完成版質(zhì)心測量方案報(bào)告

1、振動(dòng)篩偏心塊質(zhì)心位置測量?測量方案報(bào)告系別：機(jī)電工程系專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級(jí)：082911小組：第五組 指導(dǎo)老師：王平周先輝i引言在機(jī)械工程領(lǐng)域，質(zhì)心測量是一個(gè)應(yīng)用十分廣泛的測量工程，如 通用汽車的動(dòng)力總成、 汽車總裝質(zhì)心高度的測量，裝甲車輛和車體上 武器系統(tǒng)的質(zhì)心分布，火箭、飛機(jī)等各類飛行器的質(zhì)心測量，振動(dòng)篩 偏心塊質(zhì)心位置測量等，都屬于質(zhì)心測量的范疇。根據(jù)測量原理的不同，質(zhì)量質(zhì)心測量方法通常分為三類：懸掛法、復(fù)擺測量法和質(zhì)量反響法。懸掛法是利用白由懸掛時(shí)質(zhì)心必然通過懸 掛點(diǎn)垂直面的原理來確定質(zhì)心位置的方法，該方法只適用于小型設(shè)備 且精度不高；復(fù)擺測量法是利用復(fù)擺擺動(dòng)原理進(jìn)行測量的方法，通

2、過兩次不同擺幅的擺動(dòng)測量計(jì)算出高度方向質(zhì)心坐標(biāo)， 該方法只能進(jìn)行 裝備高度方向的質(zhì)心坐標(biāo)測量，且試驗(yàn)過程復(fù)雜，試驗(yàn)操作步驟多， 誤差影響環(huán)節(jié)較多，平安性較差；質(zhì)量反響法是利用力矩平衡的原理 進(jìn)行質(zhì)心測量的方法，該方法試驗(yàn)過程相對(duì)簡單，普及率較高。三點(diǎn)支撐法是質(zhì)量反響法的一種，是目前應(yīng)用比擬廣泛的一種質(zhì) 心測量方法， 它通過3個(gè)稱重傳感器支承測試臺(tái)， 通過力矩平衡原理 可同時(shí)對(duì)彈丸的質(zhì)量、質(zhì)心和偏心進(jìn)行測量。該方法結(jié)構(gòu)簡單，測量 方便，測量效率、測量精度高，本次實(shí)訓(xùn)同樣采用三點(diǎn)支撐法來測量 振動(dòng)篩偏心塊質(zhì)心位置。21三點(diǎn)支承法測量原理3個(gè)稱重傳感器支承點(diǎn)以及偏心塊在測試平臺(tái)上的投影如圖1所示，建

3、立坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)為測試平臺(tái)中心。3個(gè)傳感器支承點(diǎn)的坐 標(biāo)位置如圖，分別為SlXl，yi,邑“貝，S3X3,y3。偏心塊質(zhì) 心在o x y中的投影坐標(biāo)為cXc,yc。偏心塊3圖2:主視圖工作臺(tái)力傳感器否力傳感器林4(1 )測質(zhì)量根據(jù)傳感器測得的值可得彈體的重量為:g重力加速度。(2) x向質(zhì)心位置測量裝置在oxy平面中，根據(jù)力矩平衡原理得:改= C/i+兒毛+EW)/G(3 ) y向質(zhì)心位置測量裝置在oxy平面中，根據(jù)力矩平衡得:_ (fiyif?y2f3yyc一2測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:2.1壓力傳感器電路設(shè)計(jì)式中：A傳感器值除去測試臺(tái)重量的凈值；flf252.1.1稱重傳感器介紹稱重傳感器實(shí)

4、際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器茵先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的 平安和使用壽命，乃至整個(gè) 衡器的可靠性和平安性。在稱重傳感器主 要技術(shù)指標(biāo)的根本概念和評(píng)價(jià)方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。分類：稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。電阻應(yīng)變式傳感器利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時(shí)，其上的 應(yīng)變片

5、隨之變形，并導(dǎo)致電阻改變。測量電路測出應(yīng)變片電阻的變化6式顯示出被測物的質(zhì)量。電阻應(yīng)變式傳感器的稱量范圍為300g至數(shù)千kg,計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/10001/10000,結(jié)構(gòu)較簡單，可靠性較好。大局部電子衡器均使用 此傳感器。2.1.2稱重傳感器選擇偏心塊的質(zhì)量在100kg左右，工作臺(tái)設(shè)計(jì)重量為50kg,共重150kgc設(shè)計(jì)中共使用三個(gè)稱重傳感器，每個(gè)傳感器載重約為50kg。由此可選用電阻式傳感器型號(hào)ZEMIC L6E-80KG重量0.1kgj希度要求不重量性1%F.S)滯后1(%F.S)密封等皺1輻出信號(hào)模擬型輸出電阻11iQ)適用范圍1準(zhǔn)破度等疆1溫度孰落s1%F.S或外折.3：平安過我虻爽1

6、(%F.S)電通電壓1(V)工作溫度1fC)始珠電阻偵 g額定容量1、(t)豐疆性1(%F.S)靈敏度溫度系數(shù)1【C等直理度系通1盤入嚏H11(0)推薦避勵(lì)電壓1(V)重堂性1%F S)割量范圍1吧新量范圍80 ikg;靈嫉度1(MV/V)零點(diǎn)錦出1找用施的1過甚至方i希度等輾12.2數(shù)據(jù)采集及分析并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形72.2.1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中白動(dòng)采非電量或者電量信號(hào)，送到上位機(jī)中進(jìn)行分析、處理。數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測試平臺(tái)的測量軟硬件產(chǎn) 品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶白定義的測量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集

7、卡，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集DAQ功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express火線1394、PCMCIA、ISA、Compact Flash、483 232、 以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò)等總線接入個(gè)人計(jì)算機(jī)。2.2.1數(shù)據(jù)處理電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將所測數(shù)據(jù)經(jīng)過串 口送入上位機(jī)計(jì)算機(jī)。用計(jì)算機(jī)對(duì)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可得到三個(gè)傳感 器測得的力的大小f1、f2、f3,然后通過計(jì)算公式可計(jì)算出質(zhì)心位置cxc,yc,并顯示輸出。83誤差分析與補(bǔ)償以上分析可知，質(zhì)量誤差主要來白傳感器測量誤差； 質(zhì)心誤差主 要來白傳感器重量測量誤差、傳感器的定位誤差。傳感器的測量誤差可通過采用高精

8、度傳感器來提高測量精度；傳 感器的定位誤差主要有傳感器的安裝誤差、 傳感器頂點(diǎn)的不確定，其最終都會(huì)使傳感器頂點(diǎn)位置坐標(biāo)產(chǎn)生位置誤差，可通過測量方法的改 進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)償，抵消一定的誤差。文中分析某單一誤差時(shí)都是在假設(shè)其 他誤差為零的情況下進(jìn)行的。3.1質(zhì)量誤差根據(jù)隨機(jī)誤差傳遞公式得重量誤差為:3.2質(zhì)心誤差設(shè)傳感器綜合極限誤差fi(3 )由傳感器測量誤差引起的yc的誤差為:G22(Yi- Y2), f3(Yi- Y3)】2 3 Ifi(Y2- Y2), f3(Y2- Y3)2Lfi(Y3- Yi), f2(Y3- Y2)1二二 2,lf2(XiX2)f3(Xi- X3)1fi(X2X2)3(X2X3)1Lfi(X3- Xi)2(X3- X2)1(2)由定位誤差引起的x的質(zhì)心誤差為:(fiAx2+ f3尺式中:XiX2X3分別為位置誤差。f1f2f3(1 )由傳感器測量誤差引起的x的質(zhì)心誤差為:CT9(4 )由定位誤差引起的誤差為:(fxAy + f2 xAy? + f、)/踞=/G式中：Ay1、|Ay2、Ay3分別為位置誤差。4結(jié)論綜合以上公式推導(dǎo)以及誤差分析