文档介绍：研究生课程考核试卷
（适用于课程论文、提交报告）
科
目：
机电系统设计与分析
教
师:
姓
名:
XXX
学
号:
专
业：
机械工程
类
别:
XXX
学术
考生成绩:
卷面成
绩
检测物并返回
至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间，以此计算出距离值，
该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间法测量的。
一|回波分析法原理图|
激光回波分析法适合于长距离检测，但测量精度相对于激光三角测量法要低，最远检测距离可达250m。

激光具有高方向性、高单光性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光位移传感］器就是利用激光的这些优点制成的新型测量仪器，他的优点是是能实现无接触的远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
2激光位移传感器的应用
激光位移传感器在机械领域中主要用于产品的尺寸测定，金属薄片的厚度测量和电子元
件的检测等工作。
的应用［4］
如图所示为车轮弯曲疲劳试验的原理图。试验过程中，车轮固定不动，载荷旋转。随着试验的进行车轮的刚度将会不断下降，车轮的变形量加大，与车轮连接的加载轴的摆动幅度变大，所以加载轴的摆动幅度的大小即可直接反应被试车轮的刚度变化情况。加载臂圆周上
任意一点在该点的静态位置附近做等幅振动。因此，只需在试验前记录传感器的静态测量值，并在试验过程中将传感器的动态测量值与所记录的静态值相减，即可得到测量点的振动位移
值。由于加载臂在工作过程处于摆动状态，很难应用接触式位移传感器直接测量摆臂的偏移量，所以采用非接触式传感器，使得无需直接接触加载轴就可以对其偏移量进行测量。
弯曲疲劳试验原理图
如图所示为双位移传感器检测加载轴偏移量的原理图。在加载臂圆周上布置两个位移传感器，两个传感器感测头的轴线相交于一点，建立测量坐标系XOY,传感器S1处于X轴
的正半轴上，传感器S2与S1的夹角为a。加载臂圆周上任意一点 A到圆心的连线OA与 X轴的夹角为，则：
5( ) Sa x(1)
S2( ) SB x cos y sin(2)
其中Si( )、S2()分别为两个位移传感器采集的数据，Sa、SB为静止状态下传感器
S1、S2采集到的数据x( )、y()为加载臂圆周上任意一点 A的偏移量D()在X、Y方向的分量。
整理得到：
上式为采用两个位移传感器时，加载臂圆周上任意一点的振动偏移量的计算式。考虑到由于车轮刚度的不均匀性，可能导致加载臂圆周上各点的振动偏移量有所差别。因此需对测得的各点偏移量求和后取均值，将平均值作为最终检测结果。
双传感器检测示意图
列车车轮直径动态测量上的应用[5][6]
车轮作为铁路车辆重要的走行部件，对于铁路的安全运输起着关键性的作用，特别是随着列车速度的不断提高，列车车轮各种磨耗及直径变化的速度加快，给列车的运行安全带来
隐患。一种基于激光位移传感器在线动态测量车轮直径的方法，可以很好的解决车轮直径动态测量的问题。
使用单个激光位移传感器动态测量车轮直径的原理如图所示，R为车轮半径。设激光位
移传感器的安装位置 A为坐标系的原点，车轮圆周的最低点与x轴(即钢轨)相切于C点,