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悠悠lvying
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nellie0223

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一、利用光电传感器测量振动的原理: 振动过程中,需要测量的参数是振幅、频率以及加速度等,图1示出测试方法的一部分。在图1(a)中,重物2悬挂于弹簧1,光源3发出的光线通过光阑4、镜5反射后投至光电器件6。重物2振动时,镜子5也随着振动,因而引起光电器件6上光通量的变化。图1(b)中,光电传感器带有棱镜5与重物2一起振动。若光电器件6上的光通量增大时,另一光电器件6'上的光通量减少,反之亦然。两光电器件接成桥式电路,因而灵敏度和稳定性较好。在图1(c)中的光电传感器有成对的光栅5与5'。光栅5固定不动,光栅5'随着重物2上下振动,因而投射于光电器件6的光通量也随着而变化,它的优点是灵敏度较高,适用于对小位移的测量。 用光电传感器测量振动的原理图 图2(a)示出测量旋转体或旋转轴振动的原理。在轴或旋转体2的旁边安装不动的遮光物3,它的高低可以用螺丝上下移动。旋转体2不动时,它的母线与遮光物3间形成宽为 的缝隙。若旋转体不对称或者偏心,则转动时缝隙的宽度 要变化,因而由光源1发出照射于光电器件4的光通量以及由它产生的光电流也变化,经过放大后由记录器记录或者示波器显示,这样就可以测试出旋转体振动的频率和振幅。 利用缝隙大小变化测量旋转体的振动 为了提高仪器的灵敏度,可以采用两个光电器件。当旋转体振动时使一个光电器件上的电流增大,另一个光电器件上的电流减小,其原理如图 当旋转体4不振动时,光源1发出的光线经过镜2、3反射后至光电器件5、6上的光通量相等。由于电桥这时被调整成平衡,放大器7中无输入信号。当旋转体垂直方向振动时,轴上面的缝隙增大时,下面的缝隙减小(或反之),因此光电器件5、6上的光通量不同,电桥失去平衡,有电压输出,经过放大器7放大后可以由计量器8记录下来。 激光测量高层建筑振动的示意图 图 所示的是用激光束来测定高层建筑风振位移和频率的示意图,整套装置由发射和接收两大部分组成。激光发射部分1放置在建筑物旁的静止地基上,功率为4~1毫瓦,由单模氦氖激光器发出发射角为 弧度的光束,经内调焦发射望远镜2、直角棱镜3反射到建筑物顶部的接收靶4上。接收部分安装在建筑物的顶部,由接收靶4、放大和运算器5、记录和示波器6、等部分组成。接收靶由四块或两块光电池的中间,差动放大无输出。当建筑物因风力等原因振动时,光斑在靶中的位置改变,经放大和运算后就可以由记录器或者示波器显示出它的波形来。 二、利用光栅和示波器测量微小的振动 利用光栅和示波器测量微小振动 图 示出利用光栅和示波器测量微小振动的原理。由光源1发出的光线通过透镜2平行射向光栅3和4,光栅3和4上每一毫米有100条刻线。光栅3固定不动,动光栅4随被测振动体而振动,安装时使光栅3的刻线相对于光栅4的刻线倾斜一微小的角度,它们在平行光照射下形成莫尔条纹。当动光栅4相对于定光栅3垂直于刻线反向移动时,莫尔条纹将向平行于光栅刻线的方向移动。光栅每移动一个光栅节距,莫尔条纹就随着移动一个条纹的宽度。 莫尔条纹的变化由光电器件接收,借助于棱镜和透镜的组合5把各自的视场分别投射于光电器件6、7、8、9,光电器件的布置使它们得到的信号各相差90度,这些信号再经过各自的放大器10、11、12、13放大后加于电子射线管14的垂直偏转板和水平偏转板。设光电器件6、8的信号相位相反,经过放大后,加于水平偏转板;光电器件7、9的信号相位相反,经放大后加于垂直偏转板。当可动光栅4随着被测对象振动时,莫尔条纹的明暗区域不断变化,光电器件得到的照度不断变化,根据示波器李萨如图形的原理,经过放大后,在电子射线管14的屏上呈现出圆弧,圆弧的弧长正比于振动的幅度。当圆弧闭合形成一个圆时,振动的振幅等于光栅的节距。因此如果在射线管的屏幕上预先标出圆弧角,则可以从弧长测知振动幅度的大小。 三、干涉测振法 测量机械振动的干涉装置,可以选用迈克尔逊干涉仪。干涉条纹的光强 可以参考光束和测量光束的光强 和 的合成求得(设不计反射等损耗): 式子中: ψ--参考光束和测量光束之间的相位差; λ--单色光波长; --固定的参考镜和分光棱镜之间的距离; --可动的测量镜与分光棱镜之间的距离; χ--测量物随波测物振动而移动的距离。 若被测物作谐振动,即 代入 得 ,再把 代入 得到干涉条纹光强的变化部分为 。 设光电器件工作在线性区,则输出交变的光电信号为: x与u波形之间的关系 X与u的波形见上图,光电信号u是一个以 为周期的调制波。这是由于光电信号的频率等于干涉条纹明暗变化的频率,有就是说与振动位移的速度成正比。在振动位移的上极限位置 、 …和下极限位置 、 …处,移动速度最小,干涉条纹移动也最慢,瞬时频率最小,光电信号的密度最疏;在振动位移的平衡位置 、 …处,移动速度最快,干涉条纹移动也最快,瞬时频率最高,光电信号的密度最大。 若可动测量镜移动 ,光束来回往返就变化了 ,干涉光亮暗变化一次,即可得一个脉冲。 与 之间的时间为振动周期,振动一个周期相当于 变化 ,因此振动一个周期对应的计数脉冲数 可以如下求出: ,或者由计数器计得的脉冲数 可以求出振动的振幅 : 由于激光的单色性、相干性和波长的稳定性好,所以激光干涉测振仪已经作为各国振动计量的较高基准。 利用激光测振,由于其波长误差很小(< ),所以可以忽略不计。所以测量的精度取决于计数精度。计数精度决定于光电信号的信噪比(是误计的主要因素)和振幅不能被 除尽时的小数部分记数精度。对于后者可以采用若干周期平均的方法来提高。 当振动频率为 时,计数器记取的条纹频率 为: , 令记数频率 与被测振动频率 之比为"频率比 ": , 因此,可以得到被测振幅 与 之间的关系: , 实际测量中,用计数器记取条纹变化频率 时,是由被测振动频率 控制的计数器门电路记取的,所以计数器的显示数便是频率比 ,由已知光源波长 ,便可以求出 。 图(a)为测振仪的原理图,图(b)为测振仪计数器的方框图。 计数器的控制逻辑是:被测谐振动由拾振器转换成电信号,经过放大以及整形器(2)形成振动脉冲,送到受触发器(2)控制的门(2)。当采样脉冲发生器发来一个采样脉冲使触发器(2)翻转而将门(2)分成两路:一路使触发器(1)翻转而将门(1)打开,让干涉条纹光电信号经过放大以及整形器(1),通过门(1)进入计数器,开始计数;另一路到分频器,分频器是根据所要求平均的振动周期数进行动作的。例如采用8个振动周期,就采用9个分频。当第一个振动脉冲将门(1)打开开始计数后,直到第9个振动脉冲进入分频器时,分频器才有一个脉冲输出。这个分频脉冲分别加到触发器(1)和(2),使它们翻转,而将门(1)和(2)同时关掉,是使连续而来的振动脉冲不能再打开门(1),起到了自锁作用。此时,数码管显示一次Rf读数值。当采样脉冲发生器输出下一个脉冲时,一方面使计数器和分频器复零,同时又使门(2)打开,重复上述测量过程。
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oo888888oo

测控技术与仪器专业以光、机、电、计算机一体化为特色,培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强,可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广,具有很强的适应能力和广泛的发展空间,也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作,转行比较容易。  毕业生应获得以下几方面的知识和能力:  具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;  较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;  掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力,具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;  具有较强的外语应用能力;  具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。  主干学科  仪器科学与技术。  主要课程  电工学、电子技术基础、传感器原理及应用、微机原理及应用、控制工程基础、信号与测试系统、智能机械设计、数字化测控技术、精密仪器设计、测控电路设计、智能仪器设计、微机电系统。  实践教学  包括军训、金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

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Angelcat930

测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。她的专业面广,小到制造车间的检测,大到卫星火箭发射的监控。本专业最令人感兴趣的方向恐怕要数光盘生产了,很多同学认为这属于制造业,实际上由于对精度的严格要求,使她归于测控技术与仪器专业。

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月语星纱

这个比较复杂,付费的可以考虑一下

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