速度、转速、加速度测量

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你了解转速测量的方法有哪些转速测量是指用于测量旋转物体的转速或角速度的技术方法。

转速测量在多个领域中都有应用，例如机械工程、汽车工程、航空航天工程、电力系统以及实验室研究等。

下面是一些常用的转速测量方法：1.接触式转速测量方法：-机械接触式测速器：例如机械式测速表、机械式转速计等。

这些测速器通过与旋转物体直接接触，利用测速表盘或指针的转动来显示转速。

-磁电式接触式测速器：例如霍尔元件转速传感器。

这些测速器利用旋转物体上的磁铁或磁性标记，通过磁电感应原理将转速转换为电信号输出。

-光电接触式测速器：例如光电编码器。

这些测速器使用光电转换原理，通过旋转物体上的光栅或光轮，将转速转换为光脉冲信号输出。

2.非接触式转速测量方法：-光学测量方法：例如激光测速仪、光栅测速仪等。

这些测速仪利用光学传感技术，通过测量旋转物体上的光栅或标记点的位移或速度，间接计算出转速。

-声学测量方法：例如超声波传感器、声纳传感器等。

这些测速传感器利用声音的传播速度和频率来测量旋转物体的转速。

-电磁测量方法：例如感应电动机测速法。

这种方法利用旋转物体上的导体通过磁场感应产生的感应电动势来测量转速。

-震动测量方法：例如加速度计。

这些测速器通过测量旋转物体上的振动信号来计算转速。

3.数字转速测量方法：-频率计：通过统计旋转物体上标记点通过光电传感器或磁电传感器时产生的频率来计算转速。

-计数器：通过计算单位时间内旋转物体上的标记点通过光电传感器或磁电传感器的次数来计算转速。

-相位测量方法：通过测量标记点通过光电传感器或磁电传感器所产生的信号的相位差来计算转速。

上述转速测量方法各有其特点和适用范围。

在实际应用中需要根据具体情况选择适合的测量方法。

同时，还需要注意测量精度、响应速度、适用转速范围、环境要求等因素的考虑。

速度是怎么测量的速度是描述物体运动快慢的物理量之一，它可以通过测量物体在单位时间内所走过的距离来确定。

本文将介绍几种常见的速度测量方法，包括平均速度、瞬时速度和相对速度。

同时，还将探讨一些与速度测量相关的注意事项和实际应用。

一、平均速度平均速度是指物体在某段时间内移动的总距离与该时间段的总时长之比。

对于匀速直线运动的物体来说，平均速度可以通过简单的计算得出。

设物体在时间t1内移动了距离s1，在时间t2内移动了距离s2，则平均速度V可以用以下公式表示：V = (s2 - s1) / (t2 - t1)平均速度的单位通常是米每秒 (m/s) 或千米每小时 (km/h)。

二、瞬时速度瞬时速度是指物体在某一瞬间的速度，即物体在某个瞬间的短时间内所移动的距离与该时间段的时长之比。

在计算瞬时速度时，需要将时间间隔缩小到无限小，即取极限。

瞬时速度可以用以下公式表示：V = lim(t->0) Δs / Δt其中Δs表示物体移动的微小位移，Δt表示时间的微小变化。

三、相对速度相对速度是指两个物体之间的速度差，即一个物体相对于另一个物体的速度。

当两个物体在同一参考系中运动时，相对速度的计算较为简单；然而，当两个物体在不同参考系中运动时，需要考虑相对运动的方向和速度。

为了计算相对速度，可以用以下公式：Vr = V1 - V2其中Vr表示相对速度，V1表示物体1的速度，V2表示物体2的速度。

注意事项和实际应用在实际应用中，速度测量需要考虑一些因素，如测量仪器的精确度、环境条件的影响等。

为了准确测量速度，常用的方法包括使用测速仪器（如雷达测速仪）和观察运动物体的位置变化。

除了物理学领域，速度的概念在其他领域也有广泛应用。

例如，在交通管理中，测速仪器被用于测量车辆的速度，以便对违规驾驶进行监督和管理。

在运动员训练中，测定运动员的速度可以帮助教练员制定合理的训练计划。

此外，无人机、电动车等技术的发展也促进了对速度测量方法的不断探索和改进。

第二章测试系统2-2 解释下列概念：频率特性、频响函数和工作频带解：频率特性是指测试系统反映出来的输出与输入幅值之比和两者之间相位差是输入频率的函数的特性。

频响函数是指系统稳态输出量的付立叶变换与输入量的付立叶变换之比。

（参见教材P11页）或者频响函数是指当测试系统的输入为正弦信号时，将该信号的输出与输入之比。

工作频带是指测试装置的适用频率范围，在该频率范围内，仪器装置的测试结果均能保证达到其它相关的性能指标。

（或P25工作频率范围）2-4 某动压力测量时，所采用的压电式压力传感器的灵敏度为90.0nC/MPa，将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，然后将其输出送入到一台笔式记录仪，记录仪的灵敏度为20mm/V，试计算系统的总灵敏度。

又当压力变化3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？解：系统总灵敏度为：90.0×0.005×20=9mm/MPa当压力变化3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量为：3.5×9=31.5mm2-5 用某一阶装置测量频率为100Hz 的正弦信号，要求幅值误差限制在5%以内，问其时间常数应取多少？如果用具有该时间常数的同一装置测量频率为50Hz 的正弦信号，试问此时的幅值误差和相角差分别为多少？解：（1）根据一阶系统的幅频特性可知：%51)(111)(A 2≤-+=-τωω，即%5)(1112≤+-τω将Hz f ππω0022==代入上式，可解得：41023.5-⨯≤τ （2）用该装置测量频率为50Hz 的正弦信号时：013.01)(111)(A 2=-+=-τωω，故幅值差为1.3%相角差： 3.9)arctan()(-=-=τωωφ2-6 设用一个时间常数为1s .0=τ的一阶装置测量输入为t t t x 40sin 2.04sin )(+=的信号，试求其输出)(t y 的表达式。

设静态灵敏度K=1。

解：根据一阶系统的幅频特性2)(1K )(A τωω+=、相频特性)arctan()(τωωφ-=以及静态灵敏度K=1， 将数据代入，可得：)96.7540sin(048.0)8.214sin(93.0)4arctan 40sin(1712.0)4.0arctan 4sin(16.11)( -+-=-⋅+-=t t t t t y2-8 两环节的传递函数分别为)55.3/(1.5+s 和)4.1/(412n n 22n ωωω++s s ，试求串联后所组成装置的灵敏度。

高中物理实验测量加速度的方法在高中物理实验中，测量加速度是非常重要且常见的任务。

加速度是物体在单位时间内速度变化的量度，是许多力学问题的核心参数。

下面将介绍几种测量加速度的常用实验方法。

一、小球自由下落法小球自由下落法是一种简单且有效的测量加速度的方法。

实验中，我们首先准备一个光滑的竖直运动轨道，轨道上有两个固定的刻度标尺，标尺之间的距离为L。

然后，我们用一个计时器记录小球自由下落的时间t，从而可以测量出小球下落的平均速度v。

根据物理学中的公式，我们知道自由下落的加速度a等于2L/t²。

二、动态平衡法动态平衡法是一种常用的测量加速度的方法。

实验中，我们将一个适当质量的小球放置在一个水平运动的平衡轨道上，然后运用质量块、弹簧等装置，使小球保持在一个动态平衡状态。

在这种状态下，小球受到的重力和弹力等力的平衡所产生的加速度可以通过测量弹簧的伸长量或者质量块的位移来计算得出。

三、受力表面法受力表面法是一种常见的测量加速度的方法。

实验中，我们需要准备一个平滑的倾斜面，并在其上放置一个物体。

通过调整倾斜角度和测量物体在不同角度下的运动时间，可以计算得出物体在倾斜面上的加速度。

根据斜面倾角和物体的运动时间，我们可以应用运动学公式推导得出加速度的数值。

四、旋转实验法旋转实验法是测量加速度的一种特殊方法，适用于某些特殊的物理实验。

在旋转实验中，我们通过将物体固定在转速恒定的转盘上，然后观察物体所受到的向心加速度来测量加速度。

通过调整转速和测量物体的运动半径，可以计算出所需的加速度。

总结在高中物理实验中，测量加速度的方法多种多样。

无论是小球自由下落法、动态平衡法、受力表面法还是旋转实验法，都有其各自的适用场景和操作要点。

通过实验的设计和数据分析，我们可以准确测量出物体的加速度，并进一步应用于力学和动力学的研究中。

需要注意的是，在进行任何实验之前，我们应该保证实验环境的安全，正确使用实验器材，并严格遵守实验操作规程。

转速测量方法可以分为两类，一类是直接法，即直接观测机械或者电机的机械运动，测量特定时间内机械旋转的圈数，从而测出机械运动的转速；另一类是间接法，即测量由于机械转动导致其他物理量的变化，从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。

同时从测速仪是否与转轴接触又可分为接触式，非接触式。

目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。

1．光电码盘测速法这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。

光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接受光，接收到光的次数就是码盘的编码数。

若编码数为l，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=(N/t*l)*60。

2．霍尔元件测速法利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。

3．离心式测速法离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。

当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。

当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。

这就是离心式转速表的原理。

测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。

4．测速发电机测转速利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。

测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。

各种转速测试方案转速测试是一种非常重要的测试方法，用于测量物体或系统旋转的速度。

它在各种领域中广泛应用，包括机械工程、汽车工业、电子设备和航空工业等。

下面将介绍几种常见的转速测试方案。

1.光电转速计：光电转速计是一种常用的转速测试仪器。

它利用探头上的光电传感器或磁电传感器来测量物体的旋转速度。

光电转速计的优点是测试结果准确，对不同形状和尺寸的物体适用，且测量范围广泛。

它适用于各种转速测试场景，包括机械轴承、电机驱动系统等。

2.振动传感器：振动传感器是一种通过测量物体的振动来推断旋转速度的测试方法。

它通常与特定的分析仪器配合使用，如频谱分析仪。

通过分析物体振动的频率和幅度，可以计算出物体的转速。

振动传感器适用于一些无法直接接触到物体表面进行测量的场景，如高速转子、大型机械设备等。

3.光栅尺：光栅尺是一种基于光学原理的转速测试方法。

它利用光栅片的周期性结构，通过测量光栅尺上的位移来计算出物体的旋转速度。

光栅尺的优点是测量精度高，适用于高速转动的物体。

它常用于机床、加工中心等工业领域。

4.频率计：频率计是一种将物体的旋转周期转换为频率的转速测试方法。

它通过计算单位时间内物体通过的旋转周期数来测量其转速。

频率计常用于电子设备和通信系统中，用于测量电机、发动机、电子时钟等的转速。

5.惯性测量装置：惯性测量装置是一种通过测量物体在转动过程中的惯性力来计算出转速的方法。

它通常由加速度传感器和陀螺仪等组成。

利用加速度传感器可以测量出物体在转动过程中的加速度变化，进而计算出物体的转速。

惯性测量装置广泛应用于航空航天领域，如导航系统、卫星定位等。

除了上述方法，还有一些其他的转速测试方案，如激光测距仪、旋涡流测试等。

这些方法根据不同的测试需求和场景选择使用。

例如，激光测距仪可以测量物体任意一个部位的移动距离，从而计算出转速；旋涡流测试则适用于大型涡轮机械设备的转速测量。

总之，转速测试是一项重要且广泛应用的测试方法。

选择合适的转速测试方案对于确保物体运行的安全性和稳定性至关重要。

速度与加速度的实验测量方法实验目的：本实验旨在通过测量物体在直线运动中的速度和加速度，探究速度与加速度之间的关系，并学习使用仪器对物体运动进行实验测量。

实验原理：1. 速度的定义：速度是物体在单位时间内所经过的距离与所用时间的比值，即v = Δx/Δt。

2. 加速度的定义：加速度是物体在单位时间内速度的改变量与时间的比值，即a = Δv/Δt。

3. 实验中常用的仪器及原理：- 移动器：用于给物体提供运动的力，例如滑轮组、弹簧等。

- 计时器：用于测量物体运动所用的时间，例如秒表、计算机等。

- 测距仪：用于测量物体运动的距离，例如尺子、测距仪等。

实验步骤：1. 准备实验装置：设置一个直线运动轨道，轨道上标有等距离的刻度。

2. 测量速度：a. 将一物体放在轨道起点，使其沿轨道匀速运动。

b. 使用计时器记录物体从起点到终点所经过的时间Δt。

c. 使用测距仪测量物体从起点到终点的距离Δx。

d. 根据速度的定义，计算物体在该段距离上的平均速度v = Δx/Δt。

3. 测量加速度：a. 将一物体放在轨道起点，使其沿轨道加速运动。

b. 使用计时器记录物体从起点到终点所经过的时间Δt。

c. 使用测距仪测量物体从起点到终点的距离Δx。

d. 根据加速度的定义，计算物体在该段距离上的平均加速度a =Δv/Δt，其中Δv为物体速度的变化量。

4. 数据处理：a. 将记录的时间和距离数据代入速度和加速度的计算公式，分别计算出每次实验的速度和加速度。

b. 计算出速度和加速度的平均值，以及相应的标准偏差，用于评估实验数据的可靠性和准确度。

实验注意事项：1. 实验过程中要保持轨道光滑，避免摩擦阻力的影响。

2. 在测量速度和加速度时要保持仪器的准确性，例如保持计时器的精度，使用合适的测距仪进行测量。

3. 进行多次实验，取平均值能提高实验结果的准确性。

实验结果与讨论：通过实验可以得到不同物体在不同力作用下的速度和加速度的测量值。

根据实验结果，可以绘制出速度与时间以及加速度与时间的变化曲线图。

振动测量参数的选择⼀、振动测量参数的选择位移：适⽤于低频范围，转速在1500转/分以下的机组,速度：适⽤于中频段，转速在1500——10000转/分范围内的机组、加速度：适⽤于⾼频段，转速在10000转/分以上的机组现在⼀般采⽤速度标准，1、位移：反映质点的位能，可监测位能对设备部件的破坏。

2、速度：反映质点的动能，可监测动能对设备部件的破坏。

3、加速度：反映质点的受⼒情况受，可监测振源的冲击⼒对设备的破坏程度。

振动的表征参数－峰值（单峰值）、峰－峰值及有效值。

对于位移，⼀般选峰－峰值作为表征参数；加速度选择峰值，速度选择有效值作为表征参数。

⼆、测点选择1、尽量靠近轴承2、尽量在垂直、⽔平、轴向三个⽅向上设置测点3、给测点位置作好记号，以保证测量数值的稳定性和可⽐性4、必要时可将设备表⾯进⾏处理三、测试中应注意的⼏个问题1、在测试同⼀设备、同⼀测点和同⼀参数量时，应选择同⼀种测试仪器，并在同⼀状态下、同⼀频带下进⾏测试。

2、检查测试设备的安装情况，应保证测点设备与测试仪器不产⽣共振。

3、测量径向振动时，传感器应相对于被测设备轴径向安装；测量轴向振动时，应相对于被测轴平⾏安装。

4、应考虑测试现场周围的电场、磁场以及外界环境对传感器和仪器本⾝的影响。

⼀、振动基础理论1．1 振动形式的描述机械设备总是不可避免的会产⽣振动，过⼤的振动是有害的，除⾮为了特殊的⽬的，如振动给料机、磨煤机等。

为了说明振动的特点，采⽤了多种描述⽅式。

1、时域描述有两种形式，即振动波形和轴⼼运动轨迹。

可直观了解振动随时间的变化情况，以及转轴在轴承中的横向运动情况，粗略估量振动平稳与否及对称程度。

2、频域描述将振动幅值、相位、能量情况按频率排列，有利于反映故障原因。

3、幅域描述现场主要采⽤峰值、峰－峰值、有效值等概念反映振动幅值的⼤⼩，其中⼜有位移、速度、加速度等不同振动量之分。

位移峰－峰值主要考核设备间隙的安全性。

速度有效值⽤以反映振动能量的⼤⼩或破坏能⼒，是判断振动状态的主要指标。

测量速度的18种方法新课程改革的推进和高考改革的不断深入，高考命题更加注重新课程理念的领航作用，“考试内容要实现与高中新课程内容的衔接，进一步贴近时代、贴近社会、贴近考生实际，注重对考生运用所学知识分析问题、解决问题能力的考查。

”这是适应新课程改革的新考试观的核心内容，这更是新高考的命题方向。

从近年高考命题来看，试题越来越体现这一新考试观的核心内容。

而这一类问题的选材灵活，立意独特新颖，要求考生能从物理情境中研究对象和物理过程，建立物理模型，利用相应的规律来解决实际问题。

速度是描述物体运动快慢的物理量，在日常生活、社会实践和科学实验中，需要对某些物体的速度进行测量，如交通车辆的速度，子弹的速度，流体的流速，声、光的传播速度等等，那么速度测量方法有几种方法呢？笔者对此作了归纳总结如下，以培养学生创造性思维和发散性思维能力。

1.利用计时器测速度利用电磁打点计时器（电火花计时器）在与运动物体相连的纸带上打点（孔）以记录运动物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出纸带某点与相邻点（计数点）间的距离，利用计算得出匀变速直线运动物体的速度。

例1（09·广东理基卷 -18）“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图1所示的纸带。

图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错.根据相等的时间间隔内通过的位移有 ,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错.根据B点为A与C的中间时刻点有 ,C对.由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D 错.点评：利用方法测定匀变速直线运动物体的速度在力学实验中经常用到，提醒考生要掌握此方法。