自动检测技术及应用62-第2页
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自动检测技术及应用62-2
P944题：；4-4.用某电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜；1）轴向振动Apsinwt(单位为mm）的振幅A；2）主轴振动的基频f是多少?；3）振动波形不是正弦波的原因有哪些?；4）为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器；5）上网查阅电涡流测振仪的资料，写出其中一种的技；2、T=20ms，f=50Hz；3、多次谐波的合成；4、2.5mm；5、技术指
P94 4题：4-4. 用某电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动如图4-25a所示。已知传感器的灵敏度为K=25mV/mm。最大线性范围(优于1%）为5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，使用计算机记录下的振动波形如图4-25b所示。问:1）轴向振动Apsinwt(单位为mm）的振幅Ap为多少?2）主轴振动的基频f是多少?3）振动波形不是正弦波的原因有哪些?4）为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米为佳?5）上网查阅电涡流测振仪的资料，写出其中一种的技术指标和使用方法。 答:
1、1.6mm2、T=20ms，f=50Hz3、多次谐波的合成4、2.5mm 5、技术指标：型号
电涡流测振动系统量程mm
0.5~60测量距离mm
0~60测量频率Hz
5000分辨率um
0.1被测体：导电、非导磁(可测导磁体，但有效分辨率较低)，被测体表面积不可太小，被测体表面连续 使用方法：对于自动启动和停机的高速汽轮机、离心式压缩机机组，异常振动将会促使机械材料疲劳、强度择低、零件过早地损坏或造成动、静件的摩擦，使机组运行条件恶化。除可采用电涡流式轴向位移仪的探头以外，还可采用在机组上安装测振仪传感器。测振仪的种类有机械式、电动式和电子式。其中非接触型的电涡流式测振仪已得到广泛应用。其原理、结构与电涡流式轴向位移仪基本相同，所不同的是探头测定位置紧靠近轴承的部位，而且在测振时要求该处的轴径与轴颈的同心度在0.013mmn以内，且探头端面垂直于轴线，也就是说通过测定轴承体的振动值来反映转子的振动。由于产生振动的原因是多方面的,有来自转子本身的动不平衡，也有对中不良、驱动机振动的干扰。配管系统中气体共振的干扰等复杂因素的影响。而通过测振仪所测定的全振幅是综合性的振动值，若具体分析产生振动故障的原因与影响大小，可在原有的接收和指示仪上增设带变频滤波器酌示波仪或振动频谱分析装置，以测定和记录不同频率的振动值。活塞式压缩机、离心机在运行中，由于种种原因也可能会发生异常振动，当振幅超过允许极限值时，设置相应的异常振动保护装置，便可发出警报或自动停机。 P116 2题：5-2．光柱显示编码式液位计原理示意图如图5-22所示。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着n个不锈钢圆环,显示器采用101线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）。 1）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种2）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？3）设n=32，分别写出该液位计的分辨率（%）及分辨力（h2/n，几分之一米），并说明如何提高此类液位计的分辨率。4）设当液体上升到第N个不锈钢圆环的高度时,101线LED光柱全亮。则当液体上升到第8个不锈钢圆环的高度时，共有多少线LED被点亮？ 答：1、变介电常数2、导电液体3、1/N*100%
分辨力8m/N,增加不锈钢圆环可以提高此类液位计的分辨力
4、100*8/32+1=25+1=26P140 2题：6-2．用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度为70pC/g（g为重力加速度），电荷放大器灵敏度为10mV/pC，试确定输入3g（平均值）加速度时，电荷放大器的输出电压U0（平均值，不考虑正负号），并计算此时该电荷放大器的反馈电容Cf。答：U0=70*10*3=2100mv
Cf=Q/U0=3*70/2.1=100pFP140 5题： 6-5. PVDF压电电缆测速原理图如图6-31所示。两根高分子压电电缆（外形见图6-7b）相距L=2m，平行埋设于柏油公路的路面下约50mm。它们可以用来测量车速及汽车的超重，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。现有一辆超重车辆以较快的车速压过测速传感器，两根PVDF压电电缆的输出信号如图6-31b所示，求：1）估算车速为多少km/h；2）估算汽车前后轮间的轴距d（可根据此判断车型）；判断轴距的主要因素有哪些？3）说明载重量m以及车速v与A、B压电电缆输出信号波形的幅度或时间间隔之间的关系。答：1、v=L/t=2m/0.07s=28.57m/s=28.57*2.86km/h2、汽车的前后轮以此速度冲过同一根电缆所花时间为4.2格，即：4.2*25ms/格=0.105s，则轮距d=v*t=28.57m/s*0.105s=3m。3、载重量m以及车速v越大，A、B压电电缆输出信号波形的幅度就越高。 车速v越大，A、B压电电缆输出信号的时间间隔就越小。P161 2题：7-2. 在图7-16的超声波流量测量中，流体密度ρ=900kg/m，管道直径D=1m， a = 45°，测得△f = 10Hz，求:1) 管道横截面积A ；2）流体流速v；3）体积流量qV ；4）质量流量qm；5) 1小时的累积流量q总。答：1、A=π*4=3.14*1/4=0.785m22、v=?f?D/sin2α=10*1/sin2*45°=10m/s3、qv=A*v=0.785*10=7.85m3/s4、qm=ρ*qv=900*7.85=7065kg/s5、q总=qm*00=25434t D23P177 3题： 8-3．在图8-7中，当UGN3020感受的磁感应强度从零增大到多少特斯拉时输出翻转？此时第3引脚为何电平？回差为多少特斯拉？相当于多少高斯（Gs）？这种特性在工业中有何实用价值？答：约0.023T；此时引脚3为低电平；回差约为0.07T，相当于70Gs；这种特性在工业上的价值: 1. 波形变换 2. 脉冲波的整形 3. 脉冲鉴幅 4.构成多谐振荡器。P231 7题：10-6. 在一片0.5mm厚的不锈钢圆片边缘，用线切割机加工出等间隔的透光缝，缝的总数N1=60，如图10-46所示。将该薄圆片置于光电断续器（见图10-31a）的槽内，并随旋转物转动。用计数器对光电断续器的输出脉冲进行计数，在10s内测得计数脉冲数N如图所示（计数时间从清零以后开始计算，10s后自动停止）。试问：1）流过光电断续器左侧的发光二极管电流ID为多少毫安？（注：红外发光二极管的正向压降ULED=1.2V）2）光电断续器的输出脉冲频率f约为多少？3）旋转物平均每秒约转多少圈？转速n为多少r/min？4）数码显示器的示值与转速n之间是什么关系？如果在自右倒数第二位数码管的右下方，点亮小数点Dp2，数码显示器的示值与转速n之间又是什么关系？5）旋转物在10s内共转过了多少圈又多少度？6）如果为加工方便，将不锈钢圆片缝的总数减少，使N1=6，则转速与数码显示器的示值之间是几倍的关系？ 答: 1、ID=（5-1.2）/0.51=7.5mA2、f=0Hz3、n=(f*1s)/N1=300.1/50≈6圈
n=60×300.1/60=300r/min4、数码显示器的示值等于转速n5、N=.0167圈=50圈，又6度
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示波仪的使用注意事项
    指针万用表和示波表的使用及注意事项
（一）指针式万用电表 使用方法及注意事项 （1）机械零位调整：使用前应首先检查指针是否在零位，若不在零位，调整零位调整器，使指针调至零位。 （2）正确连接表笔：红表笔应插入标有“+”的插孔，黑表笔插入“-”的插孔。测直流电流和直流电压时，红表笔连接被测电压、电流的正极，黑表笔接负极。 用欧姆挡“Ω”判断二极管的极性时，注意“+”插孔是接表内电池的负极，“-”插孔是接表内电池的正极。 （3）测量电压时，万用表应与被测电路并联；测量电流时，要把被测电路断开，将万用表串联接在被测电路中。注意：测量电流时应估计被测电流的大小，选择正确的量程，MF500型的保险丝为0.3A～0.5A，被测电流不能超过此值。某些万用表有10A的档位，可以用来测量较大电流。 （4）量程转换：应先断电，绝对不容许带电换量程；根据被测量放在正确的位置，切不可使用电流挡或欧姆挡测电压，否则会损坏万用表。 （5）合理选择量程挡：测量电压、电流时，应使表针偏转至满刻度的1/2或2/3以上；测量电阻时，应使表针偏转至中心刻度附近（电阻挡的设计是以中心刻度为标准的）。 测交流电压、电流时，注意被测量必须是正弦交流电压、电流，而被测信号的频率也不能超过说明书上的规定。 测10V以下的交流电压时，应该用10V专用刻度标识读数，它的刻度是不等距的。 （6）测电阻时，应先进行电表调零。方法是将两表笔短路，调节“调零”旋钮使指针指在零点（注意欧姆的零刻度在表盘的右侧）。如调不到零点，说明万用表内电池电压不足，需要更换新电池。测量大电阻时，两手不能同时接触电阻，防止人体电阻与被测电阻并联造成测量误差。每变换一次量程，都要重新调零。如果以上方法不能调零，有可能万用表的绕线电阻（阻值约为几欧的电阻）烧断，需拆开进行维修并校正。 在表盘上有多条刻度线，对应不同的被测量，读数时要在相应的刻度线上读取数值。为提高测量精度尽量使指针处于中间位置。 测量值的读取：将测量时指针所标识的读数乘以量程倍率，才是所测之值。测量电阻时注意手不要接触两表笔或被测电阻的金属端，以免引入人体感应电阻，使读数减小，尤其是对于R×10K档测试影响较大。 （7）万用表使用完毕，将转换开关放在交流电压最大挡位，避免损坏仪表。 （8）万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液，腐蚀和损坏万用表内零件，万用表的电池有普通5号（1.5v）和层叠电池（9v）两种。其中9v用于测量10k以上的电阻和判别小电容的漏电情况。 （9）由于万用表的电阻档R×10K采用9V电池，不可检测耐压值很低的元件。 （二)数字万用表 数字万用表，它采用了集成电路模数转换器和数显技术，将被测量的数值直接以数字形式显示出来。数字万用表显示清晰直观，读数正确，与模拟万用表相比，其各项性能指标均有大幅度的提高。 使用方法及注意事项 （1）插孔的选择 数字万用表一般有四个表笔插孔，测量时黑表笔插入COM插孔，红表笔则根据测量需要，插入相应的插孔。测量电压和电阻时，应插入V、Ω插孔；测量电流时注意有两个电流插孔，一个是测量小电流的，一个是测量大电流的，应根据被测电流的大小选择合适的插孔。 （2）测量量程的选择 根据被测量选择合适的量程范围，测直流电压置于DCV量程、交流电压置于ACV量程、直流电流置于DCA量程、交流电流置于ACA量程、电阻置于Ω量程。 ?当数字万用表仅在最高位显示“1”或“－1”时，说明已超过量程，须调整量程。 ?用数字万用表测量电压时，应注意它能够测量的最高电压（交流有效值），以免损坏万用表的内部电路。 ?测量未知电压、电流时，应将功能转换开关先置于高量程挡，然后再逐步调低，直到合适的挡位。 ?测量交流信号时，被测信号波形应是正弦波，频率不能超过仪表的规定值，否则将引起较大的测量误差。 ?测量10欧以下的小电阻时，必须先短接两表笔测出表笔及连线的电阻，然后再测量中减去这一数值，否则误差较大。 （3）与模拟表不同，数字万用表红表笔接内电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。测量二极管时，将功能开关置于“ ”挡，这时的显示值为二极管的正向压降，单位为V。若二极管接反，则显示为“1”. （4）测量晶体管的hfe时，由于工作电压仅为2.8V，测量的只是一个近似值。 （5）测量完毕，应立即关闭电源；若长期不用，则应取出电池，以免漏电。 (三)万用表的测量方法 1.测电阻 （1）测量时电路要先断电， （2）实际测量中选择万用表不同档位测量同一电阻，测的结果会有差别，具体情况具体分析 （3）测量集成电路或晶体管时，由于PN结的作用，需进行正反两次测量。 2.测电压 （1）利用测量元件“压降”的方法检查电路是否正常 （2）测量电压超过24V时，双手一定要拿在表笔的绝缘处，以防触电危险。 3.测电流 （1）直接测量法 （2）间接测量法：测量电路中电阻两端的电压，通过计算求得电流值。 (四)示波器 示波器是利用电子射线的偏转来复现电信号瞬时值图像的一种仪器。不但可以象电压表、电流表、功率表测量信号幅度，也可以象频率计、相位计那测试信号周期、频率和相位；而且还能测试调制信号的参数，估计信号的非线性失真等。 Y通道是由Y轴衰减器和Y轴放大器组成部分的，以适应观察不同幅度的各种电信号。X通道中的扫描电路是一个能连续产生周期性线性电压的锯齿波发生器。为了能在荧光屏上看到一个稳定的待测信号波形，必须使锯齿波电压的周期是待测信号周期的整数倍。图中同步电路的作用就是用来迫使锯齿波电压的周期满足上述要求的。其中“内”同步是利用被测信号强迫同步。而“外”同步则是利用外部所加的电压强迫同。X通道中还有一个外部输入（X输入），有了它可以扩展示波器的功能，观察Y=f（X）的图形。例如测二极管的伏安特性，电机的转矩特性等。 另外还有示波器及电源系统，辅助性调节电路（亮度、聚焦、垂直和水平位移等）以及示波器电源和校正信号等。校正信号发生器是专门用来产生频率和幅度都是固定的连续方波（幅度0.5V，频率1KHz），以校准X轴及Y轴的刻度。 示波器的使用 1.示波器测量电流 测量时需要一个精度高、阻值很小而且是已知的无感电阻器，测得电压后根据欧姆定律换算成实测电流值。 2.示波器测量电压 （1）被测信号频率较低：可采用探头。如果信号幅度较小，用10：1探头灵敏度太低时，可直接用屏蔽线连接示波器Y轴输入端与测试点。 （2）被测信号频率较高：用探头要比用屏蔽线或普通电缆失真小，精度高。但测试距离将受探头电缆长度的限制，其灵敏度将随探头的衰减而有所下降。一般测量高频时可采用同轴电缆。 测交流电压，一般是测量交流电压波形的峰值电压或某两点的电位差值。其测量结果经过计算得出被测两点间的电位差。即用屏面上被测两点之间的垂直偏转距离乘以Y轴偏转灵敏度，即被测两点间的电位差。 测直流电压，所用示波器频响必须是从直流开始。首先调节垂直位移按钮，使扫描线处于某一水平刻度线上作为零电平线，输入被测电压信号，测出扫描线从零电平偏移的垂直距离，即被测直流电压＝垂直偏转距离×Y轴偏转灵敏度×探头衰减系数。 3.示波器测量波形时间 示波器水平扫描开关微调在校准位置时，扫描开关各档的刻度值，表示屏幕上水平刻度所代表的时间值。因此示波器可以直接测得整个波形（或波形的任何部分）。 4.示波器测量频率 可利用时间测量法确定频率。 5.示波器测量相位 用于双踪示波器，在示波器屏幕上同时显示两条光迹，按坐标刻度测量这两条光迹有关点间的距离，将测得的距离换算成相位差。
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