數(shù)控機(jī)床習(xí)題

1、Mechanical Engineering Measurement Technology課后題答案課后題答案 3-1.測試裝置的靜態(tài)特性主要有：測試裝置的靜態(tài)特性主要有：線性度線性度：測試系統(tǒng)定度曲線與理想直線的接近程度。影響測試系統(tǒng)的工作范圍，線性度好工作范圍大。靈敏度靈敏度：穩(wěn)態(tài)情況下，輸出信號的變化量與輸入信號變化之比。表示測試系統(tǒng)對輸入量變化的靈敏度。靈敏度不是越大與好，大了噪聲干擾大，并且測量范圍通常變小。分辨率分辨率：引起測量裝置產(chǎn)生一個可覺察變化的最小的被測量變化值。遲滯誤差遲滯誤差（回程誤差）：是測試裝置在正反行程中輸入輸出曲線的不重合程度。即 式中，hmax是正反行程間，對

2、于同一輸入的最大差值 ,A為滿量程輸出值。max100%HhrA 重復(fù)性誤差：重復(fù)性誤差：是指測試裝置在輸入按同一方向做全量程連續(xù)多次變動時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。一般來說正行程的最大重復(fù)性偏差為 ，反行程的最大重復(fù)性偏差為 ，重復(fù)性誤差取這兩個最大偏差中的較大者，再以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示。即max100%RfsRrymax1Rmax2R3-2. 能夠用一階微分方程表達(dá)的系統(tǒng)叫做一階系統(tǒng)能夠用一階微分方程表達(dá)的系統(tǒng)叫做一階系統(tǒng)。傳遞函數(shù)： 1Y sH sX ssS又稱為一階慣性系統(tǒng)，典型的一階系統(tǒng)：體溫計(jì)又稱為一階慣性系統(tǒng)，典型的一階系統(tǒng)：體溫計(jì)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)一階系統(tǒng)的單位階躍響

3、應(yīng)( )1ty te 當(dāng)當(dāng)t4 系統(tǒng)的輸出接近輸入（誤系統(tǒng)的輸出接近輸入（誤差小于差小于1.8%），）， 越小，一階系統(tǒng)越小，一階系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間越小，響應(yīng)越快。達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間越小，響應(yīng)越快。t1能夠用二階微分方程表示的系統(tǒng)稱為二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：相應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性為相應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)、幅頻特性和相頻特性為典型的二階系統(tǒng)：質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)典型的二階系統(tǒng)：質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)n90 。當(dāng)時(shí)，（ ）=-，與阻尼比無關(guān) 二級系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)02468101200.20.40.60.811.21.41.61.82ntC(t)y(t)t221211( )1sin1

4、tan11ntnyett 1時(shí)不振蕩時(shí)不振蕩2. 阻尼比阻尼比的取值，決定了的取值，決定了階躍響應(yīng)趨階躍響應(yīng)趨于穩(wěn)態(tài)的快慢，于穩(wěn)態(tài)的快慢， 過大或者過小，趨于過大或者過小，趨于穩(wěn)態(tài)的時(shí)間都會過長。為了提高響應(yīng)速穩(wěn)態(tài)的時(shí)間都會過長。為了提高響應(yīng)速度，度， 通常選擇通常選擇0.6-0.8之間之間3. 在在一定的條件，一定的條件， n越大響應(yīng)速度越快越大響應(yīng)速度越快綜上，二階系統(tǒng)的特征參數(shù)為綜上，二階系統(tǒng)的特征參數(shù)為固有頻率固有頻率n和和阻尼比阻尼比，為了提高測試系統(tǒng)的響應(yīng)，為了提高測試系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作頻率范圍，速度和工作頻率范圍，應(yīng)選擇合適的阻尼比應(yīng)選擇合適的阻尼比，提高測試系統(tǒng)的固有頻率，提

5、高測試系統(tǒng)的固有頻率3-3. H()的物理意的物理意義：義： H()明確明確表達(dá)了對系統(tǒng)作表達(dá)了對系統(tǒng)作用不同頻率輸入用不同頻率輸入信號，穩(wěn)態(tài)時(shí)其信號，穩(wěn)態(tài)時(shí)其輸出信號與輸入輸出信號與輸入信號的幅值之比信號的幅值之比和相位之差；表和相位之差；表達(dá)了系統(tǒng)對不同達(dá)了系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的頻率輸入信號的幅值和相位變換幅值和相位變換關(guān)系關(guān)系。同樣是系同樣是系統(tǒng)的固有特性。統(tǒng)的固有特性。 3-9 作頻率為400Hz的正弦力測試時(shí) 2222411nnA22221500500140.1410001000 31. 1 212nnarctg25002 0.14100050011000arctg 6 .10 當(dāng)

6、阻尼比改為 時(shí)7 . 0 222210.97500500140.710001000A 25002 0.710004350011000arctg 即阻尼比變化時(shí)，二階振蕩系統(tǒng)的輸出副值變小，同時(shí)相位角也變化劇烈，相位差變大 4-1金屬電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化。 靈敏度低、穩(wěn)定性好 半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，即單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象。靈敏度高、穩(wěn)定性差。選用：當(dāng)測量結(jié)果較小時(shí)應(yīng)該選用基于壓阻效應(yīng)的半選用：當(dāng)測量結(jié)果較小時(shí)應(yīng)該選用

7、基于壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體應(yīng)變片，當(dāng)測量結(jié)果較大時(shí)應(yīng)選用基于電阻應(yīng)導(dǎo)體應(yīng)變片，當(dāng)測量結(jié)果較大時(shí)應(yīng)選用基于電阻應(yīng)變效應(yīng)的金屬電阻應(yīng)變片變效應(yīng)的金屬電阻應(yīng)變片 4-2 (12)RKR611 0 2K 621000101200.24RKR11.50.0125120UIR21 .50 .0 1 2 4 7 51 2 00 .2 4UIRR 4-3211C2C改為差動后，輸出靈敏度可提高一倍，非線性改為差動后，輸出靈敏度可提高一倍，非線性度改善，測量范圍變大。度改善，測量范圍變大。EwEoutM1M2E21E22I1 4-4AC 4-5、4-6 5-1(12)RKR012()4URRURR0()4UUKK 0

8、(1)4UK 632 (10 .2 8 5)1 0 0 01 01 .9 2 7 54m v相對式傳感器適用于測量結(jié)構(gòu)上兩部件的相對振動，這種相對振動直接反映了結(jié)構(gòu)本身的彈性變形，相對式傳感器只有在作為參考系的外殼固定在靜止物體時(shí)，才能測得絕對振動。因此當(dāng)需要測量結(jié)構(gòu)上某點(diǎn)的絕對振動，而周圍沒有靜止物體時(shí)，只能用慣性式傳感器。又稱為慣性式測振傳感器8-18-2 慣性式位移、速度傳感器幅值不失真的條件是傳感器慣性系統(tǒng)的固有頻率遠(yuǎn)低于被測物體振動的下限頻率，此時(shí)即傳感器輸出信號的相位滯后約為選擇適當(dāng)?shù)淖枘岜龋?抑制w/wn=1處的共振峰， 使幅頻特性平坦部分?jǐn)U展，從而擴(kuò)大傳感器可測的下限頻率。降低

9、傳感器慣性系統(tǒng)的固有頻率， 擴(kuò)展傳感器可測量振動的下限頻率上限頻率理論上是無限的，但實(shí)際上儀器結(jié)構(gòu)和元件的限制，不能太高，而下限頻率受剛度、質(zhì)量的限制也不能太低，因此測量頻率范圍是有限的。/35( )1( )nxA 幅值不失真的條件是傳感器性系統(tǒng)的固有頻率遠(yuǎn)高于被測物體振動的上限頻率，其幅頻特性才近似等于常數(shù)。選擇適當(dāng)?shù)淖枘幔?可以改善w=wn處的幅頻特性，從而擴(kuò)大傳感器可測的上限頻率。 提高傳感器慣性系統(tǒng)的固有頻率， 擴(kuò)大傳感器可測量振動的上限頻率，擴(kuò)展工作頻率范圍。但是靈敏度下降2022 2201/( )1 ( / ) (2 / )nnxAy21/311( )(0)nnnAA 常數(shù)， 稱為

10、靈敏度8-5 為了擴(kuò)展被測頻率的下限，應(yīng)盡量降低慣性式速度傳感器的固有頻率，即加大慣性質(zhì)量、減小彈簧的軸向剛度。因此，裝在芯桿的線圈和阻尼環(huán)共同組成了慣性系統(tǒng)的質(zhì)量元件；彈簧片徑向剛度很大，軸向剛度很小，使慣性系統(tǒng)既可以得到可靠的徑向支承，又能保證有很低的軸向固有頻率；銅制阻尼環(huán)一方面可增加慣性系統(tǒng)質(zhì)量，降低固有頻率， 另一方面又利用閉合銅環(huán)在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生的磁阻尼力使振動系統(tǒng)具有合理的阻尼。 1彈簧彈簧 2殼體殼體 3阻尼環(huán)阻尼環(huán) 4磁鋼磁鋼 5線圈線圈 6芯軸芯軸(12)RKR012()4URRURR0(1)4UK 358 .2 61 02 (10 .3)432 .5 41 01 1382 .01 02 .5 41 05 .0 81 0EP a9-1 9-2 實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償必須滿足以下條件：a、補(bǔ)償板和試件的材料相同；b、工作片、補(bǔ)償片完全相同，c、放在完全相同溫度場中；d、必須接在相臨橋臂上（利用是電橋的加減特