典型机械工程参数的测试课件.ppt

1、2022-8-17第五章典型机械工程参数的测试第五章典型机械工程参第五章典型机械工程参数的测试数的测试第五章典型机械工程参数的测试 了解机械振动、位移、压力和流量等工程参数的基了解机械振动、位移、压力和流量等工程参数的基本测量方法及相应的测试装置，重点掌握机械系统的力本测量方法及相应的测试装置，重点掌握机械系统的力学模型、机械振动的概念与种类、惯性式测振传感器的学模型、机械振动的概念与种类、惯性式测振传感器的工作原理及它们的结构。通过查阅资料，对其他工程参工作原理及它们的结构。通过查阅资料，对其他工程参数的测试也要有一定的了解。数的测试也要有一定的了解。学习目标学习目标学习重点与难点学习重点与

2、难点机械振动的测试。机械振动的测试。重点重点难点难点 机械振动的测试。机械振动的测试。第五章典型机械工程参数的测试学习内容学习内容 第一节第一节 位移的测试位移的测试 第二节第二节 机械振动的测试机械振动的测试 第三节第三节 流体参量的测试流体参量的测试第五章典型机械工程参数的测试第一节第一节 位移的测试位移的测试一、一、概述概述 位移是线位移和角位移的统称。位移是线位移和角位移的统称。位移测量在工程中应用很广，在工程中不仅经常要位移测量在工程中应用很广，在工程中不仅经常要求精确地测量零部件的尺寸、形状和位置，而且扭矩、求精确地测量零部件的尺寸、形状和位置，而且扭矩、力、速度、加速度、压力、流

3、量等许多参量的测量也是力、速度、加速度、压力、流量等许多参量的测量也是以位移测量为基础的。以位移测量为基础的。测量位移时要注意传感器的敏感方向应与被测位移测量位移时要注意传感器的敏感方向应与被测位移方向一致，否则将带来二次的测量误差。方向一致，否则将带来二次的测量误差。常见的位移测量传感器主要是电感式（包括涡流常见的位移测量传感器主要是电感式（包括涡流式）、电容式、光栅式、感应同步器、激光传感器等。式）、电容式、光栅式、感应同步器、激光传感器等。第五章典型机械工程参数的测试二、二、常用的位移传感器常用的位移传感器1.电阻应变式位移传感器电阻应变式位移传感器 用于小位移测量用于小位移测量（0.1

4、m0.1mm）测量精度优于测量精度优于2%线性度线性度0.1%0.5%第五章典型机械工程参数的测试2.电感式位移传感器电感式位移传感器 常用于微小位移测量，其常用于微小位移测量，其测量范围一般为几毫米测量范围一般为几毫米分辨率和测量精度可达分辨率和测量精度可达0.1m0.01m线性度一般优于线性度一般优于0.5%差动变压器差动变压器第五章典型机械工程参数的测试差动螺线管电感传感器及测微仪线路差动螺线管电感传感器及测微仪线路第五章典型机械工程参数的测试电感测微仪电感测微仪第五章典型机械工程参数的测试涡流测微仪涡流测微仪第五章典型机械工程参数的测试3.电容式位移传感器电容式位移传感器 非接触测量，

5、动态响应好非接触测量，动态响应好精度高，分辨率最高可达精度高，分辨率最高可达0.1nm，精度最高可达精度最高可达1nm线性好，优于线性好，优于0.5%第五章典型机械工程参数的测试电容测微仪电容测微仪第五章典型机械工程参数的测试三、三、位移测试实例位移测试实例1.自动尺寸分选系统自动尺寸分选系统 第五章典型机械工程参数的测试圆柱（锥）滚子自动分选机圆柱（锥）滚子自动分选机第五章典型机械工程参数的测试电感式仿形铣床电感式仿形铣床 2.仿形测量仿形测量 第五章典型机械工程参数的测试3.物位的测量物位的测量 第五章典型机械工程参数的测试电容式液位计电容式液位计 第五章典型机械工程参数的测试超声波液位计

6、超声波液位计 第五章典型机械工程参数的测试射频电容式物位限位开关射频电容式物位限位开关超声波液位开关超声波液位开关智能型射频电容物位仪智能型射频电容物位仪射频电容物位计射频电容物位计双联式液位计双联式液位计磁浮式液位计磁浮式液位计第五章典型机械工程参数的测试4.轴承外圈直径测量轴承外圈直径测量 第五章典型机械工程参数的测试第二节第二节 机械振动的测试机械振动的测试一、一、概述概述1.机械振动的概念机械振动的概念机械振动（简称振动）：机械振动（简称振动）：一种特殊的运动形式，指的一种特殊的运动形式，指的是机械系统的某些物理量（如振幅、振动速度、振动是机械系统的某些物理量（如振幅、振动速度、振动加

7、速度等）在一定数值附近随时间变化的关系。加速度等）在一定数值附近随时间变化的关系。2.振动测试的工作内容振动测试的工作内容 振动系统基本振动参数的测试振动系统基本振动参数的测试 振动系统动态特性的测试振动系统动态特性的测试 振动信号的分析振动信号的分析 第五章典型机械工程参数的测试3.机械振动的分类机械振动的分类 按产生振动的原因分按产生振动的原因分 按振动参数随时间的变化规律分按振动参数随时间的变化规律分 按振动自由度分按振动自由度分 自由振动自由振动 受迫振动受迫振动 自激振动自激振动 确定性振动（周期振动、非周期振动）确定性振动（周期振动、非周期振动）非确定性振动（随机振动）非确定性振动

8、（随机振动）单自由度振动单自由度振动 多自由度振动多自由度振动第五章典型机械工程参数的测试4.机械系统的力学模型机械系统的力学模型 对于一般的机械系统来说，其力学模型通常可对于一般的机械系统来说，其力学模型通常可近似为一个二阶的近似为一个二阶的“质量质量-弹簧弹簧-阻尼阻尼”系统。系统。“质量质量-弹簧弹簧-阻尼阻尼”系统系统第五章典型机械工程参数的测试5.机械系统的受迫振动机械系统的受迫振动 由作用在质量上的力所引起的受迫振动由作用在质量上的力所引起的受迫振动 振动方程为振动方程为振动加速振动加速度度振幅振幅振动速度振动速度振动系统动态特性振动系统动态特性测试的理论基础！测试的理论基础！第五

9、章典型机械工程参数的测试 由基础运动所引起的受迫振动由基础运动所引起的受迫振动 振动方程为振动方程为基础相对大地（惯性参照系）的绝对运动基础相对大地（惯性参照系）的绝对运动 质量块相对大地的绝对运动质量块相对大地的绝对运动 质量块相对基础的相对运动质量块相对基础的相对运动 惯性式测振传感器惯性式测振传感器测振的理论基础！测振的理论基础！第五章典型机械工程参数的测试二、二、测振传感器测振传感器1.惯性式测振传感器的工作原理惯性式测振传感器的工作原理 振幅计振幅计 当当 时，时，与被测振动的振幅成正比；与被测振动的振幅成正比；速度计速度计 当当 时，时，与被测振动的速度成正比；与被测振动的速度成正

10、比；加速度计加速度计当当 时，时，与被测振动的加速度成正比。与被测振动的加速度成正比。被测振动的振被测振动的振 动位移动位移传感器相对壳传感器相对壳 体的位移响应体的位移响应传感器相对大传感器相对大 地的位移响应地的位移响应第五章典型机械工程参数的测试第五章典型机械工程参数的测试2.磁电式速度计磁电式速度计 第五章典型机械工程参数的测试第五章典型机械工程参数的测试惯性式振动速度传感器惯性式振动速度传感器 第五章典型机械工程参数的测试3.应变式加速度计应变式加速度计 第五章典型机械工程参数的测试4.压电式加速度计压电式加速度计 压电式加速度计的结构形式压电式加速度计的结构形式 第五章典型机械工程

11、参数的测试压电式加速度计压电式加速度计常用的固定方式常用的固定方式 压电式加速度计压电式加速度计的幅频特性曲线的幅频特性曲线 第五章典型机械工程参数的测试压电式加速度计压电式加速度计第五章典型机械工程参数的测试电容式加速度计电容式加速度计5.其他测振传感器其他测振传感器第五章典型机械工程参数的测试力平衡伺服式加速度传感器力平衡伺服式加速度传感器第五章典型机械工程参数的测试微型加速度计微型加速度计三向加速度计三向加速度计剪切式压电加速度计剪切式压电加速度计第五章典型机械工程参数的测试三、三、其他测振设备其他测振设备1.激振器激振器常用激振方法：常用激振方法：稳态正弦激振稳态正弦激振分点频激振和扫

12、频激振，常用磁分点频激振和扫频激振，常用磁电式激振器、电液式激振器实现。电式激振器、电液式激振器实现。随机激振随机激振 用白噪声信号、伪随机信号或在实用白噪声信号、伪随机信号或在实际工况记录下来的随机信号作为激振的信号源。际工况记录下来的随机信号作为激振的信号源。瞬态激振瞬态激振 分快速正弦扫描激振、脉冲激振和分快速正弦扫描激振、脉冲激振和阶跃激振，其中以使用脉冲锤产生脉冲激振力的脉冲激阶跃激振，其中以使用脉冲锤产生脉冲激振力的脉冲激振最为常用。振最为常用。第五章典型机械工程参数的测试 脉冲锤脉冲锤 第五章典型机械工程参数的测试 电动式激振器电动式激振器 第五章典型机械工程参数的测试 电磁激振

13、器电磁激振器 第五章典型机械工程参数的测试 电液式激振器电液式激振器 第五章典型机械工程参数的测试2.阻抗头阻抗头 阻抗头内有两个传感器阻抗头内有两个传感器一个是力传感器，一个是力传感器，用来测量施加在被测物体上的激振力；另一个是加用来测量施加在被测物体上的激振力；另一个是加速度计，用来测量激振点处的响应。速度计，用来测量激振点处的响应。测定机械点阻抗。激振器通过它对被测物体施加测定机械点阻抗。激振器通过它对被测物体施加激振力，同时也用它测量激振力和被测物体在激振点激振力，同时也用它测量激振力和被测物体在激振点处的响应。处的响应。作用：作用：组成：组成：第五章典型机械工程参数的测试第五章典型机

14、械工程参数的测试阻抗头阻抗头第五章典型机械工程参数的测试四、四、振动测试实例振动测试实例1.机械设备运行状态监测及故障诊断机械设备运行状态监测及故障诊断 车床主轴箱实时振动监测系统车床主轴箱实时振动监测系统 第五章典型机械工程参数的测试减速机实时振动监测系统及振动测点布置图减速机实时振动监测系统及振动测点布置图 第五章典型机械工程参数的测试2.激振实验（动刚度实验）激振实验（动刚度实验）第五章典型机械工程参数的测试第三节第三节 流体参量的测试流体参量的测试一、一、压力的测量压力的测量1.弹性压力敏感元件弹性压力敏感元件第五章典型机械工程参数的测试第五章典型机械工程参数的测试普通压力表的结构普通

15、压力表的结构 第五章典型机械工程参数的测试 2.应变式压力传感器应变式压力传感器第五章典型机械工程参数的测试3.压阻式压力传感器压阻式压力传感器 第五章典型机械工程参数的测试压阻式绝对压力传感器压阻式绝对压力传感器溅射薄膜压力传感器溅射薄膜压力传感器压阻式压力传感器压阻式压力传感器扩散硅压力变送器扩散硅压力变送器压阻式压阻式高压传感器高压传感器第五章典型机械工程参数的测试4.电容式压力传感器电容式压力传感器 第五章典型机械工程参数的测试电容式压力、差压传感器电容式压力、差压传感器 智能型电容式压力变送器智能型电容式压力变送器第五章典型机械工程参数的测试5.霍尔式压力传感器霍尔式压力传感器 第五

16、章典型机械工程参数的测试二、二、流量的测量流量的测量1.转子（浮子）流量计转子（浮子）流量计 第五章典型机械工程参数的测试智能型转子流量计智能型转子流量计双转子流量计双转子流量计第五章典型机械工程参数的测试2.椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计 第五章典型机械工程参数的测试智能型椭圆齿轮流量计智能型椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计第五章典型机械工程参数的测试传感器输出信号的频率传感器输出信号的频率 3.涡轮流量计涡轮流量计 流量计常数流量计常数 第五章典型机械工程参数的测试智能涡轮流量计智能涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计第五章典型机械工程参数的测试4.其他流量计其他流量计 电磁流量计电磁流量计翅片式流量计翅片式流量计第五章典型机械工程参数的测试多普勒超声流量计多普勒超声流量计2022-8-17第五章典型机械工程参数的测试