长江大学感测技术PPT第十章 机械量电测法.ppt

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1、第十章机械量电测法电子信息学院杨友平10/22/2021110.1转速的电测法转速的表示方式：1、转动角速度2、转速——每分钟转动圈数n3、转动频率f——每秒钟转动圈数4、转动周期，，所以10.1.1模拟式电测法一、测速发电机——把转速转换成电压二、磁性转速表图10－1-1把转速转换为转角铝盘转矩游丝扭矩——指针转角10/22/2021210.1.1模拟式电测发图10-1-1磁性转速表的结构原理平衡时所以10/22/20213图10-1-2离心式转速表结构原理三、离心式转速表图10－1-2把转速转换为位移离心力

2、弹簧力平衡时10/22/20214图10-1-3频闪转速表原理图四、频闪转速表图10－1-3反光标志最亮且稳定不动时，闪光频率等于转动频率。10/22/2021510.1.2记数式电测法图10-1-4磁电式转速传感器一、转速传感器――将转速转换成脉冲频率1、转换公式脉冲频率n——每分钟转动圈数m——每转一周传感器发出脉冲数，10/22/20216图10-1-5磁阻式转速-脉冲转换电路2、实例：1°磁电式图10－1-4图10－1-510/22/20217图10-1-6电容式转速传感器测速度原理图2°电容式、电涡流

3、式图10－1-610/22/20218图10-1-7霍尔式转速传感器3°霍尔式图10－1-710/22/20219图10-1-8光电式转速传感器4°光电式：反射式图10－1-8（a）透射式图10－1-8（b）10/22/202110图10-1-9多齿电容传感器5°圆栅式图10－1-910/22/202111二、转速传感器测量电路1、测频计数式――适于转速快场合晶体振荡器输出的时钟频率fc,经分频器k分频后形成宽度为T=k/fc的门控信号，计数器从０开始对传感器脉冲计数，在T时间内，计数结果为10/22/2021

4、122、测周计数式――适于转速慢场合转速传感器信号（周期为T/m）经整形和k分频后，形成门控信号，计数器从０开始对晶体振荡器输出的周期Tc稳定的时钟脉冲计数，计数结果为3、测瞬时角速度随转轴转动的转盘上均匀分布m个测点，即每相邻两个测点的间距均为Δθ=2π/m，只要测出转过各段Δθ所用时间Δti的计时脉冲数Ni，Δti=NiTc，即可求出每个测点的瞬时角速度：(i=1,2,…m)10/22/20211310.2振动的电测法10.2.1相对振动传感器与绝对振动敏感器一、相对振动传感器相对振动——物体相对于其平衡位

5、置的往复运动。1、相对振动传感器的特点①内部固定部分与运动参照点（平衡）位置相对静止②内部可动部分与被测振动体一起运动2、传感器可动部分与被测振动体关联方式①固接式图10－2-1（a）②弹压式图10－2-1（b）10/22/20211410.2.1相对振动传感器与绝对震动传感器图10-2-1相对振动传感器的关联方式10/22/202115二、绝对振动敏感器绝对振动——被测物体相对于大地或惯性空间的往复运动。1、绝对振动敏感器的结构特点①内部固定部分与被测振动体一起运动②内部可动部分有一定质量m，且通过弹簧R与固

6、定部分相连接③内部可动部分与固定部分之间相对运动受阻尼力作用，阻尼系数为C，即绝对振动敏感器内部存在一个“”系统2、绝对振动敏感器的运动分析①运动关系图10－2-2（矢量相加）②受力分析：弹簧力阻尼力③运动方程④传输函数：3、绝对振动敏感器的功能――把被测物体的绝对振动转换成敏感器内部可动部分与固定部分的相对运动1°当时为位移敏感器2°当时为加速度敏感器3°当时为速度敏感器10/22/202116图10-2-2绝对振动敏感器的工作原理10/22/20211710.2.2绝对振动电测法图10-2-3电容式加速度传

7、感器结构示意图一、位移传感器配接绝对振动敏感器可动部分与固定部分用弹簧片或弹性元件相连，可动部分与质量块相连，固定部分与被测振动体相连。实例电容式加速度传感器。若，则，所以若，则所以10/22/202118二、磁电式传感器配接绝对振动敏感器图5－1－2(b)可动部分与固定部分用弹簧片或弹性元件相连，可动部分为活动线圈（质量m），固定部分为外壳和磁钢与被测振动体相连，线圈相对磁钢的运动产生感应电压。所以当时，三、涡流式传感器配接绝对振动敏感器——涡流式加速度传感器紫铜环（质量块m）由弹簧片（k）悬挂在磁场中，感应

8、线圈与外壳及磁钢为固定部分同被测振动体相连。10/22/202119紫铜环感应电压感应电流紫铜环电流产生磁场线圈中感应电压线圈输出电压绝对振动敏感器运动方程对上式取二阶导数，并将及其一阶导数代入得：10/22/202120所以所以10/22/20212110.2.3振动加速度传感器实例――位移传感器配接“m=k-c”系统的实例图10-2-4电位器式加速度传感器一、电位器式加速度传感器图