第五章典型機械工程參數(shù)的測試TestandMeasurementforTypicalMechanicalEngineeringParameters

了解機械振動、位移、壓力和流量等工程參數(shù)的基本測量方法及相應(yīng)的測試裝置，重點掌握機械系統(tǒng)的力學模型、機械振動的概念與種類、慣性式測振傳感器的工作原理及它們的結(jié)構(gòu)。通過查閱資料，對其他工程參數(shù)的測試也要有一定的了解。

學習目標學習重點與難點機械振動的測試。重點難點機械振動的測試。學習內(nèi)容★第一節(jié)位移的測試★第二節(jié)機械振動的測試★第三節(jié)流體參量的測試第一節(jié)位移的測試一、概述位移是線位移和角位移的統(tǒng)稱。位移測量在工程中應(yīng)用很廣，在工程中不僅經(jīng)常要求精確地測量零部件的尺寸、形狀和位置，而且扭矩、力、速度、加速度、壓力、流量等許多參量的測量也是以位移測量為基礎(chǔ)的。測量位移時要注意傳感器的敏感方向應(yīng)與被測位移方向一致，否則將帶來二次的測量誤差。常見的位移測量傳感器主要是電感式（包括渦流式）、電容式、光柵式、感應(yīng)同步器、激光傳感器等。二、常用的位移傳感器1.電阻應(yīng)變式位移傳感器

用于小位移測量（0.1μm~0.1mm）測量精度優(yōu)于2%線性度0.1%~0.5%2.電感式位移傳感器

常用于微小位移測量，其測量范圍一般為幾毫米分辨率和測量精度可達0.1μm~0.01μm線性度一般優(yōu)于0.5%

差動變壓器差動螺線管電感傳感器及測微儀線路電感測微儀渦流測微儀3.電容式位移傳感器

非接觸測量，動態(tài)響應(yīng)好精度高，分辨率最高可達0.1nm，精度最高可達1nm線性好，優(yōu)于0.5%電容測微儀三、位移測試實例1.自動尺寸分選系統(tǒng)

圓柱（錐）滾子自動分選機電感式仿形銑床

2.仿形測量

3.物位的測量

電容式液位計

超聲波液位計

射頻電容式物位限位開關(guān)超聲波液位開關(guān)智能型射頻電容物位儀射頻電容物位計雙聯(lián)式液位計磁浮式液位計4.軸承外圈直徑測量

第二節(jié)機械振動的測試一、概述1.機械振動的概念機械振動（簡稱振動）：一種特殊的運動形式，指的是機械系統(tǒng)的某些物理量（如振幅、振動速度、振動加速度等）在一定數(shù)值附近隨時間變化的關(guān)系。2.振動測試的工作內(nèi)容●振動系統(tǒng)基本振動參數(shù)的測試●振動系統(tǒng)動態(tài)特性的測試

●振動信號的分析

3.機械振動的分類■按產(chǎn)生振動的原因分

■按振動參數(shù)隨時間的變化規(guī)律分

■按振動自由度分

●自由振動●受迫振動●自激振動●確定性振動（周期振動、非周期振動）●非確定性振動（隨機振動）●單自由度振動●多自由度振動4.機械系統(tǒng)的力學模型對于一般的機械系統(tǒng)來說，其力學模型通?？山茷橐粋€二階的“質(zhì)量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)。“質(zhì)量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)5.機械系統(tǒng)的受迫振動■由作用在質(zhì)量上的力所引起的受迫振動

振動方程為——振動加速度——振幅——振動速度振動系統(tǒng)動態(tài)特性測試的理論基礎(chǔ)！■由基礎(chǔ)運動所引起的受迫振動

振動方程為——基礎(chǔ)相對大地（慣性參照系）的絕對運動——質(zhì)量塊相對大地的絕對運動

——質(zhì)量塊相對基礎(chǔ)的相對運動

慣性式測振傳感器測振的理論基礎(chǔ)！二、測振傳感器1.慣性式測振傳感器的工作原理

●振幅計——當時，與被測振動的振幅成正比；●速度計——當時，與被測振動的速度成正比；●加速度計——當時，與被測振動的加速度成正比。——被測振動的振動位移——傳感器相對殼體的位移響應(yīng)——傳感器相對大地的位移響應(yīng)2.磁電式速度計

慣性式振動速度傳感器

3.應(yīng)變式加速度計

4.壓電式加速度計

壓電式加速度計的結(jié)構(gòu)形式

壓電式加速度計常用的固定方式

壓電式加速度計的幅頻特性曲線

壓電式加速度計電容式加速度計5.其他測振傳感器力平衡伺服式加速度傳感器微型加速度計三向加速度計剪切式壓電加速度計三、其他測振設(shè)備1.激振器常用激振方法：

●穩(wěn)態(tài)正弦激振——分點頻激振和掃頻激振，常用磁電式激振器、電液式激振器實現(xiàn)?！耠S機激振——用白噪聲信號、偽隨機信號或在實際工況記錄下來的隨機信號作為激振的信號源?！袼矐B(tài)激振——分快速正弦掃描激振、脈沖激振和階躍激振，其中以使用脈沖錘產(chǎn)生脈沖激振力的脈沖激振最為常用。■脈沖錘

■電動式激振器

■電磁激振器

■電液式激振器

2.阻抗頭

阻抗頭內(nèi)有兩個傳感器——一個是力傳感器，用來測量施加在被測物體上的激振力；另一個是加速度計，用來測量激振點處的響應(yīng)。

測定機械點阻抗。激振器通過它對被測物體施加激振力，同時也用它測量激振力和被測物體在激振點處的響應(yīng)。作用：組成：阻抗頭四、振動測試實例1.機械設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷

車床主軸箱實時振動監(jiān)測系統(tǒng)

減速機實時振動監(jiān)測系統(tǒng)及振動測點布置圖

2.激振實驗（動剛度實驗）

第三節(jié)流體參量的測試一、壓力的測量1.彈性壓力敏感元件普通壓力表的結(jié)構(gòu)

2.應(yīng)變式壓力傳感器3.壓阻式壓力傳感器

壓阻式絕對壓力傳感器濺射薄膜壓力傳感器壓阻式壓力傳感器擴散硅壓力變送器壓阻式高壓傳感器4.電容式壓力傳感器

電容式壓力、差壓傳感器

智能型電容式壓力變送器5.霍爾式壓力傳感器

二、流量的測量1.轉(zhuǎn)子（浮子）流量計

智能型轉(zhuǎn)子流量計雙轉(zhuǎn)子流量計2.橢圓齒輪流量計

智能型橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計——傳感器輸出信號的頻率

3.渦輪流量計

——流量計常數(shù)

智能渦輪流量計渦輪流量計4.其他流量計

電磁流量計翅片式流量計多普勒超聲流量計本章小結(jié)

機械振動的測試具有比較典型的意義。幾乎所有的機械系統(tǒng)都可以看成是二階的“質(zhì)量—彈簧—阻尼”系統(tǒng)。機械振動的測試以受迫振動為基礎(chǔ)，慣性式測振傳感器就是根據(jù)傳感器感受被測振動后的受迫振動而工作的。慣性式測振傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足不同的條件，可分別用來測量振動的加速度、速度、振幅。除本章介紹的測試方法外，對于各種工程參數(shù)的測試，現(xiàn)在已越來越多地使用一些現(xiàn)代新型傳感器來實現(xiàn)，如激光式位移傳感器、光柵式位移傳感器、超聲波流量計、紅外測溫計、CCD三維輪廓掃描儀等。應(yīng)該注意的是，許多測試都是以間接的方式（二次甚至多次測量變換）實現(xiàn)的。9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Friday,February14,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。10:53:3510:53:3510:532/14/202510:53:35AM11、夫?qū)W須志也，才須學也，非學無以廣才，非志無以成學。2月-2510:53:3510:53Feb-2514-Feb-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:53:3510:53:3510:53Friday,February14,202513、志不立，天下無可成之事。2月-252月-2510:53:3510:53:35February14,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。14二月202510:53:35上午10:53:352月-2515、會當凌絕頂，一覽眾山小。二月2510:53上午2月-2