其他机械参量测量

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1、11.1力与扭矩的测量11.1.1力的测量原理：力的静力效应和动力效应静力效应：弹性物体受力作用后产生相应变形动力效应：一定质量的物体受到力的作用时，其动量发生变化测量方法：比较法直接比较法，测量精度取决于分级密度和基准量的准确度。只适于静态测量。间接比较法，测量精度取决于传感器的质量和标定精度。适用于静态/动态测量。第11章其他机械参量测量1，测力传感器：（1）应变式测力传感器利用静力效应测力的位移型传感器。测力弹性元件有柱式、环式、梁式等。右图为测量压缩力的柱式应变片测力头的典型构造（2）压电式

2、测力传感器静态特性好，动态特性好，稳定性好，但长时间测静力将产生较大误差。（3）压磁式测力传感器输出功率大，抗干扰能力强，精度高，适合多种环境。（4）压阻式测力传感器灵敏度高，动态特性好，可靠性高，横向效应小，受温度影响大，灵敏系数不是常数。2，力测量典型事例之一——切削力测量灵敏度、非线性度、稳定性、静刚度、互干扰度、频率响应特性、结构简单、体积小、重量轻、密封好（1）切削测力仪应具备的性能（2）典型切削力测量系统（3）常用切削力测量仪（根据弹性元件划分）悬臂梁式（两分力）桁条式（单分力）弹性膜板

3、式（三分力）八角环式（三分力）3，力测量典型事例之二——瞬态冲击力的测量（2）瞬态冲击力测量的特点a，冲击过程的作用和持续时间很短，要求测量仪器响应要快，上升时间短。b，冲击作用强度大，要求测量仪器动态范围大。c，冲击波频谱连续，包含所有频率成分，要求测量仪器有较宽的频率范围。d，要求显示记录设备具有捕捉瞬态信号的能力。（1）瞬态冲击力测量的原理动力效应加速度瞬态冲击力冲击波形的测量系统主要组成：压电加速度计、电荷放大器、记忆示波器冲击脉冲的频谱分析系统主要组成：压电加速度计、电荷放大器、频谱分析仪

4、（3）瞬态冲击力主要测量参数及其测量系统的组成冲击加速度的测量系统主要组成：压电加速度计、电荷放大器、峰值电压表11.1.2扭矩的测量1，扭矩的分类扭矩的时间历程：扭矩随时间的变化过程扭矩动态扭矩静态扭矩静止扭矩恒定扭矩缓变扭矩微脉动扭矩振动扭矩过渡扭矩随机扭矩扭矩不随时间变化或随时间变化很小扭矩随时间变化很大（时间历程）2，扭矩测量的基本原理（1）应变测扭矩在扭矩M的作用下，轴体表面沿与轴线成450和1350角方向上的主应力在数值上与轴体表面的最大扭应力相等。45．135。MM轴体表面应力计算简图

5、*传递法（扭轴法）、平衡力法（反力法）及能量转换法（2）转角测扭矩在扭矩M的作用下，扭角与扭矩M成正比。电磁耦合将扭角信号耦合成电信号，再经定标输出扭矩值。MMlA轴体扭转角变位简图3，典型扭矩测量传感器（1）电磁齿（栅）式扭矩传感器扭矩扭角两路电信号检测相差磁电式扭矩检测头（2）应变片式数字扭矩传感器稳定电源应变电桥放大器V/F转换器发光二极管光敏三极管T扭矩输出n转速输出信号电路励磁电源能源环行变压器±15V变压器信号环行齿轮盘应变扭矩传感器原理图（虚线内为旋转部分）（3）光电式扭矩传感器4转速

6、测量5功率测量6虚拟式扭矩、转速、功率、机械效率测量仪QLVNJ-2型虚拟式扭矩、转速和功率测量仪11.2温度的测量根据感温部分的测温原理不同可将测温仪分为：接触式测温仪：利用热平衡原理，传感器和被测对象直接接触，使二者处于同一热平衡状态，具有同一温度非接触式测温仪：利用热辐射原理，传感器部和被测对象接触传统测温仪的组成：感温部分、显示机构7个基本物理量之一测温仪器类型传感器类型或探测器测温范围（℃）精度（%）特点接触式热膨胀式水银-50~6500.1~1简单方便、易损坏、感温部大双金属结构紧凑、牢

7、固可靠液体-30~6001耐振、价廉、感温部大气体-20~3501热电偶铂铑-铂0~16000.2~0.5适应性强、结构简单、方便经济。寄生热电势及动圈式仪表电阻影响测量结果其它-200~11000.4~1.0热电阻铂-260~6000.1~0.3精度及灵敏度均较好、感温部大，须注意环境温度的影响镍-50~3000.2~0.5铜0~1800.1~0.3热敏电阻-50~3500.3~1.5体积小、响应快、灵敏度高、线性度差，注意环境温度影响非接触式辐射探测器光学探测器800~35001不干扰被测温场、

8、辐射率影响小、应用简便、不能用于低温700~30001热电探测器光子探测器200~20001不干扰被测温场、响应快、测温范围大、易受外界干扰0~35001接触式和非接触式测温仪特点11.2.1接触法测温根据传感器的不同，有：热电阻测温仪、热电偶测温仪、膨胀式测温仪、数字温度传感器测温仪1，热电阻测温仪分类：金属丝热电阻测温仪、热敏电阻测温仪测温原理、组成：铂电阻测温方框图AA/DRAMCPU显示测温理论：感温元件的电阻与温度的关系特性a,列表法快速、准确。计算机查表比