中北大学5测试与传感技术的工程应用

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1、中北大学机械工程与自动化学院中北大学机械工程与自动化学院20112011年年3 3月月 1机械工程测试技术机械工程测试技术25.1 5.1 位移、速度、加速度测量技术位移、速度、加速度测量技术5.2 5.2 机械振动测试技术机械振动测试技术5.3 5.3 声学测试技术声学测试技术5.4 5.4 温度测试技术温度测试技术5.5 5.5 应变、压力、流量等的测量应变、压力、流量等的测量5.6 5.6 测试系统的小准测试系统的小准机械工程测试技术机械工程测试技术第第5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用5.1 位移位移、速度、加速度、速度、加速度测量测量技术技术o5.1.1 位移测

2、量位移测量o包括：包括： 线位移线位移测量；测量； 角位移角位移测量。测量。o诸如诸如力、压力、扭矩、速度、加速度力、压力、扭矩、速度、加速度等参数，大都等参数，大都是以位移测量为基础、通过位移是以位移测量为基础、通过位移间接测量间接测量的。的。o位移是位移是向量向量，位移测量既要确定其大小，还应确定，位移测量既要确定其大小，还应确定其方向。其方向。o位移对时间的一次、二次导数，即速度、加速度。位移对时间的一次、二次导数，即速度、加速度。o测量时，应选择恰当的测量时，应选择恰当的测量点、测量方向测量点、测量方向和和测量系测量系统统；其中，；其中，传感器传感器的选择，对测试精度影响很大。的选择，

3、对测试精度影响很大。 3第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1 位移位移、速度、加速度、速度、加速度测量测量技术技术4o5.1.1 位移测量位移测量 1. 滑线电阻式位移传感器滑线电阻式位移传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5 5.1.1 位移测量位移测量 2. 电阻应变式位移传感器电阻应变式位移传感器o当测点位移传递给测杆当测点位移传递给测杆 5后，测杆带动后，测杆带动弹簧弹簧4 伸长，并使悬臂梁伸长，并使悬臂梁1产产 生变形。测点位移生变形。测点位移x， 弹簧位移弹簧位移x1， 悬臂梁悬臂梁1自由端位移自由端位移x2，

4、 x=x1+x2。o悬臂梁的刚度为悬臂梁的刚度为k k1 1，o弹簧刚度为弹簧刚度为k2，o一般取一般取k1/k210，oYWB10型(量程10mm)。6 5.1.1 位移测量位移测量 2. 电阻应变式位移传感器电阻应变式位移传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.1 位移测量位移测量 3. 电感式位移传感器电感式位移传感器 差动变压器差动变压器式位移传感器式位移传感器7第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o说明：说明： 5.1.1 位移的测量位移的测量o3. 电感式位移传感器电感式位移传感器o差动变压器差动变压器式位移传感

5、器式位移传感器8第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.1 位移的测量位移的测量 4. 电容式位移传感器电容式位移传感器o多数采用可变极间距离的多数采用可变极间距离的平板电容器。平板电容器。o结构特别简单，能实现非结构特别简单，能实现非接触式测量，对所测物体接触式测量，对所测物体不施加负载，且灵敏度高，不施加负载，且灵敏度高，分辨力好，能检测分辨力好，能检测0.01m 甚至更小的位移，甚至更小的位移，动态响应性能也好。动态响应性能也好。9第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.1 位移测量位移测量 5.5.光电脉冲编码式光电脉

6、冲编码式位移传感器位移传感器10第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.1 位移测量位移测量 6.6.电涡流式电涡流式回转轴径向运动误差的测量回转轴径向运动误差的测量11第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 特点：特点： 非接触测量；非接触测量； 灵敏度高灵敏度高8mV/8mV/ m m； 测量范围测量范围（0.50.51010）mmmm； 5.1.1 位移测量位移测量7. 位移测量举例位移测量举例 液位测量液位测量12第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 假设：液体介质导电率很小。假设：液体介质导电率很

7、小。 5.1.2 速度速度测量测量 1. 平均速度法平均速度法o适合于测量速度比较平稳的运动物体速度。适合于测量速度比较平稳的运动物体速度。o线圈靶线圈靶 子弹速度测量子弹速度测量 电磁感应原理电磁感应原理 子弹磁化子弹磁化o每组线圈两层，内层直流励磁，外层感应线圈每组线圈两层，内层直流励磁，外层感应线圈o子弹飞过线圈时的磁感应子弹飞过线圈时的磁感应o信号信号e用于启用于启动动脉冲脉冲计计数数。13第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.2 速度速度测量测量 1. 平均速度法平均速度法o天幕靶天幕靶 o子弹速度测量子弹速度测量 光学法光学法o天幕靶是一种光电靶

8、，天幕靶是一种光电靶，以自然光以自然光或人工光或人工光为光为光源。天幕靶对弹丸材料源。天幕靶对弹丸材料没有特殊要求，对弹丸没有特殊要求，对弹丸飞行没有干扰飞行没有干扰。14第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.2 速度速度测量测量 2. 离心式转速计离心式转速计o由于质量块的位移量与由于质量块的位移量与回转轴角速度回转轴角速度 的平方成的平方成正比，因此，刻度盘的正比，因此，刻度盘的刻度是不均匀的。离心刻度是不均匀的。离心式转速计可用于测量式转速计可用于测量o3018000 r/min或或更高的转速，指示精度更高的转速，指示精度可达可达1%。15第第5 5章

9、章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.2 速度速度测量测量 3. 磁电式速度计磁电式速度计o动圈式磁电速度计动圈式磁电速度计o线圈中产生的电动势线圈中产生的电动势与线圈的运动速度成与线圈的运动速度成正比。正比。o测量时，顶杆推动线测量时，顶杆推动线圈在磁场中的运动圈在磁场中的运动。传感器壳体固定在一传感器壳体固定在一个试件上，顶杆顶住个试件上，顶杆顶住另一个试件，两个试另一个试件，两个试件之间的相对运动速件之间的相对运动速度通过传感器转换为度通过传感器转换为相应的电压输出。相应的电压输出。16第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.2

10、速度速度测量测量 4. 光电式转速计光电式转速计o光电式测速方光电式测速方法也是属于计法也是属于计数式测量方法数式测量方法。o在被测转轴上在被测转轴上涂有黑白相间涂有黑白相间的标记，当转的标记，当转轴以某种速度轴以某种速度转动时，根据转动时，根据标记的等分数标记的等分数和单位时间内和单位时间内输出的脉冲数输出的脉冲数即可求出转速。即可求出转速。17第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.3 加速度加速度测量测量 1. 惯性式加速度计惯性式加速度计以待测物体的加速度为以待测物体的加速度为激励，以质量块的相对激励，以质量块的相对位移为响应取拉氏变换位移为响应取拉氏

11、变换18第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.3 加速度加速度测量测量 2. 应变式加速度计应变式加速度计o等强度悬臂梁，质量块等强度悬臂梁，质量块 ，应，应变片，对称差动电桥。变片，对称差动电桥。19第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.3 加速度加速度测量测量 3. 压电加速度计压电加速度计o一种惯性式传感器，一种惯性式传感器，输出电荷与被测加速输出电荷与被测加速度成正比。属于发电度成正比。属于发电型传感器，使用时不型传感器，使用时不需外加供电电源，能需外加供电电源，能直接把振动的机械能直接把振动的机械能转换成电能。转

12、换成电能。o具有体积小，重量轻，具有体积小，重量轻，输出大，固有频率高输出大，固有频率高等突出的优点。等突出的优点。20第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.1.3 加速度加速度测量测量 3. 压电加速度计压电加速度计21第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 结构说明：结构说明：S S弹簧；弹簧；M M质量块；质量块；B B基座；基座；P P压电元件；压电元件；R R夹持环。夹持环。 5.1.3 加速度测量加速度测量 4. 电容式加速度计电容式加速度计22第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 K-BeamK

13、-Beam电容加速度计电容加速度计特点：特点： 接触式接触式用于用于振动测量振动测量； 低频段：低频段：0 0300Hz300Hz； 测量范围测量范围 （0.1mg0.1mg50g50g）；）； 体积小、重量轻（体积小、重量轻（8g8g）。）。 5.2 机械振动测试技术机械振动测试技术o5.2.1 振动测试系统振动测试系统o振动的危害振动的危害 机械设备普遍存在振动现象。机器设机械设备普遍存在振动现象。机器设备的振动是机械故障的主要原因。机械系统的剧烈备的振动是机械故障的主要原因。机械系统的剧烈振动，可能导致加工误差增大、动态应力增加、产振动，可能导致加工误差增大、动态应力增加、产生疲劳裂纹、

14、结构强度下降、设备失灵，其后果严生疲劳裂纹、结构强度下降、设备失灵，其后果严重影响机器设备的工作性能和寿命，甚至使设备破重影响机器设备的工作性能和寿命，甚至使设备破坏，威胁安全生产。同时，强烈的振动噪声损害人坏，威胁安全生产。同时，强烈的振动噪声损害人的健康。的健康。o振动测试的目的振动测试的目的 寻找振源，减小或消除振动；寻找振源，减小或消除振动； 测定结构或部件的动态特性，改进结构设计。测定结构或部件的动态特性，改进结构设计。23第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.2.1 振动测试系统振动测试系统 1.1.压电式振动测试系统压电式振动测试系统o测试振动冲击

15、测试振动冲击加速度加速度或激励力，有时也可以通过或激励力，有时也可以通过 积分网络积分网络在一定的范围内获得振动在一定的范围内获得振动速度和位移速度和位移。o压电式传感器的输出阻抗很高，因此要求电压放大压电式传感器的输出阻抗很高，因此要求电压放大器和电荷放大器的输入阻抗要很高。器和电荷放大器的输入阻抗要很高。o传感器可微型化、集成化、智能化。传感器可微型化、集成化、智能化。24第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.2.1 振动测试系统振动测试系统 2.2.应变式振动测试系统应变式振动测试系统o应变式加速度传感器、位移传感器和力传感器，配应变式加速度传感器、位移传

16、感器和力传感器，配套使用的放大器一般用电阻应变仪。套使用的放大器一般用电阻应变仪。o具有良好的低频特性，测试频率可从具有良好的低频特性，测试频率可从0Hz开始，但开始，但该测试系统的频率上限受到限制。该测试系统的频率上限受到限制。25第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器o1激振方式激振方式o在在测试测试机械设备或机械设备或机械结构机械结构的的振动力学参量或动态振动力学参量或动态特性特性时，需要对被测对象施加一定的外力，让其作时，需要对被测对象施加一定的外力，让其作受迫振动或自由振动，以便获得相应的激励及其响受

17、迫振动或自由振动，以便获得相应的激励及其响应。应。o激振是使被测对象处于受迫振动状态的一种手段。激振是使被测对象处于受迫振动状态的一种手段。o激励方式通常可以分为稳态正弦激振、瞬态激振和激励方式通常可以分为稳态正弦激振、瞬态激振和随机激振三种。随机激振三种。实验实验模态分析模态分析中经常使用中经常使用。26第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 1. 振动的激励方式振动的激励方式 稳态正弦激励稳态正弦激励o稳态正弦激振是最普遍的激振方法。稳态正弦激振是最普遍的激振方法。o工作原理工作原理：对被测对象施加一个稳定的单一频率正弦对被测对象施加一个稳定的单一频率正弦激振力，

18、测定振动响应与正弦力的幅值比与相位差。激振力，测定振动响应与正弦力的幅值比与相位差。o为测得整个频率范围的频率响应，必须使激振的频率为测得整个频率范围的频率响应，必须使激振的频率随时间而变化，这一过程称为扫频。必须采用足够缓随时间而变化，这一过程称为扫频。必须采用足够缓慢的扫描速度，以保证结构处于稳态振动之中，对于慢的扫描速度，以保证结构处于稳态振动之中，对于小阻尼系统，尤其应该注意这一点。小阻尼系统，尤其应该注意这一点。o优点优点：激振功率大，信噪比高激振功率大，信噪比高，测试可靠性也较高；测试可靠性也较高；o缺点缺点：获得足够精度的测试数据，需要获得足够精度的测试数据，需要很长很长的时间。

19、的时间。27 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 1. 振动的激励方式振动的激励方式 瞬态激励瞬态激励o属于宽带激振法，可由激振力和响应的自谱和互谱求属于宽带激振法，可由激振力和响应的自谱和互谱求得系统的频响函数。得系统的频响函数。o快速正弦扫描快速正弦扫描：激振信号频率在扫描周期：激振信号频率在扫描周期 中呈线性中呈线性地增大，但是幅值保持不变。激振函数为如下。地增大，但是幅值保持不变。激振函数为如下。o使用激振器。使用激振器。28 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 1. 振动的激励方式振动的激励方式 瞬态激励瞬态激励o脉冲激振脉冲激振 使用使用

20、力锤力锤敲击敲击试件试件，激振，激振力力接近接近函数，函数，或或近似近似于于半正弦波。锤头垫越硬半正弦波。锤头垫越硬，脉冲脉冲宽度宽度越小，频越小，频率范围越宽率范围越宽。改变锤头配重，调节激振力大小。改变锤头配重，调节激振力大小。29 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 1. 振动的激励方式振动的激励方式 瞬态激励瞬态激励o阶跃激振阶跃激振o阶跃激振属于宽带激振。阶跃激振属于宽带激振。o激振力来自一根刚度大、质量轻的弦。激振力来自一根刚度大、质量轻的弦。 试验时，在激振点处，弦的张力通过力传感器施加在试验时，在激振点处，弦的张力通过力传感器施加在试件上，产生初始变形，然

21、后突然切断张力弦。因此试件上，产生初始变形，然后突然切断张力弦。因此相当于对试件施加了一个负的阶跃激振力。相当于对试件施加了一个负的阶跃激振力。o在建筑结构的振动测试中被普遍应用。在建筑结构的振动测试中被普遍应用。30 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 1. 振动的激励方式振动的激励方式 瞬态激励瞬态激励o随机激振随机激振 o是一种宽带激振方法。一般用白噪声或伪随机信号发是一种宽带激振方法。一般用白噪声或伪随机信号发生器作为信号源，经功率放大后，驱动激振器，再激生器作为信号源，经功率放大后，驱动激振器，再激励式件。与谱分析仪相配合，获得被测对象的频率响励式件。与谱分析仪

22、相配合，获得被测对象的频率响应。应。o优点：可以实现快速甚至实时测试，许多机械或结构优点：可以实现快速甚至实时测试，许多机械或结构在工作时受到的干扰力和动载荷往往具有随机性质，在工作时受到的干扰力和动载荷往往具有随机性质，可用传感器通过分析仪器来实现在线分析。可用传感器通过分析仪器来实现在线分析。o缺点：所用的设备复杂，价格较昂贵。缺点：所用的设备复杂，价格较昂贵。31 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 2.激振器激振器 电动式电动式激振器激振器o功率激振信号输入到线圈功率激振信号输入到线圈6 6，线圈，线圈6 6受到电磁力作用，受到电磁力作用，带动顶杆带动顶杆1212

23、运动，传递运动，传递激振激振力力。32 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 2.激振器激振器 电磁式电磁式激振器激振器o铁芯上绕有铁芯上绕有组直流线圈和一组直流线圈和一组交流线圈，构成了电磁铁。组交流线圈，构成了电磁铁。o工作时，电磁铁与试件组成闭工作时，电磁铁与试件组成闭合的磁回路，气隙中的交变磁合的磁回路，气隙中的交变磁场使试件承受交变的电磁力，场使试件承受交变的电磁力，从而激起试件的振动。从而激起试件的振动。o优点优点：非接触激振，激振力大，：非接触激振，激振力大，工作频率范围宽。工作频率范围宽。o缺点缺点：波形失真大、振幅小。：波形失真大、振幅小。33 5.2.2

24、 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 2.激振器激振器 电液式电液式激振器激振器o由信号发生器提供激振信号，操纵电液伺服阀，控由信号发生器提供激振信号，操纵电液伺服阀，控制油路使活塞做往复运动，再经顶杆去激振试件。制油路使活塞做往复运动，再经顶杆去激振试件。o优点优点：激振力大、行程大且结构紧凑。激振力大、行程大且结构紧凑。o缺点缺点：高频特性差，一般适用于低频高频特性差，一般适用于低频(0100 )激激振。波形差，结构复杂，成本较高。振。波形差，结构复杂，成本较高。34 5.2.2 振动的激励方式与激振器振动的激励方式与激振器 2.激振器激振器 电液式电液式激振器激振器35o现代振

25、动测量中，现代振动测量中，电测法电测法使用最普遍，技术最成熟。使用最普遍，技术最成熟。测试时，先用测振传感器检测振动的位移或速度、测试时，先用测振传感器检测振动的位移或速度、加速度信号并转换为电量。传感器是测试系统的核加速度信号并转换为电量。传感器是测试系统的核心组成部分。心组成部分。o激光具有波长稳定、能量集中、准直性好的优点，激光具有波长稳定、能量集中、准直性好的优点，因此因此，激光测振技术激光测振技术已得到开发，已得到开发，并并应用于某些特应用于某些特定情况下的测振。定情况下的测振。o机械式机械式振动振动测量法测量法，由于响应慢、测量范围有限而由于响应慢、测量范围有限而很少使用。很少使用

26、。36 5.2.3 振动测量方式及测振传感器振动测量方式及测振传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o测振传感器的测振传感器的分类分类：o按测振参数分按测振参数分：位移、速度、加速度传感器。位移、速度、加速度传感器。o按传感器与被测物位置关系分按传感器与被测物位置关系分： 接触式接触式有电阻应变式、电感式、压电式、磁电式；有电阻应变式、电感式、压电式、磁电式； 非接触式非接触式有电容式、电涡流式和光学式等。有电容式、电涡流式和光学式等。o按测试参考坐标分按测试参考坐标分：相对式相对式、绝对式绝对式。 37 5.2.3 振动测量方式及测振传感器振动测量方式及测振

27、传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o相对式相对式测振传感器测振传感器 传感器传感器壳体固定在相对静止的壳体固定在相对静止的物体上，以大地为参考基准，活动的顶杆用弹簧以一物体上，以大地为参考基准，活动的顶杆用弹簧以一定的初压力压紧在振动物体上，顶杆跟随被测振动件定的初压力压紧在振动物体上，顶杆跟随被测振动件一起运动，和测杆相连的变换器将此振动量变为电信一起运动，和测杆相连的变换器将此振动量变为电信号号，测量物体测量物体相对相对于大地的振动于大地的振动。o相对式传感器只能在一定的相对式传感器只能在一定的频率频率和和振幅振幅范围内工作。范围内工作。o电感式位移传

28、感器、磁电式速度传感器、电涡流式位电感式位移传感器、磁电式速度传感器、电涡流式位移传感器等都属于移传感器等都属于相对式测振传感器相对式测振传感器。38 5.2.3 振动测量方式及测振传感器振动测量方式及测振传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o绝对式绝对式测振传感器测振传感器 可简化为图示的力学模型。传可简化为图示的力学模型。传感器壳体紧固在被测振动件上，并同被测件一起振动，感器壳体紧固在被测振动件上，并同被测件一起振动，传感器内惯性系统受被测振动件运动的激励，产生传感器内惯性系统受被测振动件运动的激励，产生同同频率的频率的受迫振动受迫振动响应响应。39 5

29、.2.3 振动测量方式及测振传感器振动测量方式及测振传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o惯性式惯性式位移位移传感器的正确响应条件传感器的正确响应条件o要使惯性式位移传感器要使惯性式位移传感器o输出位移输出位移 能正确地反映能正确地反映o被测振动的被测振动的位移位移量量 ，则，则o必须满足下列条件必须满足下列条件：o=（35）no = 0.60.740 5.2.3 振动测量方式及测振传感器振动测量方式及测振传感器第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o惯性式惯性式加速度加速度传感器的正确响应条件传感器的正确响应条件o要使惯性式位移

30、传要使惯性式位移传o感器输出感器输出量量能正能正确确o地反映被测振动的地反映被测振动的o加速度加速度 ，必须满足，必须满足o下列条件下列条件：op2 ，产生的力矩使A齿轮作逆时针转动，把A与壳体间月牙形容积内的液体排至出口，并带动B轮转动；o在图b的位置， A和B 都产生转矩，继续转动，并逐渐将液体封人B和壳体间的月牙形空腔内；o到达图c位置时，B左侧的压力大于右侧，产生转矩，使B成为主动轮，带动A继续旋转，并将月牙形容积内的液体排至出口。如此继续，椭圆齿轮每转一周，向出口排出四个月牙形容积的液体。测定一定时间间隔内通过的液体总量，便可计算出平均流量。115第第5 5章章 测试与传感技术的工程

31、应用测试与传感技术的工程应用 5.5.3 流量的测量流量的测量 6. 涡街流量计涡街流量计o当流体流过当流体流过非流线型阻挡体非流线型阻挡体时会发生稳定的时会发生稳定的漩涡漩涡， 稳定的漩涡产生频率稳定的漩涡产生频率 f 与漩涡发生体处的流速与漩涡发生体处的流速 v 有确有确定的关系定的关系。测量频率的变化，就可得知流体的流量。测量频率的变化，就可得知流体的流量。 St、K均均为比例系数，为比例系数， d 为特征尺寸。为特征尺寸。o频率测量方法频率测量方法： 微加热热敏电阻，微加热热敏电阻， 旋窝冷却之，检测旋窝冷却之，检测 电桥输出信号频率。电桥输出信号频率。116第第5 5章章 测试与传感

32、技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.5.3 流量的测量流量的测量 7. 电磁流量计电磁流量计o采用采用电磁感应原理，用来测量导电液体的流量。电磁感应原理，用来测量导电液体的流量。o产生均匀磁场的磁路系统产生均匀磁场的磁路系统、用不导磁材料制成的用不导磁材料制成的管道及管道及在管道横截面上的导电电极组成在管道横截面上的导电电极组成测量系统。测量系统。o磁场方向、电极连线及管道轴线三者在空间互相垂直磁场方向、电极连线及管道轴线三者在空间互相垂直117第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 o导电液体流过管道时，导电液体流过管道时，切割磁力线，在和磁切割磁力线，在和

33、磁场及流动方向垂直的场及流动方向垂直的方向上产生感应电动方向上产生感应电动势，其值与被测流体势，其值与被测流体的流速成正比的流速成正比。5.5.3 流量的测量流量的测量 8.超声波超声波流量计流量计o传播速度法传播速度法利用超声波在流体中顺流传播与逆流传播利用超声波在流体中顺流传播与逆流传播的速度变化来测量流体流速。的速度变化来测量流体流速。时间差法时间差法如图如图。o流体静止时的超声波声速为流体静止时的超声波声速为c，超声波从超声波从T1R1和从和从 T2R2 的时间的时间，以及，以及时间差与流速的关系分别时间差与流速的关系分别如图。如图。测得时间差就可知流速。测得时间差就可知流速。118第

34、第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.5.3 流量的测量流量的测量 9.相关相关流量计流量计o运用相关函数理论，通过运用相关函数理论，通过检测流体流动过程中随机检测流体流动过程中随机产生的浓度、速度或是两产生的浓度、速度或是两相流动的密度不规则分布相流动的密度不规则分布而产生的信号，测得流体而产生的信号，测得流体的速度，从而计算流量。的速度，从而计算流量。o两个相同特性的传感器安两个相同特性的传感器安装在被测流体的管道上，装在被测流体的管道上，下游信号下游信号 相对于上游信相对于上游信号有一个时间滞后号有一个时间滞后0。119第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 5.5.3 流量的测量流量的测量 10.流量计的标定流量计的标定o出厂前逐个标定；出厂前逐个标定；用户定期校验；用户定期校验；o方法方法：恒定压力：恒定压力下，测量某个时下，测量某个时间间隔内通过流间间隔内通过流量计的液体的体量计的液体的体积。将计算的流积。将计算的流量与流量计的读量与流量计的读数比较。数比较。120第第5 5章章 测试与传感技术的工程应用测试与传感技术的工程应用 121谢谢！谢谢！