现代检测技术（第4章运动量检测技术）课件.ppt

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1、上一页下一页返回第4章运动量检测技术4.1位移检测4.2速度检测4.3加速度检测4.4惯性测量上一页下一页返回4.1位移检测4.1.1位移检测方法（1）积分法测量运动体的速度或加速度，经过积分或二次积分求得运动体的位移。（2）相关测距法向某被测物发射信号，将发射信号与经被测物反射的返回信号作相关处理，求得时延τ，若发射信号的速度已知，则可求得发射点与被测物间的距离。（3）回波法利用介质分界面对波的反射原理测位移。上一页下一页返回（4）线位移和角位移相互转换若测角位移方便，则通过测角位移再换算成线位移；若被测是角位移，也可先测线位移再进行转换。（5）位移传感器法通过位移传感器将被测位移的变化转换

2、成电量、流量、光通量、磁通量等的变化，间接测位移。上一页下一页返回常用角位移传感器有：滑线变阻式、变阻器、差动变压器式、应变计式等。4.1.2常用的位移传感器常用线位移传感器有：变阻式、电阻应变式、电感式、电容式、霍尔式等。上一页下一页返回相位差检测的载体是光波或电磁波，称为载波。4.1.3相位差法检测振幅角频率初相位光的调制：利用某种人为的信息（称为调制信号）对光的发射进行控制的过程。设调制信号为角频率为ω的正弦信号，它能使光的振幅A也发生正弦变化，即未调制时光的振幅振幅变化的最大值上一页下一页返回=A0cosΩt=ΔA/A0称为调制度从物理光学中可知，光的强度与其振幅的平方成正比，且又表现

3、为原子振荡周期内的平均值，即光强上一页下一页返回将光波信号和调制信号经过调制器便可得已调信号（请参阅《高频电子线路》）。已调波振幅的连线称为包络线，其形状与调制信号相同，其幅度的大小表示了光强明暗的有规律变化。强度恒定的光信号经调制后变成了明暗有规律的已调制光信号。波在传播过程中所产生的相位移与传播路程的关系是相位移传播路程波的速度传播时间波的频率上一页下一页返回设测距仪从A点发射调制光波，到达B点反射器又反射回测距仪，经历了2D的路程，所需时间为t，则调制光波经2D有N个整周期的波和不足一个周期的波ΔN，所以相位移可表示为λ=c/f为波长上一页下一页返回令u=c/2f=λ/2，称为测尺长，简

4、称测尺，也称为测尺频率。相位法测距就象我们拿着一把一定长度的测尺，一尺一尺地丈量距离一样，只要测得整尺数N和尾尺数ΔN，便可由上式计算出所测的距离D。上一页下一页返回4.2速度检测4.2.1速度检测方法（1）微积分法对运动体的加速度进行积分运算或将运动体的位移进行微分运算便可得到运动体的速度。（2）线速度和角速度相互转换测速法线速度和角速度在同一个运动体上是有固定关系的，测量时可采取互换的方法测量。（3）速度传感器利用各种速度传感器，将速度信号变换为容易测量的电信号、光信号等。上一页下一页返回（4）时间、位移计算测速法通过测量距离L和走过该距离的时间t，然后求得平均速度v。L越小，求得的速度越

5、接近运动体的瞬时速度。4.2.2常用的速度测量传感器测量线速度的有：磁电式，空间滤波器等。测量转速的有：交流测速发电机，直流测速发电机，离心式转速表，频闪式转速表，光电式，激光式，汽车发动机转速表等。测量角速度的有：转子陀螺，光纤陀螺，激光陀螺，静电陀螺，半球谐振陀螺，压电陀螺等。上一页下一页返回4.2.3弹丸飞行速度的测量1、时间位移计算测速法时间位移计算测速法是测出弹道上某一段距离x1，2，再测出弹丸飞行这一段距离所需要的时间t1，2需在弹道上的Ⅰ和Ⅱ位置上各设一个区域装置，称为靶。两个靶之间的距离就是x1，2；弹道经过这两个靶的时间间隔为t1，2。弹道经过这两个靶时各产生一个信号，作为测

6、时仪的开启和停止信号，这样即可测出时间t1，2。上一页下一页返回（1）区域装置—靶①接触型靶是利用导体的通或断来产生电信号的装置。当弹丸与这种靶接触时，使构成靶的金属材料从原来的接通状态变为断开状态；或是从原来的断开状态变为接通状态。当弹丸通过时，将导线打断，从而使电路突然中断，产生一个电脉冲，启动或停止测时仪。②非接触型靶这一类靶与飞行的弹丸不发生机械接触，而是利用光线的遮挡、电磁场的变化及波的传播等原理工作。上一页下一页返回a、线圈靶弹丸从线圈靶内穿过时，磁通量发生变化，从而使线圈产生感应电动势，该电动势可作为测时仪的启动或停止信号。将弹丸预先进行磁化处理，使弹丸周围有一个磁场。当它飞过线

7、圈时，使线圈内产生感应电动势。在线圈内另加一个通以直流电流的励磁线圈，从而使线圈周围形成一个磁场。当弹丸通过时，线圈内磁通量发生变化，从而使感应线圈中产生感应电动势。上一页下一页返回b、声靶用超音速飞行的弹丸的弹头波扫过作为靶的高频话筒，产生电信号，用以启动或停止测量仪器。c、光电靶当光通量改变时，光电元件能够产生变化的电信号。从一个光源发出的光束，照射到光电元件上。当弹丸通过这一光束时，由于把光