速度和加速度.ppt

电涡流式转速传感器第32页,共57页，星期六，2024年，5月（3）数字化电路为了读出被测转速，还需要进一步把传感器输出信号的频率或周期转换成数字量，以便于数字显示。一般对中、高转速采用频率法，对低转速采用周期法测量。第33页,共57页，星期六，2024年，5月在电子计数器采样时间内对转速传感器输出的电脉冲信号进行计数。利用标准时间控制计数器闸门。当计数器的显示值为N时，被测量的转速n为式中，z为旋转体每转一转传感器发出的电脉冲信号数；t为采样时间(s)。频率法测转速

第34页,共57页，星期六，2024年，5月时基电路的功能是提供时间基准(又称为时标)，它由晶体振荡器和分频器电路组成。振荡器输出的标准频率信号经放大整形和分频后，产生出以脉冲宽度形式表示的时间基准，来控制计数门(其中fv振荡器的输出频率，n为分频数第35页,共57页，星期六，2024年，5月第36页,共57页，星期六，2024年，5月周期法测转速

与频率／数字转换电路不同，其特点是通过对被测信号进行分频来提供计数时间，而计数器是对晶体振荡器的输出信号脉冲进行计数。这里用被测周期T来控制闸门，填充时间?0进入计数器计数N。为了提高周期测量的准确度，通过将周期信号分频，使被测量的周期得到倍乘。故被测量的转速n为k为周期倍乘数1，10，100….晶振周期N为计数器计数值Z为传感器细分数第37页,共57页，星期六，2024年，5月数字式转速测量系统整个测量系统除应包括转速传感器、数字化转换电路和显示器外，由于实际测量总是在一段时间内连续进行的，因此在每个测量循环开始之前，必须首先对时基电路、计数器和显示器进行清零。另外也需要使显示延长一定的时间，以便观察测量结果。故系统中还应没有完成这些功能的控制逻辑电路。第38页,共57页，星期六，2024年，5月第39页,共57页，星期六，2024年，5月四、闪光测转速法闪光测转速法是利用人眼的视觉暂留现象来测量转速。一个闪光目标，当闪动频率大于10Hz时，人眼看上去就是连续发亮的。根据这一原理，用一个频率连续可调的闪光灯照射被测旋转轴上的某一固定标记(如齿轮的齿，圆盘的辐条或在旋转轴上涂以黑白点)，并调节闪光频率f，直到旋转轴上出现一个单定象为止，即达到n=f的条件，这时便可以从电子计数器或圆刻度盘上读出被测的转速值。第40页,共57页，星期六，2024年，5月但是若在连续两次闪光的时间间隔内，旋转轴转过整数倍的因数时，即n＝k0f时，也会出现单定象。式中的k0为单定象停留的次数(1、2、3、…)。还可能出现另一种情况，即当闪光频率比被测转速高二倍、三将、…、m倍时，则会出现二重象、三重象以至于m重象。f=m×n第41页,共57页，星期六，2024年，5月第42页,共57页，星期六，2024年，5月测速发电机横穿导体的磁通发生变化时，该导体将产生电势。这一现象称为电磁感应作用。这样产生的电压称为感应电势。测速发电机是利用电磁感应原理制成的一种把转动的机械能转换成电信号输出的装置，与普通发电机不同之处是它有较好的测速特性，例如输出电压与转速之间有较好的线性关系，较高的灵敏度等。测速发电机也分为直流和交流两类。第43页,共57页，星期六，2024年，5月直流测速发电机直流测速发电机的平均直流输出电压U0与转速N大体上成正比，表达式为第44页,共57页，星期六，2024年，5月第45页,共57页，星期六，2024年，5月第46页,共57页，星期六，2024年，5月交流测速发电机第47页,共57页，星期六，2024年，5月加速度是表征物体在空间运动本质的一个基本物理量。因此，可以通过测量加速度来测量物体的运动状态。例如，惯性导航系统就是通过飞行器的加速度来测量它的加速度、速度(地速)、位置、已飞过的距离以及相对于预定到达点的方向等。通常还通过测量加速度来判断运动机械系统所承受的加速度负荷的大小，以便正确设计其机械强度和按照设计指标正确控制其运动加速度，以免机件损坏。对于加速度，常用绝对法测量，即把惯性型测量装置安装在运动体上进行测量。第三节加速度测量第48页,共57页，星期六，2024年，5月当前测量加速度的传感器基本上都是基于图所示的基本结构。通常是质量－弹簧－阻尼二阶惯性系统。由质量块m、弹簧k和阻尼器c所组成的惯性型二阶测量系统。质量块通过弹簧和阻尼器与传感器基座相连接。传感器基座与被测运动体相固连，因而随运动体一起相对于运动体之外惯性空间的某一参考点作相对运动。由于质量块不与传感器基座相固连，因而在惯性作用下将与基座之间产生