速度转度加速度测量

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1、速度、转速、加速度测量速度测量速度测量线速度测量（m/s，km/h)角速度测量(rad/s)转速测量(转/分）Rotaryspeed：revolutionsperminute(r.p.m.)，nAngularVelocity：ωLinearVelocity：v测量原理分类：1.时间、位移计算测速：根据线速度的定义，可以从物体在一定时间内移动的距离或者从物体移动一定距离所需的时间求得，这种方法只能求某段距离或时间的平均速度。s越小，越接近瞬时速度。光束切断法相关法空间滤波器法3.利用物理参数测量：多普勒效

2、应、流体力学定律、电磁感应原理4.加速度积分法和位移微分法2.角速度和线速度的相互转化。5.陀螺测速法1、光束切断法非接触式测量，测量精度较高。图1光束切断式速度测量原理：利用随机过程互相关函数确定运动时间的方法；组成：两个相距为L的相同的传感器，如光电传感器、超声波传感器、电涡流传感器等；检测：表面粗糙度、表面缺陷、表面标记等；处理：在测量条件基本相同的情况下，y(t)的波形和x(t)是相似的，只是时间上推迟了t0(=L/v)，即要求出t0。2、相关法图3相关测速原理图其物理含义是x(t)延迟to后成x

3、(t－t0)，其波形将和y（t）几乎重叠，因此互相关值有最大值。3、空间滤波器法空间滤波器件与被测物体同步运动，测定单位空间内信号的时间频率；空间滤波器：栅板，在空间长L内有N个等距栅缝，当栅板的移动速度为v，移动距离L的时间为t0空间频率：（单位空间长度内变化次数）时间频率：速度：可用于生产过程中的塑料板带、布、钢板带等速度检测。注意测量辊与被测物之间的滑移所造成的测量误差。4、接触辊法特点：应用最广泛的一种方法。方法：把旋转辊轮（测量辊）接触在行进的物体上，被测物体以速度v行进并带动测量辊转动，由测量

4、辊的转速和周长求得物体的行进速度。5、皮托管测速法皮托管是测量流体速度的主要工具之一,广泛用于船舶和飞行体的测速。在测量时，只要把皮托管对准流体流动的方向，使内管顶端（滞止点）能感受全压力pt，而具有静压孔的外管感受静压力ps即可。（一）皮托管的结构标准皮托管用两根不同内径管子同心套接而成，内管通直端尾接头，是全压管，外管通侧接头，是静压管。（二）皮托管测速原理动压（Pv）＋静压（Ps）＝全压（Pt)修正后的流速公式：为皮托管系数，由实验标定。一般在0.99～1.01之间。（三）测量误差分析总压孔直径

5、：d=0.5D静压孔直径：d1=0.12D静压孔距端部距离：3~4D静压孔离支杆距离：8~10D皮托管头部和支杆对流场的影响1、皮托管的形状影响2、皮托管偏离特性的影响结论：皮托管方向要正对流体流向。6、多普勒测速多普勒效应：当波源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的反射波频率与入射波频率之间存在正比于物体运动速度的频率偏移，这种现象叫光学多普勒效应，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。多普勒效应不仅适用于声波，也适用于光波和电磁波。反射波频率和入射波频率偏移叫多普勒频移；P静止时，入射光频率为

6、：(Apparentfrequency)若P点以速度v远离光源，光源与P之间的相对速度为对光电探测器来说，P点速度为则对P点来说入射光的视在频率为：散射光的频率为：后向散射型多普勒测速原理从入射光束方向看，后向散射是指接收散射光束的光电检测器位于被测物体后面。多普勒频移为：v2电磁波的传播同样有多普勒特性。当一个发出固定频率的波的物体，相对于观察点有相对运动时，在观察点收到的频率随着它们的相对速度而变化。当物体向着观察点接近时，波长变短，频率变高；而远离观察点时，波长变长，频率变低。这样通过频率的变化就

7、能计算出卫星的高度、速度和方位。若用此法连续测量，就可得到精确的卫星实际轨道数据。2、思考：超声多普勒法是怎样测量血液流动的?多普勒测速仪应用实例1、卫星跟踪测轨系统利用多普勒效应制成的仪器有激光多普勒测量仪、超声多普勒测量仪等，具有精度高、非接触、不扰乱流场、响应快、空间分辨率高、使用方便的特点，广泛用于流速测量、工业中钢板、铝材测量、医学中血液循环监测、医学诊断等。非接触测量可以克服由于机械磨损和打滑造成的测量误差。7、陀螺仪测角速度（gyroscope）陀螺仪的基本功能是敏感角位移和角速度。在航空、

8、航海、航天、军事以及其它一些领域中，有着十分广泛的应用。二自由度陀螺仪陀螺陀螺仪主轴二自由度陀螺作用原理H陀螺绕主轴转动角动量Js陀螺转子的转动惯量陀螺转子的转速一般为12000－24000r/min（1）当二自由度陀螺底座绕垂直于X轴，且与Z轴成角的轴以角速度旋转时，则将有陀螺力矩Mg作用于框架上，陀螺力矩Mg为：二自由度陀螺特性：（3）如果外加力矩M绕X轴作用在陀螺上，则陀螺框架将绕X轴转动，其角加速度满足：（2）