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第七章机械量的测量.pptx

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机械测试测量的基础知识(PPT38页)

机械测试测量的基础知识(PPT38页)

由上可见，某个间接未知量的测量误差，随测量方法的不同而不同，因此 如何采用最佳的测量方案，是试验设计需要解决的一个问题
举例
①测圆柱体的体积 ②测运动物体的动能
0.2 测量的基础知识
五、要使测量具有普遍科学意义的条件 1、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；
2、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验
0.2 测量的基础知识
测量误差与数据处理
主要内容：
1 误差的基本概念
测量误差的来源 误差的分类
2 随机误差分析 3 误差的传递 4 测量数据的处理
出，并且予以消除或加以修正。
修正值= - 误差值
3、粗大误差： 明显不符合测量结果的误差，或超出规定条件下预计
的误差。 发现后剔除，或测量数据作废。
0.2 测量的基础知识
5 测量精度
精度：泛指测量结果的可信程度。测量结果与真值的吻 合程度，与误差相对的概念。精度 误差
1）精密度：重复测量时，测量结果的分散性 表示测量结果中随机误差的大小的程度。
n
σ越小，分布曲线越陡，小误差出现的概率越大。
c
1 1.96
2
2.58 3
P()
p 0.6827 0.95 0.9545 0.99 0.9973
其中，c为置信系数，cσ称为置信限， 0
±cσ置信区间，p为置信度。
0.2 测量的基础知识
2.计算方法：
由于真值未知，绝对误差不可求，
用残差v 代替：vi xi x
ln y ln x1 ln x2 ln x3
y
n i 1
ln xi
yxi
1 x1
x1
1 x2
x2
1 x3

机械量测量之位移测量与转速测量PPT课件( 74页)

机械量测量之位移测量与转速测量PPT课件( 74页)
第七章 机械量测量
机械量测量
• 机械量测量主要包括位移（线位移及角位移）测量 • 速度（转速）及加速度测量、 • 机械振动测量、 • 力和力矩的测量。 • 有关力的测量内容已作了介绍。
主要内容
1 位移测量（电涡流） 2 转速测量（霍尔方式）
主要内容
1 位移测量（电涡流） 2 转速测量（霍尔方式）
由显示仪器显示制动力矩的大小。
DWS系列电涡流测功器
• 该电流与产生它的磁场相互作用形成与原动机反向的制动 力矩，使架于摆动轴承上的电枢体摆动，
• 通过力臂将力矩传给拉压传感器一拉力，测量出力矩大小。 • 原动机的功率全部被测功器吸收转变为电涡流，并转化为
热能，由冷却水带走。
电涡流测功器的基本工作原理是：
对灵敏度的影响则相反。 2.被测体的大小也会影响到灵敏度，若被测体为平面，
在电涡流环的直径等于线圈直径处的电涡流密度最大； 在电涡流直径为线圈直径的1.8倍处，电涡流密度已衰 减为最大值的5%。为了充分利用电涡流效应，被测体 环的半径不应小于线圈外半径的1.8倍。
高频反射式
• 德国米铱测试技术公司开发生 产的multiNCDT100非接触电涡 流位移传感器。
除了测位移和厚度外的重大应用：涡流探伤
DWS系列电涡流测功器
• 利用 励磁线圈的定子，与转子 相对运动时，产生涡流。在电 磁作用下，实现制动功能。
• 此时，吸收功率发热，需要水 内冷却热平衡。
• 它适用于对发动机及各种动力 机有效功率，转矩测定和性能 试验，并可对齿轮箱、油泵、 油嘴、调速器等内燃机附件作 负荷下的磨损试验和性能测定 试验。
几年以后发现
在非均匀强磁场中 运动的铜盘中有电 流存在。
1831年

机械量测量PPT学习教案

机械量测量PPT学习教案
第22页/共37页
6.2位移测量仪表
D图像传感器 它分为线阵CCD和面阵CCD两种， 前者用于尺寸和位移的测量，后者 用于平面图形、文字的传递。
目前面阵CCD已作为固态摄像器用 于可视电话和闭第23路页/共3电7页 视的监控等。
6.2位移测量仪表
5.光纤位移传感器
第24页/共37页
6.3厚度测量仪表
光电元件输出：
亮区 --- “1” ; 暗区 --- “0”
信号组合 --- 编码数字量 --- 转角大小
绝对测量 --- 固定的数字码 （不需要基准
）
第31页/共37页
② 编码码制： 二进制码 有权码
格雷码（循环 码）
对称性，无权码
直观，易于后续电路和计算机处理 。 多位码同时动作→同步误差→错码
离心式转 速表原 理图
第29页/共37页
6.4转速测量仪表
2.光电码盘转速检测法
光学码盘式传感器 --- 用光电方法将被测角位移转化成数字电信号
特 点 ： 高 精 度、高 分辨力 、可靠 性好
1 --- 光源；2 --- 柱面镜；3 --- 码盘；4 --- 狭缝；5 --- 元件 ① 原理：平行光源→码盘→ 光电第3元0页件/共→37电页信号输出
码盘：光学玻璃，透光/不透光（同心码道）→ 照相腐蚀
要求：分度准确（工艺）、 阴暗交替边缘陡峭（工艺、材质）
光源：LED → 光学系统 → 平行光 → 投影精确 光电元件：硅光电池，光电晶体管
码道：位数→每个码道对应一个光电元件→分辨率
角度分辨率： α=360º/2n n-码道数（位数）
1" --- 20/21位
电感式位移传感器是把被测工件的 微小位移变化转变成电感L的变化 来实现非电量电第6页测/共3的7页 一种装置。

机械量检测及仪表ppt课件

机械量检测及仪表ppt课件
机组高、中、低压缸缸（差）胀示意 1-推力轴承-转子死点；2—差胀装置；3—内汽缸死点；4—外 汽缸死点；5—支持轴承；6—缸胀装置；HP —高压汽缸；IP— 中压汽缸； LP-1、2—低压汽缸1和低压汽缸2
第二节 振动测量
振动是经常发生的一种物理现象。机械振动在很多 情况下总是有害的，它使机器的零部件加快失效，破坏机 器的正常工作，降低设备的使用寿命，甚至导致机器部件 损坏而产生事故。
间为被测信号的周期Tx，而晶振信号经整形后直接输
入门控电路，相当于被测信号。不难理解，计数器的
记数值为N时，被测周期Tx为
Tx
N fc
NTc
式大中于预定f c的,—T报c—警晶周体期振时荡，器说的明振汽荡轮频机率的和转周速期很。低当，转为速了传防感止器大发轴出弯的曲脉，冲需周启期动
盘车装置。因此，控制电路将使报警继电器动作。
移量 。x 其比例常数取决于原绕组端电压、电感、耦合系数、
绕组匝数、气隙导磁率、磁通面积及绕组尺寸等。公式中负号 表示感应电动势方向与原电压方向相反。 三、位移测量应用举例 1. 汽轮机轴向位移的测量 为了监视汽轮机推力轴承的工作状况，一般在推力瓦上装有温 度测点（回油温度计），再有，在转子凸缘处装上 型铁芯或 高频涡流位移检测装置，以测取运行中的实际轴向位移量。
汽轮发电机正常运行时，轴向位移量为0.381～ 2.1593m00MmW；超过以上范围，且在0.254～2.268 mm范围之 内，则必须减负荷运行；最后若超出0.254～2.268 mm范围， 则应停机跳闸保护。
2.机组热膨胀的测量 测量缸胀或差胀的传感器可以用 型铁芯传感器、高 频涡流传感器或线性变化差动变压器。
第一节 位移测量
测量位移的传感器种类很多，工作原理各不相同。 目前火电厂中测量位移常使用的传感器有电涡流式传 感器和线性变化差动变压器式传感器。

机械测量(培训教材)模板PPT课件

机械测量(培训教材)模板PPT课件

.
21
2、刻度原理
刻度：① 固定套筒最小刻度间隔：1格 = 0.5mm ② 微分套筒最小刻度间隔：1格 = 0.005mm
（微分套筒旋转一周，测杆轴向位移为0.5mm，即：固定套筒刻度1格）
1mm
0.005mm
0.5mm
45
10
5
0
1mm
5
.
22
3、读数方法
以微分套筒的基准线为基准读取左边固定套筒毫米数和半毫米数， 再以固定套筒基准线读取微分套筒刻度线上与基准线对齐的刻度，即 为微分套筒刻度值，将固定套筒刻度值与微分套筒刻度值相加，即为 测量值。
9
6、游标卡尺读数原理
把49mm，50等分，每等分是0.98mm
0
1
2 49mm 3
4
5
0
1
2
0
1mm a
3
4 50格5
6
7
8
9
0
I=a-b=1mm - 0.98mm = 0.02mm（读取刻度间隔）
主尺
b
0.98mm
游尺
0
1
设主尺的每格宽度为a,游尺的每格宽度为b,I为分度值,n为游标的刻线格数。
当主尺（2N一1）格的长度正好等于游标N格时，游标的分度值 i为主尺2格
的宽度与游标尺1格的完之差。即I=2a-b
主尺
游尺
刻度间隔(a)mm 刻度间隔(b)mm
1
1.9
1
1.95
i 分度值
特点 = (2a-b)mm
0.1
把19mm分成10等分=1.9mm
0.05
把39mm分成20等分=1.95mm
.
量爪 划线针

机械零件测绘 ppt课件

机械零件测绘 ppt课件

用内、外卡钳测壁厚
用直尺测深度、壁厚
B
X A
(b) X=A-B
用外卡钳和直尺测壁厚
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18
5、测量孔距
D D1 D0
d
D ＝ D 0＝ D 1＋ d
用内、外卡钳测孔距
D2
A
D 1
L
L＝ A＋
D1 2
＋
D2 2
用直尺测孔距
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19
6、测量中心高
H
D1 H
d
D
H=A+D/2
A
用直尺、卡钳测中心高
（4）注写技术要求,确定零件的材料、及热处理等要求。 （5）最后检查、修改全图并填写标题栏，完成草图。
零件草图包含了零件图的所有内容。
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6
例：目测徒手画拨杆零件草图
（1）布图（画中心线、对称中 心线及主要基准线）
（2）画各视图的主要部分
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（3） 取剖视、画出全部视图， 并画出尺寸界线、尺寸线。
图的依据。
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3.拆卸零件
（分清哪些是标准件）
压紧螺母10 轴套9 右端盖7
键14
传动齿轮轴3
销4 垫片5
左端盖1
齿轮轴2
泵体6
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螺钉15
螺母13 垫圈12
传动齿轮11
32
4.画零件草图
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33
5.画装配图
(1)确定图幅
根据部件的大小，视图数量, 确定画图的比例、 图幅大小，画出图框，留出标题栏和明细栏的位置。
（５）根据装配示意图和零件草图画出装配图。
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《机械量测量》PPT课件

《机械量测量》PPT课件

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31
6.4转速测量仪表 2.光电码盘转速检测法
光学码盘式传感器 --- 用光电方法将被测角位移转化成数字电信号
特点：高精度、高分辨力、可靠性好
1 --- 光源；2 --- 柱面镜；3 --- 码盘；4 --- 狭缝；5 --- 元件
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(3) 光栅传感器特点
①精度高：测长±(0.2+2×10-6L)μm，测角±0.1″ ②量程大：透射式---光栅尺长（米），反射式---几十米 ③响应快：可用于动态测量 ④增量式：增量码测量 → 计数 断电→数据消失 ⑤要求高：对环境要求高→温度、湿度、灰尘、振动、移动 精度 ⑥成本高：电路复杂
特例：当 =0, w1=w2 → B= → 光闸莫尔条纹 当 =0, w1≠w2 → 纵向莫尔条纹
莫尔条纹
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11
莫尔条纹特性： 方向性：垂直于角平分线，当夹角很小时 → 与光栅移动方向垂直 同步性：光栅移动一个栅距 → 莫尔条纹移动一个间距一方向对应 放大性：夹角θ很小 → B>>W → 光学放大 → 提高灵敏度 可调性：夹角θ↓→ 条纹间距B↑ → 灵活 准确性：大量刻线 → 误差平均效应 → 克服个别/局部误差 → 提高精度
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8
6.2位移测量仪表
3.光栅传感器 光栅传感器是新型的高精度、大位移、数字式位移传 感器。
在长度和角度测量中应用的光栅，常称为计量光栅。 计量光栅根据光栅走向分为透射光栅和反射光栅两种 ；根据刻线型式又可分为黑白光栅和相位光栅两种； 根据形状和用途分为长光栅和圆光栅两种。

常用机械量的测量原理和测量方法

常用机械量的测量原理和测量方法

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机械测量(培训教材)-机械测量(培训教材)

机械测量(培训教材)-机械测量(培训教材)

4
5
0
1
2
0
1mm a
3
4 50格5
6
7
8
9
0
I=a-b=1mm - 0.98mm = 0.02mm（读取刻度间隔）
主尺
b
0.98mm
游尺
0
1
设主尺的每格宽度为a,游尺的每格宽度为b,I为分度值,n为游标的刻线格数。
当主尺（N一1）格的长度正好等于游标N格时，游标的分度值I为主尺每格
的宽度与游标尺每格的宽度之差。即I=a-b
保护帽
小刻度盘 长指针 量程
大刻度盘
测头
2、工作原理
通过测杆上 齿条与齿轮的传 动配合，将测杆 的直线运动转换 成指针的角度偏 移，根据指针偏 移的角度，从刻 度盘上读取测量 值。
3、刻度原理
刻度： ① 大刻度盘最小刻度 间隔：1格 = 0.001mm ② 小刻度盘最小刻度 间隔：0.2格
（长指针旋转一周，短指针 旋转0.2格，即：0.2mm）
的宽度与游标尺1格的完之差。即I=2a-b
7、游标卡尺读数例
先读取通过游标尺刻度上“0”刻度线对上左边的主尺整数刻度值（即主尺刻度值）；再找到 游标尺和主尺刻度重合的刻度线，数刻度线左边的游标尺刻度格数，用格数乘卡尺的分度值，即 为游标尺刻度值；将主尺刻度值加上游标尺刻度值，即为测量值。
0 6mm
6.0mm
0
5
0
45格×0.01mm＝0.450mm
45
套筒刻度值 6.0mm
微分套筒刻度值 0.450mm
＋
40
测量值
6.450mm
4 内径千分尺
1、外观结构和工作原理
微分筒

机械检测技术基础PPT课件

机械检测技术基础PPT课件

2021/4/8
18
3-2
2）按测量参数指标多少可分：
① 单项测量：
对被测零件的每个参数分别单独测量。
②综合测量：
测量反映零件有关参数的综合指标。
3）按有无机械测量力可分为：
①接触测量：
测量头与被测零件表面接触，并有机械作用的测量力存在。
②非接触测量：
测量头不与被测零件表面接触。
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量时，所有测得值的分散程度即为重复性误差。 (8)不确定度 表示由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度。
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3-2
2、测量方法的分类
1）按测量值取得方法不同分：
①直接测量：
直接测量被测参数来获得被测尺寸。
②间接测量：
测量与被测尺寸有关的几何参数，
经过计算获得被测尺寸。
（例右图圆弧直径的获得）
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3-3
旋转型游标卡尺
可旋转移动量爪便于测量阶梯轴
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27
3-3
外槽卡尺
内槽卡尺
专门用于难以测量位置的卡尺
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28
3-3
高度游标尺
配有双向电子测头，确 保了测量的高效性和稳定性， 分辨力为0.001mm；
配有测量及划线功能并 带有数据保持与输出功能.
2021/4/8
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9
3-1
3、量块精度的划分两种方法： （1）按中心长度的制造偏差分为五级：
0，1，2，3、4 0级精度 最高 ，4级精度 最低。 （2）按中心长度的检定精度分为六级： 1，2，3，4，5，6 1级精度 最高
2021/4/8
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• 变阻式：滑线、变阻器 • 电阻应变式： • 电感式：差动变压器、螺管式、电涡流式 • 电容式：变面积、变间隙 • 霍尔元件 • 感应同步器 • 长光栅
• 长磁栅
1.1概述
常用角位移传感器 • 滑线变阻式，变阻器，应变计式 • 差动变压器式 • 自整角机，旋转变压器，微动同步器 • 电容式，圆感应同步器 • 圆光栅，圆磁栅 • 角度编码器：接触式、光电式
1861年
麦克斯韦将法拉弟 的概念用完整的数 学方程式表示出来， 建立了系统严密的 电磁场理论。
涡流检测的发展史
1879年
休斯首先将涡流检 测应用于实际—— 判断不同的金属和 合金。
1926年 涡流测厚仪问世
1831年
德国的福斯特博士 在理论和实践上完 善涡流检测技术
一百多年里，电磁理论及其试验不断 完善，电子元器件不断更新换代，大 大推进了涡流检测技术的发展。
高频反射式电涡流传感器
低频透射式
• 在上述高频反射式电涡流传感器中，为了使金属导体 内电涡流所产生的磁场“反射”效果好，必须提高激 励电流的频率，减小贯穿深度。
• 反之，若将激励电流频率减低，涡流的贯穿深度将加
• 可列出电路方程组为
R2I2 jL2I2 jMI1 0
电涡流作用的等效电路
R1I1 jL1I1 jMI2 U1
阻抗发生变化的原理
• 原边线圈的等效电阻为
2M 2
R R1 R22 L2 2 R2
• 线圈的等效电感为
2M 2
L L1 L2 R22 L2 2
被测位移变化，引起互感系数变化、线圈阻抗Z变化，也引 起线圈电感L和品质因素Q变化。 涡流传感器的转换电路可以选用Z、L、Q中的任一参数并将
其转换为电量进行测量。
涡流检测的发展史
1824年
加贝发现了铜板对 摆动着的磁铁有阻 尼现象，提出了涡 流存在的实验。
几年以后发现
在非均匀强磁场中 运动的铜盘中有电 流存在。
1831年
法拉弟发现了电磁 感应现象，并在实 验的基础上提出了 电磁感应定律。
涡流检测的发展史
1873年
提出了位移电流： 变化的电场激发涡 旋磁场。
高频反射式
• 德国米铱测试技术公司开发生 产的multiNCDT100非接触电涡 流位移传感器。
• 适用于测量铝材料（非铁磁体 被测体），或者钢ST37（铁磁 材料）
• 量程：0～0.5mm和0～15mm。其 线性度小于±0.5%，动态分辨 率为0.5μm，静态分辨率可达 0.05μm，工作极限频率为 10kHz（- 3dB）
第七章 机械量测量
机械量测量
• 机械量测量主要包括位移（线位移及角位移）测量 • 速度（转速）及加速度测量、 • 机械振动测量、 • 力和力矩的测量。 • 有关力的测量内容已作了介绍。
主要内容
1 位移测量（电涡流） 2 转速测量（霍尔方式）
主要内容
1 位移测量（电涡流） 2 转速测量（霍尔方式）
涡流检测的发展史
• 我国开展涡流检测的研究工作始于 60年代、并先后研制 成功了一系列检测系统。
初期的
YY-11型管材 探伤仪
后来
YY-17、TC2000、ED-251 、NE-30
现在
用途极为广泛 的EEC-96数 字涡流检测设 备。
• 在我国的航空航天、冶金、机械、电力、化工、核能等 领域中正在发挥着愈来愈重要的作用。
1.1 概述
• 线位移量为质点在直线方向位置的变化量，而角位移量 则是角度方向位置的变化量。
• 位移的测量是通过位移传感器将被测位移量的变化转换 成电量。
• 目前测量位移的传感器品种繁多，有接触式或非接触式 两大类。
• 测量方法多样，如电感、变压器、电涡流、电容、电位 器等。
1.1概述
常用线位移传感器
一般来说， 1.被测导体的电导率越高，灵敏度也越高；而磁导率
对灵敏度的影响则相反。 2.被测体的大小也会影响到灵敏度，若被测体为平面，
在电涡流环的直径等于线圈直径处的电涡流密度最大； 在电涡流直径为线圈直径的1.8倍处，电涡流密度已衰 减为最大值的5%。为了充分利用电涡流效应，被测体 环的半径不应小于线圈外半径的1.8倍。
• 如图，一个扁平线圈置于金属导 体附近，当线圈中通以正弦交变 电流时，线圈周围就产生一个正 弦交变磁场。
• 置于该磁场中的金属导体内就产 生电涡流。
• 后者将产生一个与原磁场方向相 反的新磁场，抵消部分原磁场， 使通电线圈的有效阻抗发生变化。
电涡流作用原理
阻抗发生变化的原理
• 若把被测金属导体形象地看作 一个短路线圈，则电涡流的相 互作用可以用变压器等效电路 来表示。
涡流检测的发展史
• 福斯特在基础试验和理论推导的基础上发表了大量有关 涡流检测的论文，并创办了福斯特研究所。-----早在50 年代。
• 他的涡流检测技术与设备推动了全世界涡流检测技术的 发展。
• 美国、前苏联、法国、英国、日本也先后做了大量的开 发性工作，发表了大量论文，
• 并都能生产高水平的涡流检测设备。
1.2 电涡流传感器
电涡流 • 电涡流消耗一部分能量，在交流
电气设备中是一种有害的现象。 • 工程中电涡流的热效应用作高频
加热器。 • 电涡流产生的磁场线圈阻抗变化
效应，用作厚度和位移的检测元 件。 • 电涡流式传感器是利用涡流效应， 将非电量转换为阻抗变化而进行 测量的。
电涡流作用原理
电涡流例子
• 线圈外径大、线性范围 就大，但灵敏度低；反 之，线圈外径小，灵敏 度高，但线性范围就小。
• 为了小型化，也可在线 圈内加磁心，提高线圈 的品质因数值
高频反射式电涡流传感器结构
1-线圈 2-框架 3-框架衬套 4-支座5电缆 6-插头
高频反射式
• 电涡流传感器是利用线圈与被测导体之间的电磁耦合 进行工作的，因而被测导体材料的物理性质、尺抗检测法
• 涡流检测的信号来自于线圈的阻抗或次级线圈的感应电 压的变化。但因为影响阻抗和电压的因素很多。
• 在发展过程中曾提出过多种消干扰的方法，但直到阻抗 分析法的引进才使涡流检测技术由重大的突破。
• 直到目前为止，阻抗检测法依然是涡流检测中应用最广 的方法。
高频反射式的结构
高频反射式电涡流传感器的结构如图所示，主要由一个安 置在框架上的扁平线圈构成。