零位；插孔：用来外接测试表笔；二、主要技术特性1、直流电流：1/2.5/25/100/250MA/1A/5A2、直流电压：2.5/10/25/100/250/500/1000V3、交流电流：2.5/10/25/100/250MA/1A/5A4、交流电压：2.5/10/25/100/250/500/1000V5、电阻：X1、X10、X100、X1K2：工作原理万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头。

当微小电流通过表头，就会有电流指示。

但表头不能通过大电流，所以必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。

2.1测直流电流原理在表头上并联一个适当的电阻进行分流，就可以拓展电流量程。

改变分流电流的阻值，就能改变电流测量范围。

2.2测量电流电压原理在表头上串联一个适当的电阻进行降压，就可以拓展电压量程。

改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。

2.3测交流电压原理因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流在通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。

扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。