实验20机械运动参数测定实验-“机械运动参数测定”

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1、实验20机构运动参数测定实验MEC—B型机械动态参数测试仪是国内一种新型的机械动态参数测试分析仪器。该测试仪微处理器作中央处理单元，具有4路模拟传感器和4路数字传感器输入通道同步采样，5英寸CRT显示器，四色绘图打印机和磁带记录仪，提供三种数据及图形输出方式。主要测试参数为：位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度、转速、回转不均率、静动态力、压力、张力等。因此，本实验就是利用机械动态参数测试仪测试曲柄滑块机构（或曲柄导杆机构）的位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度。一、实验目的1．通过实验了解位移、速度、加速度、位移、角速度、角加速度测定方法。2．通过实验初步了解“MEC—B机

2、械动态参数测定试仪”即光电脉冲编码器、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。3．通过实验曲线和理论曲线的比较，分析产生差异的原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。二、设备和工具实验机构光电脉冲编码器同步脉冲发生器MEC-B机械动态参数测试仪磁带记录仪CRT显示器四色绘图机图20-1机构运动参数测定实验系统如图20-1所示，机构运动参数实验系统由如下设备组成：1．机械运动参数测试实验机构。2．MEC—B机械动态参数测试仪。3．PP—40四色绘图仪。4．磁带记录仪（普通家用录音机）5．光电脉冲编码器（也可采用其他各种数字或模拟式传感器）6．同步脉

3、冲发生器（或称角位移传感器）三、实验原理1．实验机构目前配套的为曲柄滑块机构及曲柄导杆机构（也可采用其它各种实验机构），机械原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3600转/分范围内作无级调速。经蜗轮蜗杆减速器减速，机构的曲柄转速为0~120转/分。图20-2所示为实验机构简图。它利用作往复运动的滑块，推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪处理后即可得到滑块的位移、速度和加速度。图20-2a为曲柄滑块机构，图20-2b为曲柄导杆机构，后者是前者经过简单的改装得到的，在本装置中已配有必备的零件。98321876541（a）曲柄滑块机构简图910（b）曲柄导杆机构简图1、同

4、步发生器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20-2机构简图1．MEC—B机械动态参数测试仪MEC—B机械动态参数测试仪外型结构如图20-3所示。10111213141598745632198图20-3（a）测试仪面板布置1．电源开关2．四路模拟传感器输入口，通道号1—43．四路数字传感器输入口，通道号5—84．转角兼同步传感器入口，通道号95．外触发信号输入插口6．同步信号输入插口7．键盘8．磁带信息输入主机插口（接录音机ERA）9．主机信息储存磁带插口（接录音机MCR）10．六位LED数码显示器11．亮度调节12．对比调节13．帧频

5、调节14．行频调节15．5英寸CRT显示器7654312图20-3（b）测试仪后板布置1．冷却风扇5．冷却风扇开关2．电源插座6．外接CRT插口3．保险插座7．PP—40打印机接口4．CRT电源开关98电子开关内触发可编程定时器PP-40四色绘图仪CRT显示器磁带机（家用录音机）LED显示器曲柄滑块机构或曲柄导杆机构数字传感器光电编码器同步脉冲发生器计数器模拟传感器采样保持器采样保持触发信号外触发可编程并行口微处理器键盘切换控制信号A/D转换器锁存器CRT控制器可编程并行口磁带机控制电路图20-4MEC—B机械动态参数测试实验系统工作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

6、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，接入测试数字量通道有计数器计数，也可采用模拟传感器，将滑块位移转换为电压值，接入测试器模拟通道，通过A/D转换口转变为数字量。测试仪具有内触发和外触发两种采样方式。当采用内触发方式时，可编程定时器按操作者所置入的采样周期要求输出定时触发脉冲。同时微处理器输出相应的切换控制信号，通过电子开关对锁存器或采样保持器发出定时触发信号，将当前计数器的计数值或模拟传感器的输出电压值保持。经过一定延时，由可编程并行口或A/D转换读入微处理器中，并按一定格式存储在机内RAM区中。若采用外触发采样方式，可通过同步脉冲发生器将机构

7、从动曲柄的角位移（2°、4°、6°、8°、10°）信号转换为相应的触发脉冲，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采样功能，可获得以机构主轴角度变化为横坐标机构运动线图，也可分析主轴作为非匀速转动机构的运动规律提供了方便。机构的速度、加速度数值由位移经数值微分数字滤波得到。与传统的R—C电路测试法（或分别采用位移、速度、加速度的测量仪器的系统）相比，具有测试系统简单，性能稳定、可靠、附加相位差