文档介绍：第4章运动量测量技术
位移测量
速度测量
加速度测量
惯性测量
运动量是描述物体运动的量,包括位移、速度和加速度。
运动量是最基本的量,运动量测量是最基本、最常见的测量,它是许多物理量,如力、压力、温度、振动等测量的前提,也是惯性导航、制导技术的基础。
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。
常用线位移传感器的性能与特点
型式
测量范围
精确度
线性度
特点
变阻式
滑线
1~300mm
±%
±%
分辨力较高,机械结构不牢固,大位移时在电刷上加杠杆机构
变阻器
1~1000mm
±%
±%
结构牢固,寿命长,分辨力较差,电噪声大
电阻应变式
不粘贴
±%应变
±%
±1%
不牢固
粘贴
±%应变
±(2~3)%
±1%
牢固,使用方便,需温度补偿和高绝缘电阻
半导体
±%应变
±(2~3)%
满刻度±2%
输出幅值大,温度灵敏性高
电感式
差动变
压器
~5mm
±(1~3)%
±%
分辨力高,寿命长,后续电路较复杂
螺管式
~100mn
±(~3)%
±%
测量范围宽,使用方便可靠,寿命长,动态性能较差
涡流式
±~±250mm
±(1~3)%
<3%
结构简单,耐油污、水,被测对象材料,灵敏度不同,线性范围须重校
电容式
变面积
(10-3 ~10)mm
±%
±1%
线性范围大,精确度高,受介质常数影响大(温度,湿度)
变间隙
(10-8 ~100)mm
%
±1%
分辨力高,非线性较大