測控技術(shù)與儀器專業(yè)英語課后閱讀翻譯

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第五章課后

Arandomerrorisduetoacontrolled,

largenumberofindependentsmalleffectsthatcannotheidentifiedoritisa

statisticalquantity.Assuch,iteachreplicationoftheobservations.Ifa

largenumberofreadingsis

willvaryforthesamequantity,thescatterofthedataaboutameanvalue

canbeevaluated.

Thescattergenerallyfollowsaguassiandistributionaboutamean

value,which

isassumedtobethetruevalue.

Accuracyisthedeviationoftheoutputfromthecalibrationinputorthe

true

value.Iftheaccuracyofavoltmeteris2%fullscaleasdescribedinthe

precedingsection,themaximumdeviationi^士2unitsforallreadings.

一個隨機(jī)誤差是由于控制,大量的獨(dú)立影響小，不能他發(fā)現(xiàn)或

這是一個統(tǒng)計量。因此，它每個復(fù)制的觀察。如果大量的讀數(shù)是同樣數(shù)量的不同而不

同。散射的數(shù)據(jù)值可以評估。散高斯分布通常遵循關(guān)于意味著value,which被認(rèn)為是真正

的價值。準(zhǔn)確性是偏差的輸出的輸入或真正的校準(zhǔn)價值。如果把電壓表的準(zhǔn)確性2%全面描

述在前面的部分?最大偏差我,士如nits所有閱讀資料。

第五章.NoncontactTemperatureMeasurement

Anyobjectatanytemperatureaboveabsolutezeroradiatesenergy.This

radiationvariesbothinintensityandinspectraldistributionwith

temperature.Hence.temperaturemaybededucedbymeasuringeitherthe

intensityorthespectrumoftheradiation.

Thetotalenergydensityradiatingfromanideal?blackbodyu(moreonthat

later)isgivenbytheStefan-boltzmannlaw?E=6T?whereEisenergydensity

inW/cmz.6IstheStefan-boltzmannconstant(5.6697X10'zW/cmzK")andTis

theabsolutetemperature(K).Inotherwords?thetotalradiatedenergyis

proportionaltothefourthpoweroftheabsolutetemperature.

Allobjects,particularlyidealblackbodyobjects,alsoabsorbincident

radiation.

(Uiventimetoequilibrate,andpresumingtheyareinsulatedfromtheheating

orcooling

effectsofsurroundingairorothermaterials,theywilleventuallyreacha

pointwhere

theyabsorbandradiateenergyatequalrates.Oneconsequenceofthisis

thatifanobject

(atemperaturesensor,forexample)isanidealblackbody,isperfectly

insulated,andis

floodedonitsentiresurfacewithradiationfromaradiatingsource,itwill

eventually

reachanequilibriumsourcesandblackbodycalibrationsourcesare

available).thetemperatureofthesensorisameasureofthetemperatureof

theradiatingobject.

任何物體在任何溫度高于絕對零度的輻射能量。這種輻射無論是在不同強(qiáng)度和在光譜分

布和溫度。因此。通過測量溫度可以推導(dǎo)出要么強(qiáng)度或頻譜的輻射?？偰芰棵芏容椛鋸睦?/p>

想'blackbody”(稍后詳細(xì)介紹)

鑒于法律的Stcfan-boltzmann?E=6T'?E在是能量密度在W/cmz。6Stefan-

boltzmann的常數(shù)(5。6697X10'zW/cmzK")和T是絕對的溫度(K)。換句話

說?總輻射能量是成正比的第四

絕對溫度的力量。All對象。特別是理想黑體對象。也會吸收入射輻射。(Uiven時間一

致。和他們隔絕放肆的加熱或冷卻周圍空氣的影響或其他材料。他們最終會達(dá)到一個臨界

點他們吸收和輻射能量在相同的利率。()東北的后果是,如果一個對象(一個溫度傳感器。

例如)是一種理想的黑體。是完全絕緣。和是在整個表面淹沒與輻射發(fā)射源。它最終將達(dá)

到平衡來源和黑體校正源可用)，溫度傳感器是?個測量輻射的溫度對象。

Aninfraredradiationthermometermaybecreatedinamannersimilartothat

inFigure1theradiatedenergyfromthehot(orcold)objectisfocusedona

temperaturesensor,whosetemperaturethenisindicativeoftheintensityofthe

radiationfallinguponit.Thesensorshouldbesmallandlowmassfor

reasonableresponsetime.Thermistorsofferhighsensitivityforlow

temperaturemeasurementswhilethermocouplesprovidetheoperatingrange

necessaryforhighlevelsofradiatedenergy.Insomedesigns,thesensoris

insulatedfromambientconditionsbyplacingitinavacuum.Thesensor,s

outputisamplified,linearized,andfedtoanoutputindicatororrecorder.

Theopticsareapttobeabitdifferentthanshownindiagram.In

mostapplications.particularlyatlowertemperatures,muchoftheradiationwill

befarinfrared.whichisnotpassedwellbymostglasses.Itmaybepreferable

touseareflectiveconcavemirrortofocustheincomingenergy,ratherthana

lens.Theremayalsobearedorinfraredfilterovertheinlettokeepdown

interferenceduetostrayambientlight.Forhighertemperatureuseitmaybe

necessarytoreducethetotalincomingenergyusingagray

filter,shutter,orotherobstruction.TheStefan-boltzmannlaw.andtheproper

operationofthesethermometers.presumesthattheradiationiscomingfroma

perfectblackbody'radiator,tooversimplify(anditisnotourintentionhere

towhichdoesnotreflectanyradiationwhichmayfalluponit.Allincident

energyisabsorbed.Anon-blackbodyobjectwhichreflectsexternalradiation

willalsoreflectinternallygeneratedradiation,loweringtheamountofenergy

radiatedatanygiventemperature.

紅外輻射溫度計可以創(chuàng)建的方式類似，在圖1的輻射能量從熱(或冷)對象都聚焦在一個

溫度傳感器。其溫度然后表明輻射強(qiáng)度落它。應(yīng)該是小的傳感器和低質(zhì)量為合理的響應(yīng)時

間。熱敏電阻提供高靈敏度低溫度的測量而熱電偶提供必要的工作范圍為高水平的輻射能

量。在一些designs.the傳感器是隔絕外界條件下通過將它放置在真空中。傳感器的

amplified,linearized?y!l|o和美聯(lián)儲到輸出指標(biāo)或錄音機(jī)。光學(xué)往往稍有不同，圖中所

示。在大多數(shù)應(yīng)用程序。特別是在較低的溫度下。大部分的輻射將遠(yuǎn)紅外線。這不是大多

數(shù)眼鏡了。這可能比使用凹面鏡反射來聚焦入射能量。而不是一個鏡頭。也許也是一個

紅色或紅外過濾器在進(jìn)口為了壓制干擾由于流浪環(huán)境光。溫度較高的使用可能需要減少

總傳入的能源使用灰色filter,shutter?；蚱渌枞鸖tefan-boltzmann的法律。和適

當(dāng)?shù)牟僮鬟@些溫度計。是假定輻射是來自一個完美的黑體的散熱器。粗略的(和它不是我

們的這里的意愿,沒有反映出任何輻射可能落在它。所有入射能量被吸收。一個non-

blackbody對象反映外部輻射也將反映出內(nèi)部產(chǎn)生的輻射。降低輻射的能量在任何給定的

溫度。

Anysurfacehasareflectivityandanemissivity.Reflectivity,r,issimply

theratioofreflectedenergytoincidentenergy:aperfectreflectorhasa

reflectivityofone;ablackbody,zero.Emissivity,。，turnsouttobsimplyo

=1-re,fZecl:二：Cyreflectivity.Aperfectblackbodyhasemittedbyanobject

atagiventemperatureisproportionaltoitsemissivity:areflectivityobject

hasemissivity(weexpectmoreheatfromarough,blackradiatorthanfroma

smooth,polishedone).Allthishasaseriousimpactonradiationthermometry.

Aninfraredradiationthermometercalibratedagainstablackbodyradiatorwill

readseriouslylowwhenaimedatareflectiveobject.Mostcommercialradiation

thermometersincludeacontrolallowingtheusertodialintheemissivityof

theobjectbeingmeasured,plusatableoftypicalemissivityvalues.Mist

organicandnonmetalliematerialshaveemissivityvalues.Mostorganicand

nonmetalliematerialshaveemissivitiesbetween0.85and0.95,whilemetals

rangeroughlybetween0.1and0.5(interestingly,bothwhiteandblack

paintshavesimilaremissivitie>一between0.9-attemperaturesupto1000C).

任何表面具有反射率和發(fā)射率。反射率r,是簡單的比率反射入射能量的能量:一個完美

的反射器有一個反射率的;一個黑體，零。輻射率（。其實,b簡單。=1-re,fZecl：-：Cy

反射率。一個完美的黑體物體所發(fā)出了在給定溫度是成正比的輻射率:反射率對象有輻射

率（我們希望更多的熱量從粗糙的、黑色的散熱器比從光滑、磨光的一個）。所有這一切

都有嚴(yán)重影響輻射測溫。紅外輻射對一個黑體溫度計校準(zhǔn)散熱器將認(rèn)真讀書目的時低在反

思對象。大多數(shù)商業(yè)輻射溫度計包括控制允許用戶來定下的熱輻射特性被測對象,再加上

一個表典型的輻射值。霧有機(jī)和非金屬材料有輻射值。大多數(shù)有機(jī)和非金屬材料有

emissivities介于0。85年和年0。95年的時候，金屬范圍大致在0。1和0。5（有趣的是,

兩個白色和黑色顏料也有類似的emissivitie,-between0。9-at溫度可達(dá)1000攝氏

度）。

Variationsinemissivitiycancauseseriouserrors,especiallywithmetal

surfaces.Highlypolishedsurfaceshaveloweremissivitystillfarther.Asan

oxidationorcoatingofthesurfacesraisesemissivitystillfarther.Asan

example,theemissivityofstainlesssteelat8000Ciswhenpolished,0.5when

roughmachined,0.7whenroughmachinedandlightlyoxidizedand0.8to0.9

whenheavilyoxidized.Ifatallpossible,thesurfacetobemeasuredshould

bepainted,oxidized,orotherwisemadeblackandnonreflective.Liquidmetals,a

frequentapplicationforinfraredthermometry,arenotasvariableittheir

emissivity,butmaybeaffectedbylayersofslagontheirsurface.Itisa

goodideatocalibratedtheinfraredreadingbymakingacontacttemperature

measurementor.itthecaseofliquidmetal,byplunginginathermocoupleas

describedintheprevioussection.

Alsoaffectingthereadingsareatmosphericattenuation.Watervapor

stronglyattenuatescertaininfraredwavelengthswhiledustsmoke,and

particulatematterwilattenuatetheradiationbetweenthesourceandthe

sensor.Suchprob1emsareapttobemosttroublesomeinindustrialapplications.

emissivitiy變化可以導(dǎo)致嚴(yán)重的錯誤,尤其是在金屬表面。高度拋光表面發(fā)射率低到更

遠(yuǎn)。作為氧化或涂層表面發(fā)射率的提高到更遠(yuǎn)。作為一個例子，輻射率的不銹鋼鋼鐵8000

C是當(dāng)拋光,0。5當(dāng)粗糙的加工,0。7當(dāng)粗糙的加工和輕氧化,0。8為0。9當(dāng)嚴(yán)重氧化。

如果可能的話，應(yīng)該painted,oxidizedsurfaceto被測量?；蛴闷渌暮谏鸵约胺欠?/p>

射。液態(tài)金屬。一個頻繁的應(yīng)用程序為紅外測溫。不像變量

他們的發(fā)射率。但可能會受層渣在其表面。這是一個好主意對校準(zhǔn)紅外閱讀通過使接觸

or.it溫度測量

此案的液態(tài)金屬。在一個熱電偶大跌之前描述的那樣部分。閱讀資料也影響大氣衰減。

水蒸氣強(qiáng)烈衰減某些波長紅外線雖然灰塵煙。和顆粒物會衰減之間的輻射來源和傳感器。

這類問題是容易的摘要在工業(yè)應(yīng)用中最麻煩的。

Thedependenceofthemeasurementuponemissivitycanbereducebytheuse

otwo-colorpyrometry.Aswasmentionedatthestartofthissection,boththe

intensityandthespectraldistributionoftheradiationvarywithtemperature.

Theradianintensityatanywavelength.幾.isgivenby:

'C｝以

J-----1一，二二一一二二干下尸一一一丁

expl1,｝/入1一1WhereJistheradiantenergy,。istheemissivity,｝isthe

wavelength?andTistheabsolutetemperature(K).Ontheassumptionthat

emissivityisnotafunctionowavelength(thisassumptionisnotentirely

true)theratioofintensitiesattwcwavelengthsbecomes:測量的依賴性在輻射率

可以減少使用o

雙色印鐵測溫。就像前面說過的在這一部分的開始。磁性的強(qiáng)度和光譜分布的輻射隨溫

度?；《?/p>

在任何wavelength.幾強(qiáng)度。給出：'C｝以

T-------二二-----二二干下尸------丁exol1)/入1-1這甲T是輻射能?輻射

率?｝的是￡長?和T是嗎絕對溫度(K)。假設(shè)輻會率不是一個函數(shù)。波長(這種假設(shè)并不

完全正確)的比例在twc公司的強(qiáng)度波長變得:測量的依賴性在輻射率可以減少使用。雙色

印鐵測溫。就像前面說過的在這一部分的開始。磁性的強(qiáng)度和光譜分布的輻射隨溫度?；?/p>

度在任何wavelength.幾強(qiáng)度。給出：'C｝以

J-------,二二----二二干下尸------丁expl1,｝/入1-1這里J是輻射能?.輻射

率?｝的是波長?和T是嗎絕對溫度(K)o假設(shè)輻射率不是一個函數(shù)。波長(這種假設(shè)并不

完全正確)的比例在twc公司的強(qiáng)度波長變得:幾.幾

/巨expCC=/J｝,T>-y

/巨expCC=/J｝二T)一y

大一大

Whichmaybesimplifiedto

=(consl)只exp

大一大

where

cn77s/

(YmsC

(幾:/幾)'

C}(lido一i/j},)

第6章課后習(xí)題

3.Uncertaintyisgenerallystatedasanumber?indicatingthetolerancefrom

thetruevalueofthemeasurand.Thetoleranceisonlyestimated.It

representstheconfidenceleveloftheinvestigatorintheresults.sincethe

truevalueofthemeasurementisunknown,hepurposeofthesensoristoobtain

dimensionalinformationfromtheworkpiece.。不確定性是一般表述數(shù)量表示寬容

的?過熱蒸氣的真實價值。他寬容只是估計T。它代表了信心水平的調(diào)查員在結(jié)果中。自

從的真正價值

測量是未知的。他的目的是獲取維度信息的傳感器從theworkpieceo

4.Itislikeatransducerinmanyinstancesbecauseitconvertsoneenergy

formtoanother.Thisotherenergyformisalwaysanelectricalsignal,since

weareconsideringsensorswhichprovideanelectricalsignaltobeused

asfeedbacktotheprocessormachinecontrol.

它就像一個傳感器在許多情況下，因為它轉(zhuǎn)換為一個能源形式到另一個。這其他能源形

式總是一個電信號。因為我們正在考慮傳感器提供一個電信號作為反饋過程或機(jī)器的控

制。

第六章EddyCurrent(ReadihgMaterial)Theeddycurrentsensorissimilarin

conceptandperformancetothecapacitive

sensor.Itdoeshavesomedifferences?though?thatmaymakeitmore

suitableinsome

applications.Themajordifferencebetweenthetwosensorsistheprinciple

ofoperation.

Theeddycurrentsensorutilizesanelectromagneticfieldasopposedtothe

capacitiveelectricfield.Itistheelectromagneticfieldthatmakesthis

noncontacting

sensormuchlesssensitivetotheeffectofexcitedbyahigh-frequency

alternating-current

source.Theresultantalternatingmagneticfieldemanatingfromthecoil

generateseddy

currentsinthenearsurfaceofthematerialbeinginspected.These

currents,inturn.

createtheirownmagneticfield,whichcouplestothecoil,superimposinga

currenton

thedrivingcurrent.Demodulatingcircuitrydetectsthiscurrent

signal,whichcanbe

calibratedtoderiveadistanceispossiblesincethefieldstrengthsarea

functionofthedistancefromthesensortothetarget.

電渦流傳感器在概念上是類似和性能的電容

傳感器。它有一些差異??但可能更適合在一些

應(yīng)用程序。這兩者之間最大的不同在于傳感器操作的原則。

電渦流傳感器利用電磁場的反對

電容式電場。這是使這noncontacting電磁場

傳感器不太敏感的影響高頻交流電興奮不已

源。由此產(chǎn)生的交變磁場散發(fā)的線圈生成艾迪

電流的近表面的材料被檢查。這些電流。反過來。

創(chuàng)建他們自己的磁場。這夫婦線圈。疊加一個電流

驅(qū)動電流。檢測電流信號的解調(diào)電路?？梢?/p>

校準(zhǔn)中派生出的距離是可能的因為這個領(lǐng)域的優(yōu)勢是一個函數(shù)

距離從傳感器到目標(biāo)。

Progressingrequiredfortheanalogoutputofthistypeofsensoris

identicaltothat

forthecapacitivesensor.ResolutionislimitedbytheA/Dconverter.Spot

size.range.

andstandoffdistancearecomparabletothoseavailableinacapacitive

device.Aconductiveworkpieceisrequiredtosupporttheinducedcurrents.

Concerningspotsize.theeddycurrentprobehaslimitationsintermsofhow

smalla

coil,withenoughturnstogenerateasufficientmagneticfield.canbewound.

Since

fringefieldshaveaneffectontheoutput,theeddycurrentprobeisalso

limitedto

constant-geometrysituationswheretheseerrorscanbedeterminedand

calibratedout.

Sincethisdevicedependsoneddycurrents,whichareanear-surface

phenomenon?there

areothervariablespeculiartothissensorthatmustunderstood.

Thestrengthoftheinducedmagneticfieldisafunctionoftheconditionof

the

material.Becausedifferentmaterialshavedifferentresistivities,the

sensormustbe

calibratedforaspecificmaterial.Inaddition,othermaterial

characteristicssuchas

porosityanddensityaffecttheoutput.Near-surfaceconditionsincluding

defectssuchas

cracksorinclusionsaltertheoutputandmaybeindistinguishablefrom

changesinthe

distancebeingmeasured.Indeed.theprimaryuseofthistypeofsensoris

forsurface

andnear-surfacematerialdefects,towhichitisverysensitive,ijltrasound

Soundwavescanbeutilizebyrangingtoobtaindimensionalinformation.The

configurationofthesensorinvolvesatransmitterofsoundenergyand

receiver.Inmany

casesthetransmitterandreceiverareinthesameunit.Distance

informationisobtained

bymeasuringthetransittimerequiredfortheechothereturn.Sincethe

speedofsound

inthemediumisknown,distancecanbedetermineddirectlyfromtime-of-

flightinformation.

進(jìn)步的模擬輸出所需的這種類型的傳感器是一致的

電容式傳感器的。決議是有限的，由A/D轉(zhuǎn)換器。size,range現(xiàn)貨。

和靶距同電容裝置中可用。一個

導(dǎo)電工件必須支持誘發(fā)的電流。關(guān)于現(xiàn)貨大小。電渦流探測器方面的限制如此小的一段

線圈。有足夠的轉(zhuǎn)向生成足夠的磁場?？梢詡?。自從

邊緣領(lǐng)域影響輸出。電渦流探頭也僅限于

constant-geometry這些錯誤的情況下可以確定和校準(zhǔn)出來。

因為這個設(shè)備取決于渦流。這是一個近地表現(xiàn)象？

其他變量所特有的,這種傳感器，必須理解。

強(qiáng)度的感應(yīng)磁場是一個函數(shù)的狀況

材料。因為不同的材料有不同的電阻率。傳感器必須

校準(zhǔn)，為特定的材料。此外。其他材料等特點

孔隙率和密度影響輸出結(jié)果。近地表條件包括等缺陷

裂縫或包裹體改變輸出和可能與改變

距離被測量。事實上。主要使用這種類型的傳感器是表面的

和近地表材料缺陷。它是非常敏感的。ijltrasound

聲波可以利用測距獲取維度信息。傳感器的配置包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的聲音的能量。在

許多

情況下,發(fā)送器和接收器在同一個單元。距離信息被獲取

通過測量交通所需時間回聲返回。因為聲音的速度

在中是已知的,距離可以直接從tofms決定

信息。

Ultrasonicenergy,whichisbeyondtheaudiblefrequencyrange,isnormally

utilizedsincethewavelengthofaudiblesoundenergyisrelativelylong

comparedwith

theresolutionrequiredformostdimensionalmeasurements.Forhigl:一

resolutionapplications,withmeasurementresolutionsfinerthan0.1in.,a

liquidcouplant(typicallywater)isrequiredbecausethesoundenergyatthe

higherfrequenciesishighly

attenuatedinair.Inaninprocessmeasurementapplication,water-oroil-

basedcutting

fluidscanserveasacouplingmedium.Theworkpieceundermeasurementneed

notbe

immersedasacontinuousstreamofliquidcanadequatelyconveythesound.

Thetransmitter/receiverforanultrasonicsensoristypically

Thecrystalitselfismechanicallydampedinordertoattenuate

apiezoelectriccrystal.

oscillationandavoid

maskingtheweakincomingechoes.Thepulserisafast,higl:,voltageswitch

thatdrives

thetransducerwithashortrisetimepulsethatisconvertedintoa

mechanicalpressure

wave.Thelongitudinalsoundwaveisconveyedbythemediumtothe

target,whereitis

reflectedbacktothetransducer.Thesamecrystaloranidenticalone

convertstheecho

toanelectricalimpulse,whichisamplifiedbyatuned

Atimerisgenerallytriggeredbythepulseunit

amplifier.

anddisabledbyreceiptofthe

incomingecho,Thevalueheldbythetimeristhetimeofflightofthe

soundwave,that

is.thetimeittakesthesoundisconstantforhomogenousmaterialsata

fixedtemperature,thedistancetothetargetcanbedeterminedbymultiplying

thespeedby

thetimeanddividingtheresultbytwotogetasinglepathlength.Digital

counter/

timersarepresentlyutilizedwithultrasonicsensorsandprovidedirect

digitalinformationfortransmissionoverserialorparalleldatalinks.

超聲能量。那是超越聲的頻率范圍內(nèi)。通常是

利用自波長的聲波能源相對比較長相比

該決議要求對大多數(shù)尺寸測量。對于higl：—resolution

應(yīng)用程序。測量分辨率這些比0。1。，液體耦合劑

（通常是水）是有必要的，因為在高頻率的聲音的能量是高度

在空氣中減毒活疫苗。在一個inprocess測量應(yīng)用程序。水油性切削

液體可以作為一個耦合介質(zhì)。在測量工件不需要

作為一個連續(xù)的流浸入液體可以充分表達(dá)的聲音。這個發(fā)射器/接收器進(jìn)行超聲波傳感

器通常是

水晶本身是機(jī)械阻尼為了減弱

壓電晶體。

振蕩和避免

屏蔽弱傳入的回聲。是?個快速的脈沖源。higl:—voltage開關(guān),驅(qū)動器

該傳感器與短脈沖上升時間將被轉(zhuǎn)換成一個機(jī)械壓力

波?？v向聲波是靠中長期目標(biāo)。它在哪里反射回?fù)Q能器。同樣的水晶或等同將呼應(yīng)

電沖動。這是一個調(diào)諧放大了嗎

通常一個計時器觸發(fā)脈沖單元

放大器。

和殘疾的收據(jù)

傳入的回聲。持有價值定時器的飛行時間wave,that的聲音

是?；ㄙM(fèi)的時間聽起來是常數(shù)同質(zhì)材料在一個固定的

溫度。距離目標(biāo)可以確定乘以速度

時間和劃分結(jié)果由兩位得一個路徑長度。數(shù)字計數(shù)器/

計時器是目前利用超聲波傳感器,提供直接的數(shù)字

信息傳輸串行或并行數(shù)據(jù)鏈接。

Thespotsizeofthenoncontactultrasonicsensorisdeterminedbythesize

ofthe

wavefrontofthesoundenergy.Thissizeidinturngovernedbythe

configurationofthe

transducer,whichmayhavealensincorporatedtoittopermitafocusedspot.

Thisspot

sizemayrangefromapproximately0.05to1.0contactingtransducers

discussedhere.

tendstoaveragetheinformationreceivedfromthetarget.

Differentformothersensors,however,thereturningsoundwavesreflected

from

varyingdistancestothetargetintegratedoverthespotsizecausea

dispersionoftheitem

signalwhichmayresultintroubleestablishinganexacttime

reading,especiallyincaseswhereconstantthresholdingcircuitencounters

varyingamplitudesignals.This

problemcanbeovercome.however,whenthegeometryoftheworkpieceisknown

or

whenthesensoriskeptnormaltotheworkpiece.Underthese

circumstances,accuraciesforthistypeofsensorof0.0001to0.001in.can

beachieved.

現(xiàn)場的非接觸式的大小決定了超聲波傳感器的尺寸

波前的聲音的能量。這個尺寸id反過來由配置的

傳感器。這可能有一個鏡頭融入到其中，它允許一個集中位置。這地方

大小可以從大約0。05到1.0聯(lián)系這里討論換能器。

傾向于平均收到的信息從目標(biāo)。

其他sensors,however形式不同。返回的聲波反射

不同距離的目標(biāo)集成在現(xiàn)貨大小造成的分散項目

信號,它可能導(dǎo)致麻煩建立具體時間閱讀。特別的情況下,有一個常數(shù)電路遇到不同幅度

信號的閾值。這此問題是可以克服的。當(dāng)幾何形狀的工件是已知或

當(dāng)傳感器保持正常的工件。在這些circumstances.accuracies

對于這種類型的傳感器為0。0001年到0?？梢赃_(dá)到001英寸。

現(xiàn)場的非接觸式的大小決定了超聲波傳感器的尺寸

波前的聲音的能量。這個尺寸id反過來由配置的

傳感器。這可能有一個鏡頭融入到其中，它允許一個集中位置。這地方

大小可以從大約0。05到1.0聯(lián)系這里討論換能器。

傾向于平均收到的信息從目標(biāo)。

其他sensors,however形式不同。返回的聲波反射

不同距離的目標(biāo)集成在現(xiàn)貨大小造成的分散項目

信號,它可能導(dǎo)致麻煩建立具體時間閱讀。特別的情況下,有一個常數(shù)電路遇到不同幅度

信號的閾值。這此問題是可以克服的。當(dāng)幾何形狀的工件是已知或

當(dāng)傳感器保持正常的工件。在這些circumstances,accuracies

對于這種類型的傳感器為0。0001年到0o可以達(dá)到001英寸。

Standoffdistancesintherangeofafractionofaninchtotensoffeetare

possible

withultrasonictransducers,again,aspreviouslyinferred,withaling

standoffdistance

andalower-frequencysoundwave,resolutionmistbecompromised.Ina

machining

application,accuraciesmentionedinthepreviousparagraphmayberealized

withstandoffdistancesintherangeofafractionofaninchtoseveral

inches.Liketheeddy

currentprobe,theultrasonicsensorhastheaddedbenefitofbeingableto

detectmaterialdefects.Unliketheeddycurrentprobe,however,thissensor's

soundenergy

canpenetratemoredeeplyintothematerialand.byutilizingclevertime

discrimination

oftheresultantechoes,surfacemeasurementsmaybedistinguishedfrom

subsurfaceamaterialdefects,allowingthesensortobeusedforboth

dimensionalmensurationandmaterialintegrityoftheworkpiece.

距離外范圍在不到一英寸到數(shù)萬英尺是可能的

transducers,again超聲波。正如前面推斷。與-■個靈對峙距離

和一個最新的聲波?決議被攻陷的薄霧。在加工

應(yīng)用程序。前項精度可能實現(xiàn)

距離外范圍在不到一英寸到兒英寸。像艾迪

電流探測器。超聲波傳感器的額外的好處還能發(fā)覺

材料的缺陷。與渦流probe.however。這種傳感器的聲音的能量

可以深入到材料和。通過利用巧妙的時間歧視

由此出現(xiàn)的回聲。地面測量可能是區(qū)別于地下

材料的缺陷。允許傳感器用于兩維測定和

材料工件的完整性。

第七章課后

3.Resolutionandaccuracyofthesensoraredeterminedbythequality

requirements

ofthepartitself.Resolutionisthesmallestincrementofdistancethat

thesensor

canresolve.Incaseswherethemachinetoolencodersareusedtoread

location,theresolutionmaybedeterminedbytheencodersthemselves.

傳感器的分辨率和準(zhǔn)確性所決定的質(zhì)量要求

本身的一部分。決議的少量增加距離傳感器

可以解決。下機(jī)床編碼器是用于讀取的位置，

該決議也可能取決于自己的編碼器。

4.Laset*(ReadihgMaterial)Asdiscussedearlier,sensorscanbebrokendown

intofourdivisions:contact,

noncontact,directionandindirect.Noonesensorcanbedescribedasbeing

the

bestoverall,independentofapplication,sincein-processsensingis

heavily

applicationdependent.

Laset"(Readihg材料)，正如前面所討論的，傳感器可以被分成四個部門:接觸，

非接觸、方向和間接的。沒有一個傳感器可以被描述為是

最好最全面的、獨(dú)立的應(yīng)用程序,因為進(jìn)程內(nèi)感應(yīng)嚴(yán)重

依賴于應(yīng)用程序的。

第七章Laset，(ReadihgMaterial)

Severalmeasurementmethodologies,allnoncontact,arepossibleusinglight

sources.Theutilizationoflaserlightsourceshasmadethesemethods

increasingly

sensitiveduetotheintensity,monochromaticity,anddirectionalityofthe

laserbeam.

Thisishappeningwhilethecostoflaserlightsourceisdecreasing.The

twoprimary

approachestobediscussedinthissectionarethelasertriangulatorand

theshadow

technique.

Atraditionaldeviceimprovedbytheuseofalaser,theinterferometer,can

beused

asanextremelyaccuratemeasurementsensor;however,itisnotreally

suitableforon-

machineusebecauseofitshigl:一costrequirementforstabilityanda

secularreflecting

surface.Inaninterferometerconfiguration,thelaserslightbeamisdivided

withabeam

sputterintoameasurementbeamandareferencebeam.Themeasurementbeam

isshone

ontheobject.Thereflectedreturnbeamiscomparedwiththereferencebeam

througha

phasedetector.Sincein-phaselightwavesaddconstructively,the

interferometeractsin

principlelikeanopticalencoderusingthemonochromaticlightbeamasan

encoder

scale.Thisenablesittodeterminerelativemotiontoandfromtheobject

under

measurementbycounting1ight?fringesMcausedbythealternatingbandsfrom

the

constructiveanddestructiveinterference.MultifrequencyandDoppler

techniques?whichdonotcountsuchfringes,permitabsolutemeasurements.

幾種測量方法。所有非接觸。可以使用光

來源。利用激光光源使得這些方法越來越多

由于intensity,monochromaticity敏感。激光束的和方向性。

這正在發(fā)生，而費(fèi)用的激光光源正在減少。這兩個主要

方法本部分中討論激光triangulator和陰影

技術(shù)。

一個傳統(tǒng)的設(shè)備改進(jìn)通過使用激光。干涉儀。可以使用

作為一個十分精確的測量傳感器;然而。它不太適合在——

機(jī)器使用，因為其higl：-cost要求穩(wěn)定和長期的反映

表面。在干涉儀的配置。激光光束除以一束

濺射到測量梁和參考光束。測量光束照射

在對象上。反射的光束返回比參考光通過一個

相位檢測器。自同步光波建設(shè)性地添加。干涉儀的行為

原理像光學(xué)編碼器使用單色光束作為一個編碼器

規(guī)模。這使它來確定相對運(yùn)動和從下的對象

通過計算'fringes測量光的'caused交替的樂隊

建設(shè)性的和破壞性的干擾。多頻和多普勒技術(shù)?

這不算這樣的邊緣。允許絕對測量。

Usingtheinterferometerapproach,practicalresolutionsto0.000001in.

achievablewithastandoffdistanceofafractionofaninchandno

theoreticalupperlimit.

Inreality,intensityofhtlaser,refractionofthelight,andchangesin

thespeedoflight

overlongdistancesthroughthemedium(thelatterduetothermallyinduced

changesin

densityintheprimarymedium,air）limitnthestandofftoseveralfeet.For

reasons

discussedhere.mainlylackofruggednessandsensitivity.thelaser

interferometerhas

notfoundwidespreaduseasanin-processmeasurementsensor.However,

becauseofits

extremeaccuracyandresolution?theinterferometerisbeingutilizedtoset

upand

calibratemachinetoolsandcoordinatemeasuringmachines.Improvementsin

thistechnique.suchasthosemadebyHewlett-packardtoreducethesensitivity

toatmosphericchanges,aremakinginterferometerusagemorewidespread.

Thetwolaser-basedtechniquesthathavebeenappliedsuccessfullyas

sensorsoperateondifferentprinciples,althoughbothusethelaserasalight

source.Thelaser

shadowgaugesensestheblockageofabeamofscannedlight.whereasthe

lasertriangulatormeasuresaspatialshiftinreflectedorscatteredlightto

providea

measurement.Bothtypeofsensorshaveahighdegreeofaccuracywith

reasonablestandoffdistancesandsmallspotsizes.

使用干涉儀的方法。實際的決議為Oo000001年。

達(dá)到靶距的一小部分一英寸,沒有理論上限。

在現(xiàn)實中?強(qiáng)度的激光的ht?折射光?和改變光的速度

遠(yuǎn)距離通過介質(zhì)（后者由于熱引起的變化

在初選medium.air密度）限制n對峙到幾英尺。原因

這里所討論的。主要是缺乏個性和靈敏度。激光干涉儀已經(jīng)沒有找到廣泛用作一個進(jìn)

程內(nèi)測量傳感器。然而，因為它的

極端的準(zhǔn)確度和分辨率?干涉儀是被用來設(shè)置和

校準(zhǔn)機(jī)器工具和坐標(biāo)測量機(jī)等。改善這

技術(shù)。比如那些由惠普降低敏感性

大氣變化。正在使用更為普遍。干涉儀

這兩個激光技術(shù)，已經(jīng)成功應(yīng)用于傳感器

使用不同的原則。雖然兩者都使用激光作為光源。激光

影子判斷感官的封鎖一束光掃描。而激光triangulator措施空間轉(zhuǎn)變散射光反射或提

供

測量。兩種類型的傳感器具有高度的合理的準(zhǔn)確性

距離外和小斑點大小。

Becauseoftheconfigurationofthistypeofsensor,onlyfeatureswhichare

strictlyconvexcanbemeasured.()theyfeaturesmaybeshadowedbythepart

geometryitself,preventingmeasurement.Accuraciesdownto0.00001are

achievablewiththistypeofnoninterferometricsystem.Thefieldofviewof

thesensorislimitedtothesizeofthe

lensesutilized,whichforcommercialunitsmayrangefrom2to6.Iflarger

objectsof

variablesizemustbemeasured,thesensorsmaybeadaptedtoapositioning

system.

Whereobjectsoffixedsizelargerthanthelensesareencountered,a

configurationof

multiplesensorsorsingle