第7章机械量的测量.ppt

位移的测量
转速的测量
加速度的测量
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机械量通常包括各种几何量和力学量，如长度、位移、厚度、转矩、转速、 振动和力等。本章主要讨论机组控制中常用的位移、振动和转速三种机械量的测量方法及测量仪表。
机械量测量仪表一般由传感器、测量电路、显示(或记录)器和电源组成, 如图所示。
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机械量测量仪表框图
测量电路包括变换、放大等，把传感器的输出信号转换成电信号；显示单元以模拟形式、数字形式，或以图像形式给出被测量的数值。
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机械量测量仪表可按测量对象和测量原理分类。按测量对象可分为位移测量仪表、厚度测量仪表、转速测量仪表等。按测量原理位移测量仪表可分为电容式、电感式、光电式、超声波式、射线式等。
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各种机械量检测参数可采用的测量原理
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线位移、角位移
位移传感器：位移量的变化—电信号
接触式、非接触式
电感、变压器、电涡流、电容、电位器
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这里讨论的是过程控制中大型转动设备(如汽轮机、压缩机等)轴的位移。汽轮机在启停和运行中，如果转子轴推力轴瓦已烧坏，则转子就要发生前后窜动，因而引起转子轴的轴向位移增大，使汽轮机内部动、静部件间发生摩擦和碰撞，导致大批叶片折断，隔板和叶轮碎裂，造成严重事故。因此，一般汽轮机都设置了轴向位移的监测和保护装置，电涡流传感器的检测探头与转子轴端面保持一定的初始距离。当汽轮机转子轴产生轴向位移时，传感器的输出电压与轴向位移成比例。当位移值超过规定的允许值时，传感器的输出电压可控制报警电路发出报警信号。
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电涡流式传感器属于电感式传感器的一种，是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。
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一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I2，电涡流也将产生一个新磁场H2，H2与H1方向相反，抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。
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一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。
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