测量设备及测量方法的制作方法

本技术公开一种测量设备及测量方法，该测量设备包括：多轴式运动装置；感测器，其设于该多轴式运动装置上，以通过该多轴式运动装置调整该感测器的方位，其中，该感测器的扫描限制包含该感测器的可运动范围、该感测器的扫描范围及欲测物件的轮廓的扫描死角；旋转装置，其用以承载固定并旋转欲测物件，以令该感测器测量该旋转装置上的欲测物件；以及数据处理装置，其针对该感测器的扫描限制计算出该感测器的最佳扫描方位，以令该多轴式运动装置调整该感测器至最佳扫描方位。

技术要求

1.一种测量方法，其特征为，该测量方法包括：

将欲测物件固定于测量设备的扫描区，且利用该测量设备的感测器进行第一次旋转扫描

而建立物件坐标系统，并该物件坐标系统建立于该测量设备的数据处理装置中，其中，

该感测器的扫描限制包含该感测器的可运动范围、该感测器的扫描范围及该欲测物件的

轮廓的扫描死角；

分析运算该感测器的最佳扫描方位，其包含：

连结该物件坐标系统与测量坐标系统，其中，该测量设备的设计定义出该测量坐标系

统；

对齐该物件坐标系统与该欲测物件的数值模型坐标系统，其中，该数值模型坐标系统内建于该数据处理装置中；及

计算出该感测器在该数值模型坐标系统的扫描位置及角度，再转换至该测量坐标系统，以调整该感测器在该测量坐标系统的扫描位置及角度；

依据该测量坐标系统的最佳扫描方位的数据调整该感测器的方位，以进行该欲测物件的轮廓测量；

通过该数据处理装置将该轮廓测量数据由该测量坐标系统转换至该物件坐标系统；以及

通过该数据处理装置计算出该欲测物件的特征项目。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征为，该测量设备还包括：

多轴式运动装置，其设置该感测器以调整该感测器的方位；以及

旋转装置，其设于该扫描区上以旋转该欲测物件，使该感测器能测量该旋转装置上的欲测物件。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征为，该旋转装置于旋转该欲测物件时，该感测器会扫描测量出该欲测物件的参考基准面及基准轴，用于建立该物件坐标系统。

4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征为，该多轴式运动装置包含位移组件，以位移该感测器。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征为，该位移组件为机械手臂。

6.根据权利要求4所述的测量方法，其特征为，该位移组件包含两直线轨道及旋转件，该些轨道为不同轴向且能相对移动，且该旋转件设于其中一该轨道上并设置该感测器。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征为，该感测器为光学感测器。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征为，该数据处理装置为电脑。

9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征为，是采用求解最佳化问题的方式计算出该感测器在该数值模型坐标系统的扫描位置及角度。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征为，该求解最佳化问题的方式为基因演算法、模拟退火法或粒子群优化。

11.一种测量设备，其特征为，该测量设备包括：

多轴式运动装置；

感测器，其设于该多轴式运动装置上，以通过该多轴式运动装置调整该感测器的方位，其中，该感测器的扫描限制包含该感测器的可运动范围、该感测器的扫描范围及欲测物件的轮廓的扫描死角；

旋转装置，其供该欲测物件设于其上并用以旋转该欲测物件；以及

数据处理装置，其针对该感测器的扫描限制计算出该感测器的最佳扫描方位，以令该多轴式运动装置调整该感测器至最佳扫描方位。

12.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该旋转装置设于一机台上。

13.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该旋转装置为座体。

14.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该旋转装置设有固定部件，以固定该欲测物件于该旋转装置上。

15.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该多轴式运动装置包含位移组件，以位移该感测器。

16.根据权利要求15所述的测量设备，其特征为，该位移组件为机械手臂。

17.根据权利要求15所述的测量设备，其特征为，该位移组件包含两直线轨道及旋转件，该些轨道为不同轴向且能相对移动，且该旋转件设于其中一该轨道上并设置该感测器。

18.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该感测器为光学感测器。

19.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该数据处理装置为电脑。

20.根据权利要求11所述的测量设备，其特征为，该旋转装置包含杆件，以抵靠该欲测物件并以该杆件的自转而带动该欲测物件旋转。

技术说明书

测量设备及测量方法

技术领域

本技术有关一种测量设备及测量方法，尤其是涉及一种能提升测量精密度的测量设备及测量方法。

背景技术

随着电脑数值控制(Computer Numerical Control，简称CNC)工具机技术蓬勃发展下，加工精度也不断提升，且广泛地应用在精密加工业，但加工物件在基于确保品质一致的目标下，需通过品质管理精度的检测规定。目前仍有部分产品采用人工检测，但人工检测不仅耗时且测量精度有限。因此，市场逐渐导入数字化自动检测的技术。

在现今品质管理的检测中，依产品的需求可反应出许多不同种类的检测特征项目。例如，汽车轮圈需检测的特征项目包含：中心孔径、铝圈直径、节圆直径(Pitch CircleDiameter，简称PCD)、偏转度、平面度、位置度、凸缘厚度等，其中，有些特征项目属于尺寸公差(Dimensioning Tolerance)可直接测量的检定项目。然而，有些特征项目属于具有相依性的几何公差(Geometric Tolerance)的检定项目，因而需要特征之间的相互比较，例如位置度、PCD、偏转度等，故通常需要通过人工检测方法完成品质的确认，例如，以千分表(Micrometer)为工具，且配合各式方式测量物件特征尺寸。

但是，在自动化生产线上，若以传统人工检测方式进行品管，不仅检测精度有限，且费时费工，尤其是精密加工的产品。

因此，在自动化生产线上配置自动检测系统，以增进产品的品管作业的速度，而提升整体产能效率，实为一重要课题。

技术内容

本技术的一实施例提出一种测量设备，包括：多轴式运动装置；感测器，其设于该多轴式运动装置上，以通过该多轴式运动装置调整该感测器的方位，其中，该感测器的扫描限制包含该感测器的可运动范围、该感测器的扫描范围及欲测物件的轮廓的扫描死角；旋转装置，用于供该欲测物件设于其上并用以旋转该欲测物件，以令该感测器测量该旋转装置上的欲测物件；以及数据处理装置，其针对该感测器的扫描限制计算出该感测器的最佳扫描方位，以令该多轴式运动装置调整该感测器至最佳扫描方位。

前述实施例的测量设备中，该旋转装置设于一机台上。

前述实施例的测量设备中，该旋转装置为座体。

前述实施例的测量设备中，该旋转装置设有固定部件，以固定该欲测物件于该旋转装置上。

前述实施例的测量设备中，该多轴式运动装置包含位移组件，以位移该感测器。例如，该位移组件为机械手臂。或者，该位移组件包含两直线轨道及一旋转件，该些轨道为不同轴向且能相对移动，且该旋转件设于其中一该轨道上并设置该感测器。

前述实施例的测量设备中，该感测器为光学感测器。

前述实施例的测量设备中，该数据处理装置为电脑。

前述实施例的测量设备中，该旋转装置包含用以抵靠该欲测物件的杆件，其以其纵轴自转而带动该欲测物件旋转。

本技术的一实施例提出一种测量方法，包括：将欲测物件固定于一测量设备的扫描区，且利用该测量设备的感测器进行第一次旋转扫描而建立一物件坐标系统，且该物件坐标系统并建立于该测量设备的数据处理装置中，其中，该感测器的扫描限制包含：该感测器的可运动范围、该感测器的扫描范围及该欲测物件的轮廓的扫描死角；分析运算该感测器的最佳扫描方位，其包含：连结该物件坐标系统与一测量坐标系统，其中，该测量设备的设计定义出该测量坐标系统；对齐该物件坐标系统与该欲测物件的数值模型坐标系统，其中，该数值模型坐标系统内建于该数据处理装置中；及计算出该感测器在该数值模型坐标系统的扫描位置及角度，再转换至该测量坐标系统，以调整该感测器在该测量坐标系统的扫描位置及角度；依据该测量坐标系统的最佳扫描方位的数据调整该感测器的方位，以进行该欲测物件的轮廓测量；通过该数据处理装置将该轮廓测量数据由该测量坐标系统转换至该物件坐标系统；以及通过该数据处理装置计算出该欲测物件的特征项目。

前述实施例的测量方法中，该测量设备还包括：多轴式运动装置，用于设置该感测器以调整该感测器的方位；以及旋转装置，其设于该扫描区上以旋转该欲测物件，使该感测器能测量该旋转装置上的欲测物件。例如，该旋转装置于旋转该欲测物件时，该感测器会扫描测量出该欲测物件的参考基准面及基准轴，用于建立该物件坐标系统。

此外，该多轴式运动装置包含位移组件，以位移该感测器。例如，该位移组件为机械手臂。或者，该位移组件包含两直线轨道及一旋转件，该些轨道为不同轴向且能相对移动，且该旋转件设于其中一该轨道上并设置该感测器。

前述实施例的测量方法中，该感测器为光学感测器。

前述实施例的测量方法中，该数据处理装置为电脑。

前述实施例的测量方法中，是采用求解最佳化问题的方式计算出该感测器在该数值模型坐标系统的扫描位置及角度。例如，该求解最佳化问题的方式为基因演算法、模拟退火法或粒子群优化。

附图说明

图1为本技术的测量设备的第一实施例的立体示意图；

图1A为图1的局部剖面示意图；

图1B及图1C为图1的局部作动上视图；

图1D及图1E为图1的局部立体示意图；

图1F为图1的感测器于作动时的平面示意图；

图1G及图1H为图1的感测器于作动时的立体示意图；

图2A为本技术的测量设备的第二实施例的立体示意图；

图2B为图2A的另一状态的立体示意图；

图3A为本技术的测量设备的第三实施例的局部立体示意图；

图3B为图3A的另一状态的立体示意图；

图4为本技术的测量方法的流程示意图；

图4A及图4B为本技术的测量设备应用于图4的步骤中的坐标系统的显示图；

图4C为本技术的测量设备应用于图4的调整感测器的位置及角度至最佳或较佳扫描方位的示意图；以及

图5为图4的步骤S3的计算方法的示意图。

符号说明

1,2,3 测量设备

10,30 旋转装置

11 多轴式运动装置

110 支撑架

110a 立柱

12a,12b 感测器

13 数据处理装置

14 固定平台

14a 承载面

15 固定部件150 夹具

16 位移组件

17 第一机械手臂17a,17b 轨道

17c 第一旋转件18 第二机械手臂18a,18b 轨道

18c 第二旋转件20 升降机构

24 输送平台

24a 滚杆

240 开口

30a 杆件

9 欲测物件

9’ 物件轮廓

90 孔洞

A 投影面积

D 深度距离

P 感测范围

R,C 箭头方向

S1～S3 步骤

θ 视角范围。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。

需知，本说明书所附的附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士的了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」「第一」、「第二」及「一」等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本技术可实施的范畴。

图1为本技术的测量设备1的第一实施例的立体示意图。

如图1所示，本技术的测量设备1包括：一旋转装置10、一多轴式运动装置11、多个感测器12a,12b以及一数据处理装置13。

所述的旋转装置10设于一生产线的机台(如固定平台14)的扫描区上，且用以旋转至少一如轮圈的欲测物件9。

在本实施例中，该旋转装置10具有一转轴，其转轴的轴向平行该固定平台14的承载面14a 的垂直轴向(如上下方向或如图1所示的Z轴方向)，使该欲测物件9可相对该垂直轴向旋转。

此外，该旋转装置10可通过升降机构(图略)上、下线性移动(如图1所示的Z轴方向)，且该旋转装置10设有一固定部件15，如图1A所示，以固定该欲测物件9，使该欲测物件9得以该垂直轴向(Z轴方向)作为转轴进行旋转。

又，该固定部件15包含多个夹具150(如图1B所示)及一用来驱动该些夹具150的马达(图略)。例如，该夹具150为铳夹式，其可向外伸展(如图1C所示)以抵靠该欲测物件9的孔洞90(例如，位于该轮圈底面的中心或底面的其它位置)的壁面而卡固该欲测物件9，并可依该欲测物件9的大小移动，以便于固定不同尺寸的欲测物件9。

因此，当该欲测物件9位于该固定平台14对应该旋转装置10的位置上时，该旋转装置10会上升，再通过该固定部件15的马达带动该夹具150以夹持该欲测物件9(如图1C所示的状态)，以便进行检测。待检测结束后，该马达带动该夹具150松开(如图1B所示的状态)该欲测物件9，再令该旋转装置10下降，使该欲测物件9能移至下一个作业区。

另外，该欲测物件9的种类繁多，但本技术是基于测量时的旋转运动，故该欲测物件9的种类特别针对具基准面/基准轴的欲测物件9，也就是针对轴对称性的工件，常见具有中心孔径(central hub)等物件，如轴承(bearing)、刹车盘(brake disc)等，并不限于上述的圆形轮圈(wheel)。

所述的多轴式运动装置11架设于该固定平台14上且于测量时位于该旋转装置10的周围。

在本实施例中，该多轴式运动装置11为龙门状，其包含一可移动地设于该固定平台14上的支撑架110、及一设于该支撑架110上的位移组件16，以令该位移组件16可通过该支撑架110的移动而位于该旋转装置10的上方与左侧(及/或右侧)。

此外，该支撑架110可利用如轨道的位移机构(图略，其配置于该固定平台14的左右两侧边)沿该固定平台14的前后方向(如图1所示的X轴方向)直线移动。

又，该位移组件16包含第一机械手臂17与第二机械手臂18，该第一机械手臂17位于该旋转装置10的上方，且该第二机械手18位于该旋转装置10的左侧。

具体地，如图1D所示，该第一机械手臂17包含二个直线轨道17a,17b及一个第一旋转件17c，其中，该些直线轨道17a,17b为不同轴向(如图所示的Y轴轨道17a与Z轴轨道17b)，且Y轴轨道17a跨设于该支撑架110的两立柱110a上，而该Z轴轨道17b设于该Y轴轨道17a上以相对该支撑架110左右移动并能相对该Y轴轨道17a上下伸缩，该第一旋转件17c设于该Z轴轨道17b的下端部并以Y轴作为转轴进行旋转(如箭头方向R的前后摆动)。

另一方面，如图1E所示，该第二机械手臂18包含二个直线轨道18a,18b及一个第二旋转件18c，其中，该些直线轨道18a,18b为不同轴向(如图所示的Y轴轨道18a与Z轴轨道18b)，且Z轴轨道18b铺设于该支撑架110的其中一立柱110a上，而Y轴轨道18a设于该Z轴轨道18b上以相对该立柱110a下上移动并能相对该Z轴轨道18b左右伸缩，该第二旋转件18c设于该Y 轴轨道18a的左端部并以X轴作为转轴进行旋转(如箭头方向C的左右摆动)。

因此，在进行测量作业时，可先移动该支撑架110以调整其立柱110a的位置，使该第一机械手臂17位于该旋转装置10的上方，再作动该第一与第二机械手臂17,18。

所述的感测器12a,12b分别设于该多轴式运动装置11的第一与第二旋转件17c,18c上，以通过该第一机械手17与第二机械手臂18位移该些感测器12a,12b而调整该些感测器12a,12b的测量方位，使该些感测器12a,12b能有效测量该旋转装置10上的欲测物件9。

在本实施例中，该感测器12a,12b为光学距离感测器(optical distancesensor)，如激光式测量模块，但本技术不限于此。

此外，该感测器12a,12b的扫描限制(constraints)包含该感测器12a,12b的可运动范围、该感测器12a,12b的扫描范围及该欲测物件9的轮廓的扫描死角。具体地，该感测器12a,12b为光学距离感测器，其用于扫描物件表面以测量几何尺寸，但扫描时容易因物件轮廓9’而具有扫描死角(如图1G所示的虚线)，且该感测器12a,12b的规格也具有扫描限制(constraints)，如图1F所示的视角范围θ(View Angle，入射与表面法线夹角限制)、有效感测深度距离

D(Depth Of Field，扫描深度范围限制)等，再加上该感测器12a,12b的可运动范围受限于该多轴式运动装置11，故需克服上述限制条件才可测量取得完整的有效数据，例如，调整该感测器12a,12b的方位以解决该物件轮廓9’的扫描死角的问题(如图1H所示)。

因此，所述的感测器12a,12b的可运动范围为依据该多轴式运动装置11的设计，且所述的感测器12a,12b的扫描范围为依据该感测器12a,12b的种类，而所述的欲测物件9的轮廓的扫描死角为依据该欲测物件9的构造。

此外，考虑该欲测物件9于安装时的姿态上的随机偏差，进而动态调整该感测器12a,12b的位置及姿态，并于固定后，通过旋转该欲测物件9的运动方式进行测量该欲测物件9的轮廓，以进行特征尺寸检测，且更可测量一些特殊的动态特征项目，如动态偏转度公差等。

所述的数据处理装置13用以处理该感测器12a,12b的扫描限制，使该多轴式运动装置11能调整感测器12a,12b至最佳扫描方位。

在本实施例中，该数据处理装置13为控制室电脑或可携式电脑，其包含控制器、运算单元、处理器或已知配备等。

此外，该数据处理装置13以有线式或无线式接收该些感测器12a,12b的相关数据信号，其中，该数据信号包含：该些感测器12a,12b的可运动范围、该些感测器12a,12b的扫描范围及该欲测物件9的轮廓的扫描死角。

又，该数据处理装置13可电连接该多轴式运动装置11，以操控该多轴式运动装置11的运动。

图2A及图2B为本技术的测量设备2的第二实施例的立体示意图。本实施例与第一实施例的差异在于生产线的机台，其它构造大致相同，因而不再赘述相同处。

如图2A所示，该生产线的机台为输送平台24，其输送带由多个滚杆24a平放所构成。

在本实施例中，该输送平台24于对应该旋转装置10的位置处形成开口240，如图2B所示，以令该旋转装置10通过升降机构20上升后可夹固该欲测物件9。

于其它实施例中，该输送平台24的输送带也由如延展性佳的绝缘带状体构成。

图3A及图3B为本技术的测量设备3的第三实施例的立体示意图。本实施例与第二实施例的差异在于旋转装置，其它构造大致相同，因而不再赘述相同处。

如图3A及图3B所示，该旋转装置30包含可左右方向移动的直立杆件30a，以于该欲测物件9位于扫描区时，该些杆件30a由外向内移动以抵靠该欲测物件9而夹固该欲测物件9。

在本实施例中，该旋转装置30的杆件30a的数量为四个，其相互间隔设置并构成矩形轮廓范围，以利于夹固该欲测物件9。

此外，该杆件30a以其纵轴(如上下方向或如图3A所示的Z轴方向)自转而带动该欲测物件9旋转。应可理解地，该杆件30a与该欲测物件9之间的相互运动如同拨转，故两者的间的旋转作动构造可利用齿轮、摩擦力或现有技术等方式设计。

另一方面，在第一至第三实施例中，虽然该测量设备1,2,3设有两个感测器12a,12b，但该些感测器12a,12b为配合该多轴式运动装置11的设计，故应可理解地，该测量设备也可仅设置一个感测器或设置三个以上的感测器，只要能扫描该欲测物件9的上方及侧向即可。

图4为本技术的测量方法的流程图。在本实施例中，该测量方法可利用上述实施例的测量设备1,2或3进行。

待该待测物件(如该欲测物件9)固定于扫描区(如夹固于该旋转装置10,30上)后，取得该待测物件的一物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)，如图4A所示。具体地，利用该支撑架110与该第一机械手臂17，将该感测器12a移动至该旋转装置10,30的转轴处(如中心处)上方，再利用该旋转装置10,30将该欲测物件9旋转一圈并同步利用该感测器12a进行测量扫描以测量出该欲测物件9的参考基准面及基准轴，用于建立该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)于该数据处理装置13中。

接着，分析运算该第二机械手臂18的感测器12b的最佳扫描方位，如图所示的步骤S1至步骤S3，具体如下所述：

步骤S1：连结该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)与一测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)，其中，如图4A 所示，由该测量设备1,2或3的设计定义出该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)。在本实施例中，因该欲测物件9固定于该测量设备1,2或3时会有随机偏差，故需建立该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)与该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)的转换关系。

步骤S2：对齐该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)与该欲测物件9的数值模型(CAD model)坐标系统(Xc,Yc,Zc)，如图4B所示，以建立该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)与该CAD模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)的转换关系。在本实施例中，该CAD模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)内建于该数据处理装置13中。

步骤S3：计算出该感测器12b在该CAD模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)的扫描位置及角度，再转换至该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)，以调整该感测器12b在该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)的扫描位置及角度。

在本实施例中，分析该欲测物件9的曲面以机率方法逼近求解最佳扫描位置及姿态(角度)，也就是采用机率方法(probabilistic technique)逼近求解最佳化问题(Optimization problem)。例如，本步骤S3的最优化演算法(Optimization Algorithms)为基因演算法(Genetic Algorithm，简称GA)，以计算该感测器12b在该CAD模型坐标系统下的最佳扫描位置及角度。于其它实施例中，该最优化演算法也可为模拟退火法(Simulatedannealing，简称SA)、粒子群优化(Particle Swarm Optimization，简称PSO)等，并无特别限制。

此外，如图5所示，应用该基因演算法(GA)的具体实施方式可包含：

初始化(Initialization)：设计每个染色体具有六个基因(包含扫描位置3个参数、姿态角度3个参数)，并定义每个基因的值域范围(即该感测器12a,12b的可运动范围)。

评估(Evaluation)：计算此世代族群的所有染色体(即扫描位置、角度)的适应值(其表示扫描欲测物件曲面所能有效涵盖的范围大小)。

终端判断(termination criteria)，判断整体染色体的适应值优劣，若可通过结束门槛，则所有染色体计算平均值(即扫描位置、角度)作为最佳解；若否，则进入选择(Selection)、复制(Reproduction)、交叉(Crossover)、突变(Mutation)等过程，再重新评估。

又，该感测器12b具有以下扫描限制：该感测器12b的可运动范围；因物件轮廓而可能出现的扫描死角；以及感测器的感测范围或扫描限制，如视角(View Angle)、景深距离(Depth Of Field)等。因此，通过所谓的最优化演算法以求取在测量该欲测物件9的曲面时，可满足最多测量范围的感测器12b的扫描位置及角度，以达成可产生最少无效测量数据的目的。

在完成步骤S3之后，如图4所示，进行第二次旋转扫描测量，通过该第二机械手臂18将该感测器12b调整至最佳或较佳的扫描方位，如图4C所示(该感测器12b的感测范围P可涵盖该欲测物件9的曲面的投影面积A)，再启动该旋转装置10,30，使该些感测器12a,12b进行同步轮廓测量，并以该数据处理装置13处理该些感测器12a,12b的轮廓测量数据，且将该轮廓测量数据由该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)转换至该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)，以将该轮廓测量数据进行特征公差的计算。

最后，该数据处理装置13读取及存储该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)的轮廓测量数据，以计算该欲测物件9的特征精度或特征公差。

因此，本实施例的测量方法配合前述各实施例的测量设备1,2,3，通过该旋转装置10,30及该多轴式运动装置11克服该感测器12a,12b的扫描限制，故使用者将该欲测物件9固定安装至该旋转装置10,30，利用该第一机械手臂17的感测器12a测量该欲测物件9的基准面及基准轴，以计算其此时被固定在空间上的物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)，再连结该测量设备1,2,3的测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)。之后，经由对齐该物件坐标系统(Xo,Yo,Zo)与该模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)，以计算该欲测物件9于该模型坐标系统中的最佳测量角度，即可经由该模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)中的最佳位置及姿态换算后，自动调整该第二机械手臂18的感测器12b 在该测量坐标系统(Xm,Ym,Zm)中的最佳扫描位置及姿态，以进行多个感测器12a,12b的同步测量，用于避免扫描无效测量的问题。

此外，本实施例基于已知该欲测物件9的数值模型(CAD model)，针对欲扫描的特征在克服该感测器12b的扫描限制时，可分析计算出该感测器12b在该模型坐标系统(Xc,Yc,Zc)中的较佳或最佳位置及姿态。

又，应可理解地，本技术的测量方法不限应用于前述各实施例的测量设备1,2,3，特此述明。

由上各实施例可知，本技术的测量设备及测量方法，可通过旋转装置及多轴式运动装置克服感测器的扫描限制，以解决或减少无效测量的问题、解决测量时需反复调整的作业流程及减少人工作业时间等，且能减少因运动所造成的测量误差。

综上所述，本技术的测量设备及测量方法，可应用于自动化生产线上，不仅能提升检测精度，且省时省力，尤其是精密加工的产品。

上述实施例仅用以例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士均可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本技术的权利保护范围，应如权利要求书所列。

机械振动的测量方法

振动的测量方法 摘要 本文主要介绍了振动的测量方法与分类，并简要说明了各测量方法的原理及优缺点，以及在测量过程中所使用的传感器。并且详细的介绍了加速度传感器与磁电式速度传感器的工作原理。简要介绍了振动量测量系统的原理框图 关键词：加速度传感器、振动、磁电式速度传感器

1引言 机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。各种机器、仪器和设备在其运行时，由于诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起力的变化、各部件之间的碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境条件下能量的传递、存储和释放等都会诱发或激励机械振动。 2振动概述 2.1振动测量方法分类 振动测量方法按振动信号转换的方式可分为电测法、机械法和光学法。各测量方法的原理及优缺点见表1. 表1振动测量方法分类 2.2振动测试的内容： 1. 振动基本参数的测量。 测量振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率和相位。其目的是了解被测对象的振动状态、评定振动量级和寻找振源，以及进行监测、诊断和评估。 2. 结构或部件的动态特性测量。 以某种激振力作用在被测件上，对其受迫振动进行测试，以便求得被测对象

的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、阻抗、响应和模态等。这类测试又可分为振动环境模拟试验、机械阻抗试验和频率响应试验等。 2.3振动测量的基本原理与方法 振动检测按测量原理可分为相对式与绝对式(惯性式)两类。振动检测按测量方法可分为接触式与非接触式两类。 2.3.1相对式振动测量 相对式振动测量是将振动变换器安装在被测振动体之外的基础上，它的测头与被测振动体采用接触或非接触的测量。所以它测出的是被测振体相对于参考点的振动量 图1 相对式测振仪的原理 1测量针与笔 2 被测物体 3 走动纸 2.3.2绝对式振动测量 采用弹簧—质量系统的惯性型传感器(或拾振器)，把它固定在振动体上进行测量，所以测出的是被测振动体相对于大地或惯性空间的绝对运动。 图2 绝对式测振仪原理 1质量块 2 弹簧 3 阻尼器 4 壳体机座 5 振动体

完整版机械振动和机械波测试题

简谐运动，关于振子下列说法正确的是（ A. 在a 点时加速度最大，速度最大 B ?在0点时速度最大，位移最大 C ?在b 点时位移最大，回复力最大 D.在b 点时回复力最大，速度最大 5. 一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在0 的振动图象，下列叙述中正确的是（ ） A. 再过1s ，该质点的位移为正的最大值 B ?再过2s ，该质点的瞬时速度为零 C. 再过3s ，该质点的加速度方向竖直向上 D. 再过4s ，该质点加速度最大 6. 一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在 时刻，质点运动的（ ） A.位移相同 B .回复力大小相同 C.速度相同 D .加速度相同 7. 一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移 与时间 如图所示，由图可知（ ） A.质点振动的频率为4 Hz B .质点振动的振幅为2cm C. 在t=3s 时刻，质点的速率最大 D. 在t=4s 时刻，质点所受的合力为零 8. 如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像, 这列波的振幅A 、波长入和x=l 米处质点的速度方向分别为：（ 高二物理选修3-4《机械振动、机械波》试题 一、选择题 1. 关于机械振动和机械波下列叙述正确的是：（ ） A .有机械振动必有机械波 B .有机械波必有机械振动 C .在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D .在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2. 关于单摆下面说法正确的是（ ） A. 摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B. 摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C. 摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D. 摆球经过平衡位置时加速度不为零 3. 两个质量相同的弹簧振子，甲的固有频率是 3f .乙的固有频率是4f ,若它们 均在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动.则（ ） A 、振子甲的振幅较大，振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大.振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大，振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大.振动频率为5f 班级: 姓名: 成绩: 4. 如图所示，水平方向上有一弹簧振子, 0点是其平衡位置，振子在a 和b 之间做 t 的关系 )

机械振动和机械波测试题理科

机械振动和机械波测试 题理科 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

《机械振动和机械波》测试题 班级姓名学号分数 一、单项选择题（每小题中只有一个选项是正确的，每小题3分，共36分） 1．关于简谐运动受力和运动特点的说法，正确的是（） A．回复力实质上就是向心力 B．回复力是指使物体回到平衡位置的力 C．振动物体越接近平衡位置，运动得越快，因而加速度越大 D．回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相同 2．把在赤道调准的摆钟，由赤道移到北京去时，摆钟的振动（） A．变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长 B．变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长 C．变快了，要使它恢复准确，应增加摆长 D．变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长 3．甲物体完成30次全振动的时间内，乙物体恰好完成5次全振动，那么甲乙两物体的振动周期之比和频率之比分别为（） A．1:3，3:1 B．3:1，1:3 C．1:6，6:1 D．6:1，1:6 4．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2，则单摆振动的（） A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅变小 C．频率改变，振幅不变D．频率改变，振幅变小 5．A、B 两个弹簧振子，A的固有频率为2f，B的固有频率为6f，若它们都在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动，则（） A．振子A的振幅较大，振动频率为2f B．振子B的振幅较大，振动频率为6f C．振子A的振幅较大，振动频率为5f D．振子B的振幅较大，振动频率为5f 6．一质点作简谐运动，其位移x随时间t变化的图象如图所示。由图可知，在t＝4s 时，质点的（） A．速度为零，加速度为负的最大值 B．速度为零，加速度为正的最大值 C．速度为负的最大值，加速度为零 D．速度为正的最大值，加速度为零 7．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（） A．如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 B．物体作机械振动，一定产生机械波 C．波的速度即为振源的振动速度 D．波在介质中传播的频率，与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定 8．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且 λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（）A．3:1，1:1 B．1:3，1:4 C．1:1，3:1 D．1:1，1:3 9．一只单摆，在第一个星球表面上的振动周期为T 1 ，在第二个星球表面上的振动周期 为T 2。若这两个星球的质量之比M 1 ∶M 2 = 4∶1，半径之比R 1 ∶R 2 = 2∶1，则T 1 ∶T 2 等于 （ 10. 弹簧振子做简谐运动时，从振子经过某一位置A开始计时，则（）

设备振动标准

“刚性连接”中，相对的连接件之间不得有位移，在大多数的紧固中都是这样的连接。 “挠性连接”中，相对的连接件既有约束或传递动力的关系，又可以有一定程度的相对位移。 如常见的联轴器，刚性联轴器将两个部分用螺栓紧固，这样的安装要求同心度极高，稍有误差，机械就会震动，而且寿命不长。 挠性联轴器就有措施，在联轴器的两部分之间，使用滑块、弹性柱销、木销或万向节等，即传递了动力，也满足了设备的使用要求。 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联 两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。属于刚性联轴器的 有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。其它联轴器都是挠性联轴器了． 企业设备振动故障诊断 相对标准的建立及应用 陈兆虎李兰儒张红 摘要本文结合克拉玛依石化厂实际情况，从安全性、经济性出发，叙述建立适合现代企业设备管理维修的动设备振动故障诊断相对标准的方法，以及相对标准应用效果。 一、设备振动故障诊断标准 1.标准的类型及理论依据 标准有绝对标准和相对标准两大类型。绝对标准就是人们常说的国际标准。各种转动机械的振源主要来自结构设计，制造、安装质量，调试情况和环境本身。振动的存在必然不同程度引起设备自身及其附属管线的结构疲劳和损伤。美国齿轮制造协会(AGMA)提出在低频域(10Hz以下)，以位移作为振动标准；中频域(10Hz～1kHz)，以速度作为振动标准；而高频域(1kHz以上)则以加速度作为标准。 理论已经证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，振动所产生的能量与振动速度的平方成正比，能量传递的结果必然造成磨损或其它缺陷。因此，在振动判断标准中，无论从疲劳损伤还是磨损等缺陷来说，以振动速度标准最为适宜。 )标准mm/s 表1 电动机器振动(v rms

机械振动和机械波历年高考物理试题

<机械振动和机械波>历年高考物理试题 9026.右图是一列简谐波在t=0时的波动图象.波的传播速度为2米／秒,则从t=0到t=2.5秒的时间内,质点M 通过的路程是____________米;位移是________米. 9129.一列简谐波在x 轴上传播,波速为50米／秒.已知t=0时的波形图象如图(1)所示,图中M 处的质点此时正经过平衡位置沿y 轴的正方向运动.将t=0.5秒时的波形图象 画在图(2)上(至少要画出一个波长) 923.a,b 是一条水平的绳上相距为l 的两点.一列简谐横波沿绳传播,其波长等于2l/3.当a 点经过平衡位置向上运动时,b 点 ( ) A. 经过平衡位置向上运动 B. 处于平衡位置上方位移最大处 C. 经过平衡位置向下运动 D. 处于平衡位置下方位移最大处 938.一列沿x 方向传播的横波, 其振 幅为A, 波长为λ, 某一时刻波的图象如图所示, 在该时刻, 某一质点的坐标为(λ,0), 经过四分之一个周期后, 该质点的坐标为 ( ) A. 5λ/4, 0 B. λ, -A C. λ,A D. 5λ/4, A 959.如图, 质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上, B 与弹簧相连, 它们一起在光滑水平面上作简谐振动, 振动过程中A,B 之间无相对运动. 设弹簧的倔强系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时, A,B 间的摩擦力的大小等于 ( ) A. 0 B. kx C. (m/M)kx D. [m/(M+m)]kx 9418. 在xy 平面内有一沿x 轴正方向传播的简谐横 波, 波速为1米/秒, 振幅为4厘米, 频率为2.5赫, 在t=0时刻, P 点位于其平衡位置上方最大位移处, 则距P 为0.2米的Q 点 ( ) A 在0.1秒时的位移是4厘米 图 1 图 2

机械设备振动标准

机械设备振动标准 它是指导我们的状态监测行为的规范 最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。 ?监测点选择、图形标注、现场标注。 ?振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围 ?状态判断标准和报警的设置 1 设备振动测点的选择与标注 1.1监测点选择 测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。 图6-1 监测点选择

图6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图 1.2 振动监测点的标注 （1）卧式机器 这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的(齿轮传动)机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3～6-5。 图6-3 振动监测点的标注 图6-4 振动监测点的标注

图6-5 振动监测点的标注 （2）立式机器 遵循与卧式机器同样的约定。 1.3 现场机器测点标注方法 机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定 振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7至14天；对接近或高于3000转/分的高速旋转设备，应至少每周监测1次。 4）对车间级设备监测，监测周期一般可定为每天1次或每班1次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期。如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修。如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为1天或更短。 3 设备振动监测信息采集 3.1 振动监测参数的选择

机械振动机械波试题(附答案全解)

专题十九、机械振动机械波 1.如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是 答案：C 解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6时沿x轴正、负两方向各传播1.5个波长，能够正确表示t=0.6时波形的图是C。2．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是 (A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力 答案：B 解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B正确。 3．一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(3 4 T ＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的 (A)上方，且向上运动(B)上方，且向下运动 (C)下方，且向上运动(D)下方，且向下运动 答案：B 解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项B正确。 4．在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（）A．2 B．4 C．6 D．8 答案：B 解析：向某一端点每缓慢行进2.5m，他距离两波源的路程差为5m，听到扬声器声音强，缓慢行进10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次，选项B正确。 5. 如图，a. b, c. d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m 一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答

振动测试必须知道的27个基本常识59388

振动测试必须知道的27个基本常识 (2015-12-16 10:52:39) 转载▼ 标签： 杂谈 1、什么是振动 振动是机械系统中运动量（位移，速度和加速度）的振荡现象。 2、振动实验的目的 振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。 3、振动分几种 振动分确定性振动和随机振动两种。 4、什么是正弦振动 能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。 5、正弦振动的目的 正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。 6、正弦振动的试验条件 正弦振动试验的验条件（严酷等级）由振动频率范围、振动量、试验持续时间（次数）共同确定。 7、什么是振动频率范围 振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。例如：试验频率范围5-50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8、什么是频率 频率：每秒振动的次数.单位：Hz。 9、什么是振动量

振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。加速度：表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:g或m/s2速度：在数值上等于单位时间内通过的路程位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10、什么是试验持续时间 振动时间表示整个试验所需时间,次数表示整个试验所需扫频循环次数。 11、什么是扫频循环 扫频循环：在规定的频率范围内往返扫描一次：例如：5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz 扫描到50Hz后再扫描到5Hz。 12、什么是重力加速度 重力加速度：物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。1gn=10m/s2（GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语） 13、扫描方式分几种 线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验。对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min ，对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。 14、什么是扫描速度 扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种：1）oct/min:多少倍频程每分钟。例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。2）min/sweep:多少分钟每次扫频。例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。3）Hz/s:多少Hz每秒。例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。 15、振动试验中有几个方向 除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。一般定义产品长边为X轴向，短边为Y轴向，产品正常摆放上下为Z轴向。 16、什么是交越频率 交越频率：在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交越频率由等位移——频率关系变为等加速度——频率关系时的频率。 17、为什么要共振搜寻 一般待测物上有各种零组件，而每一个不同的零组件，皆有其不同的共振频率，同时会因形状、重量、固定方式不同而在振动发生时产生不同的共振频率及放大

高中物理【机械振动和机械波】专题测试

【机械振动和机械波】专题测试 (满分共100分时间共45分钟) 一、选择题(共12个小题，每小题5分，共60分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．) 1．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是() A．加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡 C．使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率 2．如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是离原点x1＝2 m的一个介质质点，Q是离原点x2＝4 m的一个介质质点，此时离原点x3＝6 m的介质质点刚刚要开始振动．图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)．由此可知() A．这列波的波长λ＝2 m B．图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 C．这列波的传播速度v＝3 m/s D．这列波的波源起振方向为向上 3.一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列正确的是() A．质点的振动频率为4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是30 cm C．在5 s末，速度最大，加速度为零 D．在t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等 4.一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿y轴负方向运动，经过0.1 s第一次到平衡位置，波速为5 m/s，下列说法正确的是() A．该波沿x轴正方向传播 B．Q点的振幅比P点的振幅大

C ．P 点的横坐标为x ＝3 m D ．Q 点(横坐标为x ＝7.5 m 的点)的振动方程为y ＝5cos 5π 3t (cm) 5．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列不正确的是( ) A ．甲、乙两单摆的摆长相等 B ．甲摆的振幅比乙摆大 C ．甲摆的机械能比乙摆大 D ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆 6．水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T ，振幅为A ，则下列正确的是( ) A ．若在时间Δt ＝t 2－t 1内，弹簧的弹力对振子做的功为0，则Δt 一定是T 2的整数倍 B ．若在时间Δt ＝t 2－t 1内，振子运动的位移为0，则Δt 可能小于T 2 C ．若在时间Δt ＝t 2－t 1内，要使振子在t 2时刻速度等于其在t 1时刻速度，则Δt 一定是T 的整数倍 D ．若在时间Δt ＝t 2－t 1内，振子运动的路程为A ，则Δt 不可能小于T 4 7．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波t 时刻的波形图象如图所示，已知该波的周期为T ，a 、b 、c 、d 为沿波传播方向上的四个质点．则下列说法中不正确的是( ) A ．在t ＋T 2时，质点c 的速度达到最大值 B ．在t ＋2T 时，质点d 的加速度达到最大值 C ．从t 到t ＋2T 的时间间隔内，质点d 通过的路程为6 cm D ．t 时刻后，质点b 比质点a 先回到平衡位置 8．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P 点，t ＝0.6 s 时刻，这列波刚好传到Q 点，波形如图中的虚线所示，a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的是( )

振动量的常用测量方法三种

振动量的常用测量方法三种: 1.机械式测量方法：主要用杠杆放大原理或惯性原理加上杠杆放大原理。 2.电测法：将振动参量(位移、速度、加速度)转换成电信号，经电子系统 放大后进行测量记录的方法。 3.光测法：把振动参量转换成光信号，经光学系统放大后，加以测量和记 录。 直接为震动试验提供振动源的设备是激振设备，包括：振动台和激振器两类；有机械式、电动式、电动液压式、压电式。 1.机械式振动台的工作原理: (1)离心式：利用偏心块绕定轴转动，产生离心力。质量为m,偏心 距r的质量块，以角速度3绕0转动，产生离心力 F x F cos t mr 2 cos t 2 F y F sin t mr sin t 为了产生单一方向激振力，将其设计成双轴式结构，即把两偏 心块对称地安装在两轴上，并使偏心块作反向同角速度的旋转。水平 分力相互抵消，只剩下按正弦规律变化的垂直激振力 通常偏心质量块由活动扇形块与固定扇形块构成

的角度，则可以改变激振力值，也就是台面的振幅值。当180时, 离心力为最大，此时激振力为： 当°,台面的振幅不随激振频率改变, 同偏心质量、偏心距成正 F 2mr sin t 振动台的运动方程：My ky F 台面的振幅：A2m r 22 M( 2o) m每组偏心块的质量；r偏心距；M 0 为振台的固有频率； 运动部分的总质量 2mr M (2.)凸轮式振动台: 台面振幅由偏心距r决定：y rsin t ,频率由直流电机的转速决定。为了调节振幅，常用同轴的双凸轮装置。通过调节内外两凸轮的相对位置调节凸轮的偏心距，即调节了振幅。 机械式振动台的特点： 简单、可靠，承载力较大。由于旋转机构的惯性大，所以工作的频率不高，低于50~60H N另外，机件之间存在加工间隙，工作时会引起碰撞，影响台面波形。用于中小型模型试验，也用于对产品作环境实验 2.电磁式振动台： 电磁式振动台是把交变的电量变为交变的机械量的装置。利用带 电导线在磁场里受到安培力的作用，使得导线产生运动的原理制成 F 0.102BLI 10

(完整word版)机械振动和机械波测试题

高二物理选修3-4《机械振动、机械波》试题 班级： 姓名： 成绩： 一、选择题 1．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是：（ ） A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动 C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2.关于单摆下面说法正确的是（ ） A ．摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B ．摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C ．摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D ．摆球经过平衡位置时加速度不为零 3.两个质量相同的弹簧振子，甲的固有频率是3f ．乙的固有频率是4f ，若它们均在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动．则（ ） A 、振子甲的振幅较大，振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大．振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大，振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大．振动频率为5f 4.如图所示，水平方向上有一弹簧振子， O 点是其平衡位置，振子在a 和b 之间做简谐运动，关于振子下列说法正确的是（ ） A ．在a 点时加速度最大，速度最大 B ．在O 点时速度最大，位移最大 C ．在b 点时位移最大，回复力最大 D ．在b 点时回复力最大，速度最大 5．一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在s 40-内 的振动图象，下列叙述中正确的是（ ） A ．再过1s ，该质点的位移为正的最大值 B ．再过2s ，该质点的瞬时速度为零 C ．再过3s ，该质点的加速度方向竖直向上 D ．再过4s ，该质点加速度最大 6．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t 1和t 2 时刻，质点运动的（ ） A ．位移相同 B ．回复力大小相同 C ．速度相同 D ．加速度相同 7．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x 与时间t 的关系 如图所示，由图可知（ ） A ．质点振动的频率为4Hz B ．质点振动的振幅为2cm C ．在t=3s 时刻，质点的速率最大 D ．在t=4s 时刻，质点所受的合力为零 8．如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分别为：（ ） 4 cm x /s t /x t 1t 2 t 00 x 0 -cm x /s t /02-1352 4

机械振动和机械波专题测试

2011高考物理二轮复习机械振动和机械波专题测试 1．同一个弹簧振子，使它分别在光滑水平面上，竖直方向上，光滑的斜面上以相同的振幅 作简谐振动，则： （D ） （A ） 它们的频率不同。 （B ） 通过平衡位置时的动能不同。 （C ） 到达平衡位置时弹簧形变相同。 （D ） 它们的周期相同。 2．一质点的振动方程为：)3/2cos(2.0ππ+=t x ，则在t=0.3 （s ）时： （D ） （A ） 质点在平衡位置右方，沿X 轴负向运动。 （B ） 质点在平衡位置左方，沿X 轴正向运动。 （C ） 质点在平衡位置右方，沿X 轴正向运动。 （D ） 质点在平衡位置左方，沿X 轴负向运动。 3．弹簧振子作简谐振动时的总能量为E ，如果振幅增大为原来的两倍，振动质量减少为原 来的一半，则总能量E’为： （D ） （A ） E ’=E （B ） E’=2E （C ） E’=0.5E （D ） E’=4E 4．图示为一沿X 正向传播的平面简谐波在t=0时的波形，若振动以余弦函数形式表示，且 此题振动的初位相取-π到+π之间的值，则： （B ） （A ） 0点的初位相为2/0π-=Φ （B ） 1点的初位相为01=Φ （C ） 2点的初位相为2/2π=Φ （D ） 3点的初位相为2/3π=Φ 5．两简谐振动方程分别为：)5.05cos(61π+=t x ，)5sin(22t x -=π [SI]，则它们的 合振动方程为： （B ） （A ） )5cos(4π+=t x （B ） )5.05cos(4π+=t x （C ） )5.05cos(8π+=t x 6．关于机械波的概念，下列说法中正确的是： （C ） （A ） 波只能分为横波和纵波。 （B ） 波动质点按波速向前运动。 （C ） 波动中传播的只是运动状态和能量。 （D ） 波在传播过程中经过不同介质时波长不变。 7．关于波长的概念，下列说法中不正确的是： （A ） （A ） 同一波线上两个位相相同的点之间的距离。

振动量的常用测量方法三种

振动量的常用测量方法三种： 1． 机械式测量方法：主要用杠杆放大原理或惯性原理加上杠杆放大原理。 2． 电测法：将振动参量（位移、速度、加速度）转换成电信号，经电子系统放大后进行测 量记录的方法。 3． 光测法：把振动参量转换成光信号，经光学系统放大后，加以测量和记录。 直接为震动试验提供振动源的设备是激振设备，包括：振动台和激振器两类；有机械式、电动式、电动液压式、压电式。 1． 机械式振动台的工作原理： （1） 离心式：利用偏心块绕定轴转动，产生离心力。质量为m,偏心距r 的质量块，以角 速度ω绕O 转动，产生离心力 t m r t F F t m r t F F y x ωωωωωωsin sin cos cos 22==== 为了产生单一方向激振力，将其设计成双轴式结构，即把两偏心块对称地安装在两轴上，并使偏心块作反向同角速度的旋转。水平分力相互抵消，只剩下按正弦规律变化的垂直激振力。 通常偏心质量块由活动扇形块与固定扇形块构成。若改变活动扇形块的角度α ，则可以改变激振力值，也就是台面的振幅值。当 180=α时，离心力为最大，此时激振力为： t mr F ωωsin 22= 振动台的运动方程： F ky y M -=+ 台面的振幅： ) (22022 ωωω-=M mr A M k =0ω为振台的固有频率；m 每组偏心块的质量；r 偏心距；M 运动部分的总质量 当0ωω>>，台面的振幅不随激振频率改变，同偏心质量、偏心距成正比M mr A 2= 。

（2．）凸轮式振动台： 台面振幅由偏心距r 决定：t r y ωsin =，频率由直流电机的转速决定。为了调节振幅，常用同轴的双凸轮装置。通过调节内外两凸轮的相对位置调节凸轮的偏心距，即调节了振幅。 机械式振动台的特点： 简单、可靠，承载力较大。由于旋转机构的惯性大，所以工作的频率不高，低于50~60Hz 。另外，机件之间存在加工间隙，工作时会引起碰撞，影响台面波形。用于中小型模型试验，也用于对产品作环境实验。 2． 电磁式振动台： 电磁式振动台是把交变的电量变为交变的机械量的装置。利用带电导线在磁场里受到安培力的作用，使得导线产生运动的原理制成的。 410102.0-?=BLI F B ——磁场强度 L ——导线有效长度 I ——导线内电流强度 改变磁力线圈中电流的频率及强度，就能改变振动台振动的频率及幅值。 3． 电气液压式振动台 工作过程：电信号转化为大功率液压信号，液压油进入激振器，激振器带动台面按照输入电信号的规律振动。 4． 大型模拟地震振动台 地震荷载是因地面运动而引起的一种惯性力，仅用激振器所产生的集中力来模拟地震力是不确切的。大型模拟地震振动台可以模拟地震运动，具有大振幅、大出力、多方向震动及频率低的特点。

机械波测试题含答案定稿版

机械波测试题含答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

机械波检测题 （含答案） 一、选择题（每小题有一个或多个正确选项，每小题4分，共40分）1．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是（） A．有机械振动必有机械波 B．有机械波必有机械振动 C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播方向发生迁移 D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2．波长指的是 ( ) A．振动在一个周期内在介质中传播的距离 B．横波中两个波峰之间的距离 C．纵波中两个密部之间的距离 D．波的传播方向上, 两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离3．关于波速公式v=λf，下面哪几句话是正确的( ) A．适用于一切波 B．对同一机械波来说，通过不同的介质时，只有频率f不变

C．一列机械波通过不同介质时，波长λ和频率f 都会发生变化 D．波长2 m的声音比波长1 m的声音的传播速度大一倍 4．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是 ( ) A．波速 B．波长 C．频率 D．振幅 5．一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图1所示，质点A的位置与坐标原点相距0.5 m，此时质点A 沿y轴正方向运动，再经过0.02 s将第一次达到最大 位移，由此可见 ( ) A．这列波波长是2 m B．这列波频率是50 Hz C．这列波波速是25 m/s D．这列波的传播方向是沿x轴的负方向6．如图2所示，为一列沿x轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的振幅A和波长λ分别为( ) A．A=0.4 m，λ=1 m B．A=1 m，λ=0.4 m C．A=0.4 m，λ=2 m 图1 图2

(完整版)机械振动和机械波测试题.doc

高二物理选修3-4 《机械振动、机械波》试题 班级：姓名：成绩： 一、选择题 1．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是：（） A．有机械振动必有机械波 B．有机械波必有机械振动 C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2.关于单摆下面说法正确的是（） A．摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B．摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C．摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D．摆球经过平衡位置时加速度不为零 3.两个质量相同的弹簧振子，甲的固有频率是 3f ．乙的固有频率是 4f ，若它们 均在频率为 5f 的驱动力作用下做受迫振动．则（） A 、振子甲的振幅较大，振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大．振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大，振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大．振动频率为5f 4.如图所示，水平方向上有一弹簧振子， O点是其平衡位置，振子在 a和b之间做简谐运动，关于振子下列说法正确的是（） A．在 a点时加速度最大，速度最大 B．在 O点时速度最大，位移最大 C．在 b点时位移最大，回复力最大 D．在 b点时回复力最大，速度最大 5．一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在0 4s内x / cm 的振动图象，下列叙述中正确的是（） A．再过 1s，该质点的位移为正的最大值 0 4 B．再过 2s，该质点的瞬时速度为零t / s C．再过 3s，该质点的加速度方向竖直向上 D．再过 4s，该质点加速度最大 x 6．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t 1和 t 2 x0 时刻，质点运动的（）t2 B 0 t1 A．位移相同．回复力大小相同t C．速度相同 D ．加速度相同x0 7．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x 与时间t的关系 如图所示，由图可知（）x / cm A．质点振动的频率为 4 Hz 2 B ．质点振动的振幅为 2cm 0 1 2 3 4 5 t / s C．在 t=3s 时刻，质点的速率最大 D．在 t=4s 时刻，质点所受的合力为零 2 8．如图所示，为一列沿 x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知， 这列波的振幅 A、波长λ和 x=l 米处质点的速度方向分别为：（）

机械振动测试系统综述

机械振动测试系统综述 翟 慧 强 张 金 萍 于 玲 王 丹 （沈阳化工大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110142） 摘 要:机械振动测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的机械振动测试系统便成为测试技术的重要内容。本文首先概述了机械振动测试系统的发展历程。总结和分析了发展机械振动 测试系统的基本组成和应用理论。根据不同原理列举了几种机械振动测试系统的类型并对不同的机械振动 测试系统进行分析,探讨了他们的优点和不足。最后在此基础上分析了机械振动测试系统的几个发展趋势和 系统建设中仍然要注意的抗干扰问题和故障诊断问题。 关键词：机械振动测试系统；测试技术；抗干扰；故障诊断 1 引言 振动问题广泛存在于热门的生活和生产当中。建筑物、机器等在内界或者外界的激励下就会产生振动。而机械振动常常会破坏机械的正常工作，甚至会降低机械的使用寿命并对机器造成不可逆的损坏多数的机械振动是有害的。因而对振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和生活水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高人们的生产效率。正因如此振动测试在生产和科研等多方面都有着十分重要的地位[1]。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至最低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。振动测试系统应运而生。 振动测试系统有着较为长久的发展历史，是与人类社会的发展有着紧密的联系。随着计算机技术和相关高科技技术的问世和发展，振动测试系统也有了飞跃性的发展。振动测试系统从最早的简单机械设备的应用到如今的先进的计算机技术和设备的应用。从刚开始的检测人员的耳朵来进行测量、判断和计算出大概的故障点的原始方法到现在的计算机控制、存储、处理数据的处理[2]。无不体现出振动测试系统的长足发展和飞跃式的进步。与此同时，机械振动测试在理论方面也有了长足的发展，1656年惠更斯首次提出物理摆的理论并且创造出了单摆机械钟到现今的自动控制原理和计算机的日趋完善，人们对机械振动分析的研究已日趋成熟。而伴随着振动测试系统的进步和日臻成熟，其在国民的日常生活和生产中所扮演的角色也愈发的重要。 2机械振动测试系统的基本理论与组成 机械振动测试就是利用现代一些测试手段，对所研究物体的机械振动进行测量，并对测得的信号进行更细致的分析，以期获得在各种工作状态下物体的机械振动特性，从而判断物体的机械振动特性是否符合要求。 振动测试系统主要由传感器、信号调节部分、数模转换器、信号处理部分和数据记录部分、反馈部分等组成。传感器是将被测量转换成某种电信号的部件。是整个测试系统最重要的组成部分。信号调节部分是把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。经过加工处理使得原始信号更加便于分析和处理。这种信号的转换多数是电信号直接的转换。信号处理部分是对来自信号调节环节的信号进行各种运算和分析。这也是测试的核心意义所在，包括对时域和频域的分析，已得到各种参数。数模转换器是采用计算机等进行测试、控制系统时进行模拟信号与数字信号的相互转换的环节。测试系统的主要作用是更加便捷易懂的将初试信号转换成某种信号进行提取分析。因此最重要的是信号不能失真，不出现扰动。这就对测试系统提出了较为严格的要求[3]。 3.振动测试系统的分类 近几年来，振动测试理论与方法都有了很大的发展。目前振动测试方法按其原理不同可以分为四类。直观类、光学类、机械类和电测类。直观法操作简便，不受各种器材的限制。

机械振动和机械波测试题

机械振动和机械波测试 题 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

高二物理选修3-4《机械振动、机械波》试题班级：姓名：成绩： 一、选择题 1．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是：（） A．有机械振动必有机械波 B．有机械波必有机械振动 C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2.关于单摆下面说法正确的是（） A．摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B．摆球运动过程中经过同一点的速度是 不变的 C．摆球运动过程中加速度方向始终指向 平衡位置 D．摆球经过平衡位置时加速度不为零 3.两个质量相同的弹簧振子，甲的固有频率是3f．乙的固有频率是4f，若它们均在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动．则（） A、振子甲的振幅较大，振动频率为3f B、振子乙的振幅较大．振动频率为4f C、振子甲的振幅较大，振动频率为5f D、振子乙的振幅较大．振动频率为5f 4.如图所示，水平方向上有一弹簧振子， O点是其平衡位置，振子在a和b之间做简谐运动，关于振子下列说法正确的是（） A．在a点时加速度最大，速度最大 B．在O点时速度最大，位移最大 C．在b点时位移最大，回复力最大

D ．在b 点时回复力最大，速度最大 5．一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在s 40-内的振动图象，下列叙述中正确的是（ ） A ．再过1s ，该质点的位移为正的最大值 B ．再过2s ，该质点的瞬时速度为零 C ．再过3s ，该质点的加速度方向竖直向上 D ．再过4s ，该质点加速度最大 6．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t 1和t 2时刻，质点运动的（ ） A ．位移相同 B ．回复力大小相同 C ．速度相同 D ．加速度相同 7．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x 与时间t 的关系如图所示，由图可知（ ） A ．质点振动的频率为4Hz B ．质点振动的振幅为2cm C ．在t=3s 时刻，质点的速率最大 D ．在t=4s 时刻，质点所受的合力为零 8．如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分别为：（ ） A ．A=O.4 m λ=1m 向上 B ．A=1 m λ=0.4m 向下 C ．A=O.4 m λ=2m 向下 4 cm x /s t /x t 1 t 2 t 0 x 0 x -cm x /s t /02 2 -135 24

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题含答案解析(3)

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题含答案解析(3) 一、选择题 1．如图，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，虚线是该波在 t=0.20s时刻的波形，则此列波的波速可能为 A．25m/s B．20m/s C．35m/s D．55m/s 2．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（） A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同 D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 3．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。设声速为v，则该声音的频率（） A．B．C．D． 4．做简谐运动的物体，下列说法正确的是 A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同 B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同 C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅 5．如图所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为

A．B． C．D． 6．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（） A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．如果将孔 AB 缩小，经过孔以后的波纹间的距离会变小 C．如果将孔 AB 缩小，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象 7．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1＝0时的波形图。经过t2＝0.1s，Q点振动状态传到P点，则（） A．这列波的波速为40cm/s B．t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向 C．t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动 D．t2时刻Q点正在波谷位置，速度沿y轴的正方向 8．若单摆的摆长不变，摆球的质量由20g增加为40g，摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°，则单摆振动的( ) A．频率不变，振幅不变 B．频率不变，振幅改变 C．频率改变，振幅不变 D．频率改变，振幅改变 9．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s时刻的波