运动量测量技术.ppt

运动量测量技术运动量测量技术 位移测量 速度测量 加速度测量 惯性测量 位移测量运动量是描述物体运动的量,包括位移、速度和加速度。运动量是最基本的量,运动量测量是最基本、最常见的测量,它是许多物理量,如力、压力、温度、振动等测量的前提,也是惯性导航、制导技术的基础。 位移测量方法位移测量包括线位移测量和角位移测量。位移测量的方法多种多样,常用的有下述几种。(1)积分法(2)回波法(3)线位移和角位移相互转换(4)位移传感器法(1)积分法测量运动体的速度或加速度,经过积分或二次积分求得运动体的位移。例如在惯性导航中,就是通过测量载体的加速度,经过二次积分而求得载体的位移。(2)回波法从测量起始点到被测面是一种介质,被测面以后是另一种介质,利用介质分界面对波的反射原理测位移。例如激光测距仪、超声波液位计都是利用分界面对激光、超声波的反射测量位移的。相关测距则是利用相关函数的时延性质,将向某被测物发射信号与经被测物反射的返回信号作相关处理,求得时延τ,从而推算出发射点与被测物之间的距离。(3)线位移和角位移相互转换被测量是线位移时,若测量角位移更方便,则可用间接测量方法,通过测角位移再换算成线位移。同样,被测量是角位移时,也可先测线位移再进行转换。例如汽车的里程表,是通过测量车轮转数再乘以周长而得到汽车的里程的。(4)位移传感器法通过位移传感器,将被测位移量的变化转换成电量(电压、电流、阻抗等)、流量、光通量、磁通量等的变化。位移传感器法是目前应用最广泛的一种方法。一般来说,在进行位移测量时,要充分利用被测对象所在场合和具备的条件来设计、选择测量方法。 常用的位移传感器在很多情况下,位移可以通过位移传感器直接测得。用于线位移测量的传感器的种类很多,较常见的线位移传感器的主要特点及使用性能列于表 中。 常用线位移传感器的性能与特点型式测量范围精确度线性度特点变阻式滑线 1~300 mm ±% ±% 分辨力较高,机械结构不牢固,大位移时在电刷上加杠杆机构变阻器 1~1000 mm ±% ±% 结构牢固,寿命长,分辨力较差,电噪声大电阻应变式不粘贴±% 应变±% ±1% 不牢固粘贴±% 应变± (2~3)% ±1% 牢固,使用方便,需温度补偿和高绝缘电阻半导体±% 应变± (2~3)% 满刻度±2% 输出幅值大,温度灵敏性高电感式差动变压器 ~5 mm ± (1~3)% ±% 分辨力高,寿命长, 后续电路较复杂螺管式 ~100 mn ± (~3)% ±% 测量范围宽,使用方便可靠,寿命长,动态性能较差涡流式±~ ±250 mm ± (1~3)% <3% 结构简单,耐油污、水,被测对象材料, 灵敏度不同,线性范围须重校电容式变面积(10 -3 ~10) mm ±% ±1% 线性范围大,精确度高,受介质常数影响大(温度,湿度) 变间隙(10 -8 ~100) mm % ±1% 分辨力高,非线性较大