机械运动参数测定的实验报告

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1、实验四机械运动参数测定一、实验目的：1、通过实验，了解位移、速度、加速度的测定方法；角位移、角速度、角加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法；2、通过实验，初步了解“MEC-B机械动态参数测试仪”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法；2、比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对速度、角速度，特别是加速度、角加速度的感性认识。4、比较曲柄导杆滑块机构与曲柄滑块机构的性能差别。二、实验设备实验的设备为HEC-B机械运动参数测试仪、ZNH-A/1型机械运动参数测试仪。本实验采用

2、的仪器为HEC-B机械运动参数测试仪实验系统如图1所示，它由以下设备组成：图1MEC-B机械运动参数测试实验系统1、实验机构；2、MEC—B机构动态参数测试仪；3、PP-40四色绘图仪；4、磁带记录仪（普通家用录音机）；4、磁带记录仪（普通家用录音机）；5、光电脉冲编码器（也可采用其它各种数字式或模拟式传感器）；6、同步脉冲发生器（或称角度传感器）。三、工作原理1、实验机构本实验配套的有曲柄滑块导杆机构及双曲柄滑块机构（也可采用其它各类实验机构），其原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3600r/mino范围作无级调速。经蜗轮蜗杆减速器

3、减速，机构的曲柄转速为0—120r/mino图2所示为实验机构的简图，利用往复运动的滑块推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪处理后将可得到滑决的位移、速度及加速度。图2（a）为曲柄滑块机构的结构形式。1、同步脉冲发生器2、蜗轮减速器3、曲柄4、连杆5、电机6、滑块7、齿轮8、光电脉冲编码器9、导块10、导杆图2(b)1、导向轮2、传动绳3、缓冲弹簧4、滑块5、光电脉冲编码器6、带轮运动曲柄7、从动曲柄8、传动带9、电机10、角度光栅盘11、小连杆12、大连杆图2(b)为曲柄导杆机构的结构形式。2、MEC—B机械动态参数

4、测试仪MEC-B机械动态参数测试仪的外形结构如图3(a)(b)所示，图3(a)为正面构，图3(b)为背面结构。图3(a)1、电源开关2、四路模拟传感器输入口，通道号1-43、四路数字5-84、转角兼同步传感器输入口，通道号95、外触发信号输入插口J16、冋步涪号输人插口J27、键盘8、磁带信息调入插口J3接录音机ERA)9、主机信息储存磁带插口J4(接录音机MCR)10、六位LED数码显示器11＞亮度调节12、对比度调13、帧频调节14、行频调15、5〃CRT显示器1、冷却风扇2、电源插座3、保险插座4、冷却风扇开关5>CRT电源开关6、外

5、接CRT插口J57、接地端子8、PP-40打印机接图3（b）以本测试仪为主体的整个测试系统的原理框图如图4所示。图4测试系统的原理框图在实验机构的运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比），0—5V电平的两路脉冲，接入测试仪数字量通道由计数器计数。也可采用模拟传感器，将滑块位移转换为电压值，接入测试仪模拟通道，通过A/D转换接口转变为数字量。测试仪具有内触发和外触发两种采样方式。若采用外触发采样方式，可通过同步脉冲发牛器将机构曲柄的角位移（2。、4。、6。、8。、10。）信号转换为相应的触发

6、脉冲，并通过电子开关切换发出采样触发信号。利用测试仪的外触发釆样功能，可获得以机构主轴角度变化为横坐标的机构运动线图。机构的速度、加速度数值由位移经数值微分和数字滤波得到。与传统的R-C电路测量法、或分别采用位移、速度、加速度测量仪器的系统相比，具有测试系统简单，性能稳定可靠、附加相位差小、动态响应好等优点。本测试系统测试结果不但可以以曲线形式输岀，还可以直接打印出各点数值，克服了以往测试方法须对记录曲线进行人工标定和数据处理而带來较大的幅值误差和相位误差等问题。MEC-B测试仪由于采用微处理机及相应的外围设备，因此在数据处理的灵活性和结果

7、显示、记录、打印机的便利、清晰都有其独特的优点。另外，操作灵活方便，实验准备工作非常简单，在学生进行实验吋稍作讲解学生既可使用。四、操作步骤1、转速及回转不匀率测试（1）起动机构，在机构电源接通前应将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后再接通电源，并顺吋针转动调速电位器，使转速逐渐加速至所需值（否则易烧断保险丝，甚至损坏调速器；待机构运转正常后，仪器进人采样状态。（2）转速测量键入指令300EXEC指令：该指令执行后，在LED显示器上不断间隔显示被测轴当时的平均转速。按RESET键，结束测速过程，返冋等待状态。（3）回转不匀率测试键入

8、指令3199T2指令：EXEC如上表，若键入T2=l则表示每隔2。触发采样一次转速值，所测各点速度值即为采样瞬时被测轴每转过2。的平均值；若键入T2=5,则表示为每转过10°的平