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第5章 长度测量技术课件.ppt

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第5章长度测量技术课件
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1 第五章 长度测量技术 第一节 长度检测概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移与距离测量 第六节 物位检测技术 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 2 形位误差测量是将被测要素和理想要素进行比较 , 从而 用数值描述实际要素与理想要素形状或位置上的差异 。 每个参数的测量过程包括 测量和评定 两个阶段 。 一、形位误差的基本概念 第三节 形位误差测量 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 3 形位误差的分类 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 4 形状误差 形状误差评定时, 理想要素 的位置应符合最小条件 。 最小条件 :是指被测实际要素 对其理想要素的最大变动量 为最小。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 5 第三节 形位误差测量 圆度误差指包容同一正截面实际轮廓且半径差为最小的两 同心圆的距离 fm。 max minmf R R 一、圆度误差定义 : 最大内切圆法: 以内切于实际轮廓 , 且半径为最大的内切圆圆心为理想 圆的圆心 。 最小包容区域法: 理想圆位置符 合最小条件。 判别准则: 由两同心圆包容实际 轮廓时,至少有四个实测点内外 相间的在两个圆周上。 只适用于内圆 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 7 最小外接圆法: 以包容实际轮廓且半 径为最小的外接圆圆 心为理想圆的圆心。 最小二乘圆法: 以实际轮廓上各点至圆 周距离的平方和为最小 的圆的圆心为理想圆的 圆心。 圆度误差的评定结果以最小包容区 域法最小,最小二乘法稍大,其他 两种更大。 只适用于外圆。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 8 圆度误差测量 圆度仪测量法: 将被测零件安置在量仪工作台上,调整其 轴线与量仪回转轴同轴。记录被测零件在回转一周内截面 各点的半径差,绘制出极坐标图,最后评定出圆度误差。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 9 第三节 形位误差测量 二、直线度误差 的测量 直线度误差:包容被测直线实际轮廓 且距离为最小的两平行直线的距离 测量方法: 评定方法:求最小二乘直线,计算各点与直线的 距离 i,直线度误差 S= max min 包容直线 实际线 S 自准直仪法 x y 单测头法 刀口尺法 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 10 第三节 形位误差测量 三、平面度误差 的测量 平面度误差:包容同一正截面实际轮廓 且距离为最小的两平行平面的距离 测量方法: 评定方法:计算最小二乘平面, 计算各点与平面的距离 i, 平面度误差 P= max min 自准直仪法 单测头法 激光干涉法 11 第五章 长度测量技术 第一节 长度检测概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移与距离测量 第六节 物位检测技术 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 12 1、零件表面的形貌: (3)表面粗糙度:零件表面中峰谷的波长和波高之比 小于 50成为表面粗糙度。 (2)表面波纹度:零件表面中峰谷的波长和波高之比 等于 50 1000的不平程度称为波纹度。 会引起零件运转时的振动、噪声 (1)形状误差 :零件表面中峰谷的波长和波高之比 大于 1000的不平程度属于形状误差。 具有微小峰谷,可分为三种情况 : 一、粗糙度的基本概念 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 13 粗糙度定义:表面粗糙度是一种微观的 几何形状误差。 粗糙度特点:量值小(波距 小于 1mm),变化频率高。 对零件性能的影响: 影响零件的耐磨性。 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 影响零件的密封性。 影响零件的外观、测量精度、表面光学性能 影响导电导热性能和胶合强度等 2、粗糙度的定义: 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 14 L F 1 F 2 y = f ( x ) F n G 1 G 2 G m x0 国家标准规定:评定基准为轮廓中线。 包括:最小二乘中线和算术平均中线 基准线 L n L LL L 最小二乘中线:使轮廓上各点至该线的 距离平方和为最小。 评定基准: 评定表面粗糙度的一段参考线。 算术平均中线:将实际轮廓划分上下两部分, 且使上下面积相等的直线 。 3、粗糙度评定基准: 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 15 5/)( 5 1 5 1 i vii piz yyR (1) 轮廓算术平均偏差 Ra: (2) 微观不平度十点高度 Rz: (3) 轮廓最大高度 Ry: ni ia ynR 11 在取样长度内,被测实际轮廓上各点 至中线距离绝对值的平均值 m a xm a x VPY YYR 在取样长度内,被测实际轮廓上 5点最大峰 高平均值与 5点最大谷深平均值的绝对值和 在取样长度内,被测实际轮廓上峰顶 与谷底之间距离 4、粗糙度的评定参数: 评定參数 :通常采用下列參数之一来定量评定表面粗糙度。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 16 1、粗糙度的接触式测量: 工作原理:触针接触被测表面, 移动一段长度(切断长度), 传感器输出位移信号 位移传感器:电感传感器、压电传感器 测量头:导头保持移动方向,近似测量基准 触针获取轮廓信号 触针式轮廓仪: 电感式轮廓仪、压电式轮廓仪、激光干涉式轮廓仪 二、粗糙度的测量方法 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 17 工作原理:激光束聚焦于被测表面, 反射光束至光电探测器, 表面微观轮廓引起离焦, 控制物镜系统重新聚焦, 输出控制信号大小(电流)。 光学轮廓仪 2、粗糙度的非接触式测量: 18 第五章 长度测量技术 第一节 长度检测概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移与距离测量 第六节 物位检测技术 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 19 一、线位移测量 1、接触式线位移测量: (1) 电感位移传感器: 自感式传感器: 原理:位移 线圈电感变化 特点:可靠,非线性严重 范围:测量微位移( <1mm) 互感式传感器(差动变压器): 原理:位移 两线圈互感变化 特点:非线性小 范围:测量大范围位移( <100mm) 0 1 2()U j M M I 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 20 (2) 光栅式位移传感器 工作原理:叠合在一起形成一个小角度, 移动时,形成明暗相间的条纹莫尔条纹 定义:光栅是在玻璃基体上刻有 均匀分布条纹的光学元件。 构成:主光栅(标尺光栅)、指 示光栅、光路系统、光电元件。 特点: 莫尔条纹宽度: WWB )2/s in (2 W=a+b: W-栅距, a-线宽, b-缝宽 精度高:光栅刻线误差的平均效应 范围大:取决于主尺长度 响应快:光电式,适于动态 0 sin(2 / )mu u U xW 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 21 2、非接触式线位移测量: (1) 电容位移传感器: 原理:位移 极板移动 极距变化 电容变化 特点: 范围:测量微位移( <1mm) 0 0 AC初始电容量: 分辨力极高:位移 1nm 动极板质量小,惯性小,动态响应好; 非接触,自身发热和功耗小; 非线性严重 00 CC 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 22 (2) 电涡流位移传感器 原理: 交变电流 I1 传感器线圈 被测导体 交变磁场 H1 电涡流 I2 交变磁场 H2 参数变化 输出信号 线圈与导体距离变化 电感、阻抗、品质因数等变化 --- 输出信号 特点:不受液体、油污、灰尘等介质的影响 测量范围有限:仅适于近距离测试 数百毫米 非线性,精度不高 体积大,功耗高 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 23 (3) 激光位移传感器 原理: 构成:激光器:发射激光束 发射端镜头:准直、汇聚 接收端镜头:成像 接收器:光电转换( CCD, PSD) 特点:测量精度高( 0.03 ),分辨率高 (0.005)。 与被测体无关(软硬、颜色、冷热、材料 ) 量程可达数十厘米。 传感器探头发射出的激光 ,通过特殊的透镜被汇聚成一个直径极小的光 束,此光束被测量表面漫反射到一个分辨率极高的 CCD或 PSD探测器上 , 通过 CCD或 PSD所感应到光束位置的不同,精确测量被测物体位置变化。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 24 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 25 二、距离测量 1、飞行时间测距 激光器 被测目标 2/ctd被测距离 : c --- 光速 t --- 往返飞行时间 原理: 特点:对时间测量精度要求高,适于测量超长距离 激光器发出 单个激光 脉冲, 并返回发射端接收 应用:建筑测绘、桥梁监测、军事探测、野外勘探、天体测量 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 26 2、相位差测距 激光器 被测目标 被测距离 : c-光速 f0- 频率 -相位差 00 42 f ccD 特点:测量精度高, 测量范围大(中短距离) 应用:相机自动对焦 建筑测绘、 军用目标 原理:激光器发出 连续激光 脉冲 返回发射端接收 二、距离测量 27 第五章 长度测量技术 第一节 长度检测概述 第二节 尺寸测量 第三节 形位误差测量 第四节 表面粗糙度测量 第五节 线位移与距离测量 第六节 物位检测技术 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 28 1、 压力式液位计 原理:液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比 (a) 压力表式液位计 g PH 测量开口容 器液位高度 的压力式液 位计 (b)法兰式液位变送器 (隔膜式电容压力传感器 ) 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 29 对于密闭容器中的液位测量,还可用 差压法 进行测量,消除液面上 部气压及气压波动对示值的影响。 差压式液位计 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 30 2. 钢带浮子式液位计 右图为直读式钢带浮子式 液位计,这是一种最简单 的液位计; 浮子做成空心刚体 , 使它 在平衡时能够浮于液面 。 当液位高度发生变化时 , 浮子就会跟随液面上下移 动 。 因此测出浮子的位移 就可知液位变化量 。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 31 3、电容式物位计 R L H L 同心圆柱式电容器 R、 r外电极内径和内电极外径 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 32 3、电容式物位计 大致可分成三种工作方式 棒状电极 导电容器 物料非导电液体 整体绝缘探头 导电容器 物料为导电性液体 变面积型电容器 具有内外电极的管式电极 非金属容器 物料为非导电性液体 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 33 4、超声波物位计 为传播速度vvtH , 2 1 可测量液体及粒状松散 并含有大量气体的被测 材料。 处理同志关系上,搞庸俗关系学,热衷于迎来送往;少数官兵警容不严整,礼节礼貌不周,不分场合胡吹海侃,“出口成脏”;酒后失态,损害警民关系。 34 5、雷达物位计 雷达物位计也采用发射 反射 接收的工作模式。 雷达物位计的天线发射出 电磁波 ,这些波经被测对象表面反射后, 再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比。 D雷达物位计到表面的距离 C光速 T电磁波运行时间 采用一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,使用寿命长; 几乎可以测量所有介质; 采用非接触式测量,不受槽内物体的密度、浓度等物理特性的影响; 测量范围大,最大可达 035m,可用于高温、高压的液位测量。 D=CT/2
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