速度檢測(cè)方法

發(fā)布時(shí)間:2023-09-16
速度檢測(cè)分為線速度檢測(cè)和角速度檢測(cè)。線速度的計(jì)量單位通常用m/s來(lái)表示;角速度檢測(cè)分為轉(zhuǎn)速檢測(cè)和角速率檢測(cè),轉(zhuǎn)速的計(jì)量單位常用r/min來(lái)表示,而角速率的計(jì)量單位則常用o/s(度/秒)或o/h(度/小時(shí))來(lái)表示。
常用的速度檢測(cè)方法有下述幾種:
(1)微積分法 對(duì)運(yùn)動(dòng)體的加速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算,得到運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度,或者將運(yùn)動(dòng)體的位移信號(hào)進(jìn)行微分也可以得到速度。例如在振動(dòng)測(cè)量時(shí),應(yīng)用加速度計(jì)測(cè)得振動(dòng)體的振動(dòng)信號(hào),或應(yīng)用振幅計(jì)測(cè)得振動(dòng)體的位移信號(hào),再經(jīng)過(guò)電路,進(jìn)行積分或微分運(yùn)算而得到振動(dòng)速度。
(2)線速度和角速度相互轉(zhuǎn)換測(cè)速法線速度和角速度在同一個(gè)運(yùn)動(dòng)體上是有固定關(guān)系的,這和線位移和角位移在同一運(yùn)動(dòng)體上有固定關(guān)系一樣。在測(cè)量時(shí)可采取互換的方法測(cè)量。例如測(cè)火車行駛速度時(shí),直接測(cè)線速度不方便,可通過(guò)測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速,換算出火車的行駛速度。
(3)速度傳感器法 利用各種速度傳感器,將速度信號(hào)變換為電信號(hào)、光信號(hào)等易測(cè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。速度傳感器法是最常用的一種方法。
(4)時(shí)間、位移計(jì)算測(cè)速法 這種方法是根據(jù)速度的定義測(cè)量速度,即通過(guò)測(cè)量距離l和走過(guò)該距離的時(shí)間t,然后求得平均速度ν。l取得越小,則求得的速度越接近運(yùn)動(dòng)體的瞬時(shí)速度。如子彈速度的測(cè)量,運(yùn)動(dòng)員百米速度的測(cè)量等。
根據(jù)這種測(cè)量原理,在固定的距離內(nèi)利用數(shù)學(xué)方法和相應(yīng)器件又延伸出很多測(cè)速方法,如相關(guān)測(cè)速法、空間濾波器測(cè)速法。
所謂相關(guān)測(cè)速法是在被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)的兩固定距離(為l)點(diǎn)上安裝信號(hào)檢測(cè)器,通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)體經(jīng)過(guò)兩固定點(diǎn)所產(chǎn)生的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析,求出時(shí)延τ,則運(yùn)動(dòng)體的平均速度為移=l/τ。利用相關(guān)測(cè)速,不受環(huán)境、路面、海浪和氣流等的影響,可以達(dá)到較高的測(cè)速精度。常用來(lái)測(cè)量汽車、船舶和飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度及管道內(nèi)和風(fēng)洞內(nèi)氣流的速度,以及熱軋鋼帶等的運(yùn)動(dòng)速度。
所謂空間濾波器測(cè)速法是利用可選擇一定空間頻率段的空間濾波器件與被測(cè)物體同步運(yùn)動(dòng),然后在單位空間內(nèi)測(cè)得相應(yīng)的時(shí)間頻率,求得運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度。
例如一個(gè)柵板,在空間長(zhǎng)l內(nèi)有n個(gè)等距柵縫,當(dāng)柵板的移動(dòng)速度為ν,移動(dòng)長(zhǎng)度l的時(shí)間為t0時(shí),光源透過(guò)柵格明暗變化的空間頻率u=n/l。即空間頻率是單位空間長(zhǎng)度內(nèi)物理量周期性變化的次數(shù)。相應(yīng)的時(shí)間頻率=n/t0,由此可以求得:
ν=l/t0=( n/u)·(/n)=/u,
這樣就可以用空間頻率描述運(yùn)動(dòng)速度ν,測(cè)量出空間濾波器移動(dòng)的中心頻率就可以求得速度。采用這種檢測(cè)方法既可測(cè)量運(yùn)動(dòng)體的線速度,又可測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)體的角速度。
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