文档介绍：位移的测量
陈仁祥博士副教授
位移测量的基本概念
位移测量的方法
位移传感器
位移测量的应用
位移测试包括线位移和角位移的测试。位移测试在工程中的应用十分广泛,这不仅因为在各种工程中经常需要精确地测量物体的位移或位置,而且还因为速度、加速度、力、压力、扭矩、温度、流量及物位等参数的许多测试方法,都是以位移测试作为基础的。
位移是向量,它表示物体上某一点在一定方向上的位置变动。因而对位移的度量,除了确定其大小之外,还应考虑其方向。一般情况下,应使测量方向与位移方向重合。
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电感、电阻、电容、光栅、感应同步器等
位移
电压、电流、数字量
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位移测量应用很广,是最基本的测试技术之一。
如物体位置的移动量,物体的变形量,零部件的位置、厚度、距离等。
还可以通过测最位移量,来反映其他参数,如力、扭矩、速度、加速度等的变化。
位移测量可以是绝对位置和相对位置的测量。
位移测量分为线位移测量和角位移测量。
常用的位移测量传感器有
电阻式、电感式、电容式、感应同步器、磁棚、光栅等。
位移的测量
位移测量方法
位移测量包括线位移测量和角位移测量。位移测量的方法多种多样,常用的有下述几种。
(1)积分法
(2)回波法
(3)线位移和角位移相互转换
(4)位移传感器法
(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。
例如在惯性导航中,就是通过测量载体的加速度,经过二次积分而求得载体的位移。
(2)回波法
从测量起始点到被测面是一种介质,被测面以后是另一种介质,利用介质分界面对波的反射原理测位移。
例如激光测距仪、超声波液位计都是利用分界面对激光、超声波的反射测量位移的。相关测距则是利用相关函数的时延性质,将向某被测物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,从而推算出发射点与被测物之间的距离。
(3)线位移和角位移相互转换
被测量是线位移时,若测量角位移更方便,则可用间接测量方法,通过测角位移再换算成线位移。
同样,被测量是角位移时,也可先测线位移再进行转换。
例如汽车的里程表,是通过测量车轮转数再乘以周长而得到汽车的里程的。
(4)位移传感器法
通过位移传感器,将被测位移量的变化转换成电量(电压、电流、阻抗等)、流量、光通量、磁通量等的变化。位移传感器法是目前应用最广泛的一种方法。
一般来说,在进行位移测量时,要充分利用被测对象所在场合和具备的条件来设计、选择测量方法。