機械工程檢測技術

機械工程檢測技術第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六緒論檢測技術在國民經濟中的地位和作用

科學技術和生產的發(fā)展都離不開測試在機械制造行業(yè)中通過對機床的許多靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)進行在線測試，從而控制加工質量。測試系統(tǒng)的組成：傳感器、信號處理電路、顯示記錄裝置檢測技術發(fā)展概況本課程的學習要求第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六1檢測技術基礎1檢測方法和檢測誤差概述檢測方法：電測法和非電測法、靜態(tài)測量和動態(tài)測量、直接測量間接測量、接觸測量和非接觸測量、等檢測誤差基本概念：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六2、檢測裝置的基本特性檢測裝置檢測出的結果是否符合我們的要求？我們的要求是什么?由輸出結果推導出輸入，就是我們要了解的各種參數(shù)。這個結果對不對？由檢測裝置的特性決定！檢測裝置對其輸入量的影響來決定！理想的檢測裝置具有疊加性、頻率保持性。第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性：靈敏度、線性度、回程誤差檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性：傳遞函數(shù)、頻率響應函數(shù)，幅頻特性、相頻特性不失真檢測的條件：一、測試裝置的幅頻特性為常數(shù)，二、測試裝置的相頻特性是過原點且具有負斜率的直線。常用傳感器構成、分類、選用等第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六第二章幾何量誤差檢測基礎知識：尺寸傳遞：為了進行長度測量，必須確定一個標準的長度單位。米的定義主要采用穩(wěn)頻激光的波長來復現(xiàn)，此法雖精度足夠，但不實用，故必須由量值傳遞系統(tǒng)將基準的量值傳遞到實體計量器具上。這就需用到量塊、線紋尺計量器具的分類：量具、量規(guī)、計量儀器、計量裝置計量器具的技術指標：分度值、測量范圍等第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六零件的幾何量誤差：尺寸誤差、表面形狀誤差、相對位置誤差尺寸誤差的測量：軸徑的檢測：卡尺、千分尺、光滑極限量規(guī)、機械式測微儀、立式光學計；孔徑的檢測：內徑千分尺、光滑極限量規(guī)、內徑百分表；角度的測量：基本方法角度測量的基本方法與器具：角度測量的封閉準則、相對測量、絕對測量、間接測量、小角度測量等。直線度誤差的測量最小區(qū)域法、倆端點連線法第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六圓度誤差的測量：評定最小包容區(qū)法、最小二乘圓法、最小外接圓法、最大內切圓法測量方法：圓度儀測量法、極坐標測量法、直角坐標測量法。同軸度誤差的測量：心軸打表法、光軸法、圓度儀法、徑向圓跳動替代法。跳動誤差的測量它在被測件上沒有具體的幾何特征，而是按測量方法來定義的。第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六跳動誤差的測量方法：徑向圓跳動與徑向全跳動的測量、端面圓跳動與端面全跳動的測量、斜向圓跳動的測量。跳動測量基準的體現(xiàn)方式：用倆頂尖的公共軸線、用V形塊體現(xiàn)、用套筒體現(xiàn)。螺紋精度的測量：綜合測量與單項測量綜合測量時，被檢測螺紋合格的標志是通端量規(guī)能順利地與被檢螺紋在全長上旋合，而止端量規(guī)不能完全旋合或不能旋入。千分尺測量螺紋中徑、量針法測量中徑、用工具顯微鏡測量螺紋各要素。表面粗糙度的測量第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六第三章應變和力的測試在機械工程中，通過對應變和力的測試可以分析與研究零件或結構的受力狀況以及工作狀態(tài)，驗證設計的正確性，確定整機工作過程中的負載情況和某些物理現(xiàn)象的機理。此外，在機械工程中，還經常遇到與應變和力有關的量，如應力、力矩、壓力、功率、剛度等，這些量在測試方法上與應變、力的測試都密切相關，多數(shù)情況下可先將它們轉變成應變或力的測試，然后再換算成力矩、壓力、功率等物理量。第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六應變的測試應變片的工作原理：應變效應，也就是由于變形而引起導電材料電阻發(fā)生變化。金屬應變片：絲式、箔式半導體應變片，壓阻效應測量電橋：直流電橋、交流電橋電橋的和差特性：相鄰邊倆橋臂電阻變化使各自引起的輸出電壓相減；相對邊倆橋臂電阻變化使各自引起的輸出電壓相加。第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六應變片的選擇：最重要的傳感器，應根據(jù)試件的測試要求、應變性質及其試件狀況、實驗環(huán)境等因素進行選擇。應變片的粘貼是應變式傳感器工作成敗的關鍵。試件上的布片與接橋第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六

提高應變測試精度的措施應變測試信號的處理分析第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六一、填空題：（36分）1、一個完整的檢測系統(tǒng)或檢測裝置通常是由

、

、

等部分組成，分別完成

、

、

、

等功能。2、為了實現(xiàn)對一種特定物理量的檢測，需要涉及

、

、

三個要素。3、根據(jù)測量誤差的特征，可將誤差分為三類：

、

、

。4、檢測裝置的基本特性包括

、

。其實是指檢測裝置對其

的影響。5、傳感器是一種以一定和精度將被測量（如

、

、

、

等）轉換為與之有確定對應關系的、易于精確處理和測量的某種物理量（如

）的測量部件或裝置。6、傳感器一般由

、

、

組成。7、分度值是指計量器具標尺上

的量值。第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六8、電橋是

、

、

等參量型傳感器最常用的測量電路。它可以將

、

、

參量的變化轉換成或

或

的變化。9、電橋有

、

、

三種接橋方式。10、測力傳感器主要有

測力傳感器、

測力傳感器、

測力傳感器

測力傳感器等。11、位移檢測常用的傳感器有

、

、

等。12、壓電式加速度傳感器是利用石英晶體或或壓電陶瓷等材料的

，振動時受傳感器中慣性質量塊的慣性力作用，壓電元件上產生的

與振動

成正比。13、常用的機械式轉速計有

和

。14、發(fā)光二級管是一種將

轉變成

的半導體器件。15、常用的壓力傳感器有

、

、

和

。16、熱電偶傳感器的工作原理是基于物體的

。第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六1、應變和力的測量為什么在檢測技術中有廣泛的應用？2、什么叫應變效應？3、電橋的和差特性是什么？4、檢測裝置在進行動態(tài)測試時，實現(xiàn)不失真測試的條件是什么？5、什么叫壓電效應？6、什么叫霍爾效應？7、什么是光或聲的多普勒效應？8、什么是熱電效應？9、扭矩測量的方法一般有哪些？10、什么是靜態(tài)測量？什么是動態(tài)測量？第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六三、假設有一矩形懸臂梁，在其懸空端受垂直力作用下。試問如何貼片，組橋才能得下如下讀數(shù)：①ε②2ε③（1+ν）ε④2（1+ν）ε⑤（1-ν）ε⑥4ε四、一受拉和綜合作用的構件，如圖所示。如何合理布置電阻應變片R1、R2、R3、R4的位置和接橋，使1）只測量拉力F和溫度補償而不受彎矩M的影響。2）只測量彎矩M和溫度補償而不受拉力F的影響。第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六五、試分析測量扭矩時扭力軸上的應變片應如何布片和接橋才能消除軸向力和彎矩的影響？并畫出接線電路圖。第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六力的測試測力傳感器通常是位移型、加速度型或物性型應變式測力傳感器壓電式測力傳感器第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六壓阻式測力傳感器差動變壓器測力傳感器應用實例切削力的測試扭矩的測量力臂型扭矩測量裝置應變式扭矩傳感器數(shù)字相位差式扭矩儀第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六扭矩的測量扭矩是機械量中的一個重要參數(shù)。軸上的扭矩是指作用在軸上的力與其作用線到軸中心的距離的矢量積的總和。扭矩測量方法：反作用力矩測量法、通過測量扭力軸變形扭轉角來測量扭矩的方法、通過測量扭力軸應變來測量扭矩的方法第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六本章小結電阻應變片的工作原理是應變效應。電橋是電阻、電容、電感等參數(shù)型傳感器最常用的測量電路，它可以將電阻、電容、電感參量的變化轉換成電壓或電流的變化。測力傳感器有：應變式測力傳感器、壓電式測力傳感器、壓阻式測力傳感器、差動變壓器式測力傳感器等。扭矩是機械量中一個重要參數(shù)。扭矩測量方法按工作原理可分為兩大類，一類是反作用力