機(jī)械工程測試-位移測量

機(jī)械工程測試-位移測量第一頁，共14頁。

電阻式位移傳感器的性能及特點(diǎn)

型式滑線式變阻器線位移角位移線位移角位移測量范圍1～300mm*0～360°1～1000mm*0～60r精確度±0.1%±0.1%±0.5%±0.5%直線性±0.1%±0.1%±0.5%±0.5%特點(diǎn)分辨力較好，可靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測量。機(jī)械結(jié)構(gòu)不牢固結(jié)構(gòu)牢固，壽命長，但分辨力差，電噪聲大第二頁，共14頁。

二、應(yīng)變片式位移傳感器利用彈性元仵把位移量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變量應(yīng)變式位移傳感器工作過程:被測位移量ΔX測桿運(yùn)動(dòng)彈性元件(懸臂梁)產(chǎn)生應(yīng)變彈簧作用貼應(yīng)變片電阻ΔR外接電路電量輸出第三頁，共14頁。

電阻應(yīng)變式位移傳感器的性能及特點(diǎn)

型式非粘貼的粘貼的半導(dǎo)體的測量范圍±0.15%應(yīng)變±0.3%應(yīng)變±0.25%應(yīng)變精確度±0.1%±2%～3%±2%～3%直線性±1%±1%滿刻度±20%特點(diǎn)不牢固牢固，使用方便，需溫度補(bǔ)償和高絕緣電阻輸出幅值大，溫度靈敏性高第四頁，共14頁。

差動(dòng)變壓器式位移傳感器工作過程:被測位移量ΔX測桿運(yùn)動(dòng)衡鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)電感量ΔM變代電量Δe外接電路第五頁，共14頁。

電感式位移傳感器的性能及特點(diǎn)

型式自感式差動(dòng)變壓器渦電流式微動(dòng)同步器旋轉(zhuǎn)變壓器變氣隙型螺管型測量范圍±0.2mm1.5～2mm±0.08～75mm*±2.5～±250mm*±10°±60°精確度±1%±1%±0.5％±1～3%±1%±1%直線性±3%±3%±0.5%＜3%±0.05%±0.1%特點(diǎn)只適用于用于微小位移測量測量范圍較寬使用方便可靠，動(dòng)態(tài)性能較差分辨力好，受到磁場干擾時(shí)需屏蔽分辨力好，受被測物體材料，形狀加工質(zhì)量影響非線性誤差與變壓比和測量范圍有關(guān)第六頁，共14頁。

電容式位移傳感器的性能及特點(diǎn)

型式變面積變間距測量范圍10-3～1000mm*10-5～10mm*精確度±0.005%0.1%直線性±1%1%特點(diǎn)受介電常數(shù)因環(huán)境溫度，濕度而變化的影響分辨力很好，但測量范圍很小，只能在小范圍內(nèi)近似地保存線性第七頁，共14頁。

第三節(jié)位移測量的應(yīng)用

一、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測量回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)誤差是指在回轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)軸線偏離理想位置而出現(xiàn)的附加運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)誤差的測量，無論對于精密機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)精確度，還是對于大型、高速機(jī)組（例如汽輪機(jī)一發(fā)電機(jī)組）的安全運(yùn)行都有重要意義。運(yùn)動(dòng)誤差是回轉(zhuǎn)軸上任何一點(diǎn)發(fā)生與軸線平行的移動(dòng)和在垂直于軸線的平面內(nèi)的移動(dòng)。前一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的端面運(yùn)動(dòng)誤差，后一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)誤差。端面運(yùn)動(dòng)誤差因測量點(diǎn)所在半徑位置不同而異，徑向運(yùn)動(dòng)誤差則因測量點(diǎn)所在的軸向位置不同而異。第八頁，共14頁。

1.雙向測量法任意徑向截面上的徑向誤差運(yùn)動(dòng)可采用置于x、y方向的兩只位移傳感器來分別檢測徑向運(yùn)動(dòng)誤差在x、y方向的分量。在任何時(shí)刻兩分量的矢量和就是該時(shí)刻徑向運(yùn)動(dòng)誤差矢量。2.單向測量法有時(shí)只需要測量運(yùn)動(dòng)誤差在某個(gè)方向上的分量（例如分析機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)誤差對加工形狀的影響），則可將一只位移傳感器置于該方向來檢測。測量時(shí)必須利用基準(zhǔn)面來“體現(xiàn)”回轉(zhuǎn)軸線。通常是選用具有高圓度的圓球或圓環(huán)來作為基準(zhǔn)面。直接采用回轉(zhuǎn)軸上的某一回轉(zhuǎn)表面來作為基準(zhǔn)面雖然可行，但由于該表面的形狀誤差不易滿足測量要求，測量精確度較差。第九頁，共14頁。

用雙向測量法測量軸的徑向運(yùn)動(dòng)誤差設(shè)Oo為理想回轉(zhuǎn)中心，Om為基準(zhǔn)球的幾何中心，Or為瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心，e為基準(zhǔn)球的安裝偏心，θ為轉(zhuǎn)角，并令e與x軸平行時(shí)θ=0，r(θ)為徑向運(yùn)動(dòng)誤差。若基準(zhǔn)球半徑Rm遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于偏心e和徑向運(yùn)動(dòng)誤差r(θ)，則兩傳感器檢測到的位移信號(hào)dx和dy分別為：位移傳感器位移傳感器測量儀測量儀第十頁，共14頁。

第十一頁，共14頁。

右側(cè)第一、二項(xiàng)分別為偏心e和運(yùn)動(dòng)誤差r(θ)在x、y方向上的投影，而第三項(xiàng)則為基準(zhǔn)球上相差90°的兩對應(yīng)點(diǎn)處的形狀誤差。由此可見：在圓球形狀誤差可忽略的情況下，dx和dy是圓球中心的位移在x、y兩方向上的分量。形位誤差測量是將被測要素和理想要素進(jìn)行比較，從而用數(shù)值描述實(shí)際要素與理想要素形狀或位置上的差異。每個(gè)參數(shù)的測量過程包括測量和評定兩個(gè)階段。第十二頁，共14頁。

二、物位的測量物位是液位、料位、以及界面位置的總稱。具體的液位如罐、塔、槽等容器中液體或河道、水庫中水的表面位置高度；料位如倉庫、料斗、倉儲(chǔ)箱內(nèi)堆積物體的高度；界面位置一般指固體與液體或兩種不相溶、密度不同的液體之間存在的界面。測量物位有時(shí)是為了