信號(hào)處理

傅里葉變換

F(t) = F_0 + \sum_{n=1}^{\infty}(A_ncos(n\Omega t)+B_nsin(n\Omega t))

F_0 = \frac{1}{2T}\int_{-T}^T F(t)dt

A_n = \frac{1}{T}\int_{-T}^T F(t) cos(n\Omega t)dt

B_n = \frac{1}{T}\int_{-T}^T F(t) sin(n\Omega t)dt

對(duì)于方波

x(t)=\begin{cases}A,\quad 0 < t < T/2\\0, \quad t=0,t=T/2\\-A, \quad T/2 < t < T\end{cases}

x(t) = \frac{4A}{\pi}\Big[sin( \Omega t) + \frac{1}{3} sin( 3 \Omega t) + \frac{1}{5} sin(5 \Omega t) + ......\Big]

傳感器

• 將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系電量輸出的器件或裝置
• 抽象出：敏感元件，信號(hào)轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)電路，其他輔助元件組成的輔助電路

熱電式傳感器

• 熱電偶：溫度=>熱電勢(shì)

  E_{AB}(T, T_0) = \frac{k(T-T_0)}{e}ln\frac{n_A}{n_B},n_A是材料的自由電子密度

  • 熱電效應(yīng)，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)只與熱電偶的材料及兩端接點(diǎn)溫度有關(guān)。與熱電偶的長(zhǎng)度，粗細(xì)，形狀無(wú)關(guān)
  • 不同性質(zhì)的材料才行，相同材料無(wú)法產(chǎn)生熱電勢(shì)；而且兩端溫度要不同。
  • 同名極檢驗(yàn)法：使用熱電偶，檢測(cè)兩種金屬是否一樣
  • 中間導(dǎo)體定律：在熱電偶中插入第三種材料，只要材料兩端點(diǎn)的溫度相同，對(duì)熱電偶的總熱電勢(shì)無(wú)影響
  • 實(shí)用電路：P8

• 熱電阻：溫度=>金屬電阻

  • 適宜制作熱電阻的材料有鉑(0-630,-190-0)、銅(-50-150)、鎳、鐵等

• 半導(dǎo)體熱電阻，熱敏電阻

  • 溫度系數(shù)大，且有正負(fù)，電阻率大，適合點(diǎn)溫，快速變化的溫度。
  • 但線性度差，元件穩(wěn)定性和互換性差，不用于350度以上的高溫
  • NTC-負(fù)電阻溫度系數(shù)，PTR-正電阻溫度系數(shù)，CTR-某一溫度下電阻會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度系數(shù)

• 應(yīng)用

  • 測(cè)量溫度

  • Ⅰ測(cè)量管道流量

    Ⅱ熱電式繼電器：煤氣灶

    Ⅲ氣體成分分析儀

    Ⅳ金屬材質(zhì)鑒別儀

電阻式傳感器

• 電位器式電阻傳感器：位移=>電阻

  • 繞線：
    • 功率大、噪聲低、精度高，性能穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)線性變化。
    • 分辨率低，耐磨性差，壽命短，高頻特性較差。
  • 非繞線：
    • 碳膜：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絕緣性能好，噪聲小且成本低。該工藝簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用最廣泛的電位器
    • 金屬膜：溫度系數(shù)小、分辨率高、滑動(dòng)噪聲較合成碳膜電位器?。荒湍バ圆?、功率小、阻值小
    • 導(dǎo)電塑料：分辨率高、耐磨性好、阻值范圍寬、可靠性高、體積小、適合在振動(dòng)、沖擊等惡劣條件下工作；噪聲大、耐高溫性差、接觸電阻大、精度不高

• 應(yīng)變式電阻傳感器

  • 金屬電阻應(yīng)變片式

    • 應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體發(fā)生截面或長(zhǎng)度的變化，導(dǎo)致阻值的變化

    K_s= \frac{dR/R}{\varepsilon_x},等臂全橋:\Delta U_H= \frac{U_0}{4}\frac{\Delta R}{R} = \frac{U_0}{4}K \varepsilon

  • 半導(dǎo)體應(yīng)變片式

    • 壓阻效應(yīng)：硅等半導(dǎo)體材料，當(dāng)某一軸向受到力的作用時(shí)，因電阻率的變化而產(chǎn)生電阻的變化
    • 靈敏度大,體積小。缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片

• 應(yīng)用

  • 振動(dòng)式地音入侵探測(cè)器
  • 橋梁固有頻率測(cè)量
  • 測(cè)力
  • 沖床生產(chǎn)計(jì)數(shù)和生產(chǎn)過程監(jiān)測(cè)
  • 機(jī)器人握力測(cè)量
  • 電子稱

電感式傳感器

• 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠；靈敏度高，能分辨0.01μm的位移變化；測(cè)量精度高、零點(diǎn)穩(wěn)定、輸出功率較大；可實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制。靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約；傳感器的頻率響應(yīng)低，不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。

• 自感式（變磁阻式）

  • 傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連，當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度發(fā)生變化，從而使磁路中磁阻變化，進(jìn)而使電感線圈的電感值變化，以此計(jì)算被測(cè)量的位移大小
  • 應(yīng)用
    • 電感滾珠直徑分選，鑒別微小的直徑差
    • 壓力傳感器
    • 輪廓儀
    • 粗糙度儀
    • 加速度傳感器
    • 液位測(cè)量

• 互感式

  • 應(yīng)用：
    • 圓度計(jì)采用旁向式電感測(cè)微頭
    • 仿形銑床外形

• 電渦流式

  • 利用金屬導(dǎo)體在交變磁場(chǎng)中的電渦流效應(yīng)設(shè)計(jì)出的一種互感式傳感器。常用于位移、厚度、轉(zhuǎn)速、溫度、表面狀況、材料損傷等非電量的測(cè)量。測(cè)量范圍大、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)和可以非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域中

  • 電渦流 = F(金屬電導(dǎo)率，相對(duì)磁導(dǎo)率，金屬導(dǎo)體厚度，線圈激勵(lì)頻率，線圈與金屬塊距離)

  • 電渦流效應(yīng)：一個(gè)塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作用切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一圈圈閉合的感應(yīng)電流，電流的流線呈閉合回線。

  • 形成電渦流必須具備兩個(gè)條件：

    ① 存在交變磁場(chǎng)

    ② 導(dǎo)電體處于交變磁場(chǎng)中

  • 應(yīng)用：

    • 微波爐
    • 電渦流掃雷
    • 測(cè)厚度，轉(zhuǎn)速，振動(dòng)，探傷
    • 接近開關(guān)，計(jì)數(shù)器

  ?

  ?

電容式傳感器

• 電容式傳感器是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的裝置。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。用于位移、振動(dòng)、壓力、液位等物理量的測(cè)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等。外界干擾影響嚴(yán)重。
• 變間隙型電容傳感器-d
  • △C與△δ呈近似線性， △δ越小，線性關(guān)系越好。
  • 實(shí)際應(yīng)用中，常把電容傳感器作成差動(dòng)結(jié)構(gòu)。電容傳感器靈敏度提高一倍，而非線性度顯著降低。
• 變面積型電容傳感器-A
  • 陶瓷電容壓力傳感器
• 變介電常數(shù)型電容傳感器-\varepsilon
  • 接近開關(guān)
  • 物體檢測(cè)
  • 加速度傳感器
  • 指紋識(shí)別

壓電式傳感器

• 壓電式傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)制作的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)力、壓力、加速度、轉(zhuǎn)矩等物理量的測(cè)量。

• 不宜用于靜態(tài)測(cè)量，電荷只有無(wú)泄漏才會(huì)長(zhǎng)期保存，這需要輸入阻抗無(wú)限大，這是不可能的。

• 壓電效應(yīng)：當(dāng)沿物質(zhì)的某一方向施加壓力或拉力時(shí)，該物質(zhì)將產(chǎn)生變形，使其兩個(gè)表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)。

• 逆壓電效應(yīng)：在某些物質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)后，變形也隨之消失，這種現(xiàn)象稱為電致收縮效應(yīng)。

• 力測(cè)量：壓電式力傳感器主要利用石英晶體的縱向和剪切的壓電效應(yīng)，因?yàn)槭⒕w剛度大、滯后小、靈敏度高、線性好、工作頻率寬、熱釋電效應(yīng)小。力傳感器除可測(cè)單向作用力外，還可以利用不同切割方向的多片晶體依靠其不同的壓電效應(yīng)測(cè)量多方向力，如空間作用力3個(gè)方向的分力。

• 壓力測(cè)量：壓電式壓力傳感器主要是利用彈性元件（膜片、活塞等）收集壓力變成作用于晶體片上的力，因此彈性元件所用材料的性能對(duì)傳感器的特性有很大影響。

• 加速度測(cè)量：壓電式加速度傳感器是利用質(zhì)量塊（質(zhì)量為m)由預(yù)緊力壓在晶體片上，當(dāng)測(cè)得減速度為a時(shí)，晶片上會(huì)受到慣性力F=ma由此產(chǎn)生壓電效應(yīng)。因此質(zhì)量塊的質(zhì)量決定了傳感器的靈敏度，也影響著傳感器的高頻響應(yīng)。

• 加速度計(jì)，力傳感器，汽車安全氣囊加速度計(jì)，

• 典型應(yīng)用：

  ·脈搏計(jì)數(shù)探測(cè)

  ·按鍵鍵盤，觸摸鍵盤

  ·振動(dòng)、沖擊、碰撞報(bào)警

  ·振動(dòng)加速度測(cè)量

  ·管道壓力波動(dòng)

  ·其它機(jī)電轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)力檢測(cè)等

• 壓電式傳感器

霍爾傳感器

• 基于霍爾效應(yīng)將磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器。
  • 霍爾效應(yīng)：半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B磁場(chǎng)中，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向正交時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)U，與I*B的乘積成正比
  • 霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受磁場(chǎng)中洛倫茲力作用的結(jié)果
• 位移測(cè)量、力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械振動(dòng)、加速度
  • 霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，若磁感應(yīng)強(qiáng)度是位置的函數(shù)，則霍爾電勢(shì)的大小就可以用來(lái)反映霍爾元件的位置
• 磁探傷：若其內(nèi)部出現(xiàn)缺 陷（裂紋、氣孔、夾雜物等），對(duì)其磁化時(shí)，由于這些缺陷的磁導(dǎo)率與材料的磁導(dǎo)率差異很大，因此使磁力線的分布發(fā)生改變，部分磁力線在缺陷處會(huì)因其磁導(dǎo)率低而離開材料，泄漏到空氣中。
• 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器：在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤，也可選取機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪，將線性型霍爾器件及磁路系統(tǒng)靠近齒盤。
  • 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用

光電傳感器

• 非接觸，光信號(hào)保密性好，響應(yīng)速度快，高準(zhǔn)確高分辨率，檢測(cè)區(qū)域廣，自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)。受背景光影響大，信號(hào)微弱，使用溫度范圍小。

• 外光電效應(yīng)：在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。向外發(fā)射的電子叫光電子。

• 內(nèi)光電效應(yīng)：光照射在物體上，使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)可分為光電導(dǎo)和光生伏特效應(yīng)兩類

• 光電管

  • 光電管的伏安特性：在一定的光照射下，光電器件陽(yáng)極所加電壓與陽(yáng)極產(chǎn)生的電
    流之間的關(guān)系稱為光電管的伏安特性。

• 光敏電阻

  • ? 暗電阻——無(wú)光照時(shí)的電阻；

    ? 暗電流——無(wú)光照時(shí)的電流；

    ? 亮電阻、亮電流——受光照時(shí)的阻值、電流；

    ? 光電流——亮電流與暗電流之差稱亮電流 。

  • ? 無(wú)光照時(shí)，內(nèi)部電子被原子束縛具有很高的電阻值；

    ? 有光照時(shí)，電阻值隨光強(qiáng)增加而降低；

    光照停止時(shí)，自由電子與空穴復(fù)合，電阻恢復(fù)原值

• 光電池

  • 基于光生伏特效應(yīng)，可以直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件

• 應(yīng)用

  • 光電比色溫度計(jì)、光照度計(jì)
  • 測(cè)液體透明度、煙塵濃度
  • 光電式帶材測(cè)厚跑偏檢測(cè)儀
  • 光電式轉(zhuǎn)速儀

電橋

• 將電阻的變化值轉(zhuǎn)為電壓或電流的變化量
• 分類：
  • 橋壓：直流電橋，交流電橋
  • 輸出方式：功率電橋，電壓電橋
• 相鄰相減，相對(duì)相加

• 電橋平衡條件：R_1R_3 = R_2R_4
• \Delta U_H =\frac{U_0}{4}\frac{(\Delta R_1-\Delta R_2+\Delta R_3-\Delta R_4)}{R} = \frac{U_0}{4}\frac{\Delta R}{R} = \frac{U_0}{4}K(\varepsilon_1-\varepsilon_2+\varepsilon_3-\varepsilon_4)

檢測(cè)和顯示技術(shù)

磁電動(dòng)圈式儀表

• 指示型測(cè)溫儀表：當(dāng)測(cè)量溫度升高，熱電偶的電動(dòng)勢(shì)增加，動(dòng)圈中流過的電流增加，作用到動(dòng)圈上是電磁力也增加，動(dòng)圈旋轉(zhuǎn)的角度增加，同時(shí)動(dòng)圈帶動(dòng)張絲使張絲的扭轉(zhuǎn)角度增加，張絲對(duì)動(dòng)圈的反作用力增加，當(dāng)反作用力和電磁力達(dá)到新的平衡時(shí)，指針指向刻度就是溫度。
• 只是調(diào)節(jié)型溫度儀表：在測(cè)溫的基礎(chǔ)上，增加對(duì)溫度的調(diào)節(jié)和控制。測(cè)溫原理相同，控制原理：鋁旗隨著指針轉(zhuǎn)動(dòng)。
  • 檢測(cè)線圈控制振蕩器（只要振蕩）
  • 控制繼電器閉合
  • 控制加熱爐，升溫
  • 鋁旗在I控制下轉(zhuǎn)動(dòng)插入檢測(cè)線圈，阻斷磁耦合
  • 停止震蕩，繼電器斷開，停止升溫
• 測(cè)量電路
  • 將測(cè)量元件（熱電偶，熱電阻等）所測(cè)得的信號(hào)，以一定形式送入動(dòng)圈測(cè)量機(jī)構(gòu)，讓儀表指針指示被測(cè)參數(shù)的大小，因此測(cè)量電路對(duì)儀表指示精度有密切關(guān)系
  • 。。。
• 斷偶現(xiàn)象：磁電動(dòng)圈溫度儀表由儀表本身，外電阻回路（熱電偶，補(bǔ)償導(dǎo)線，外調(diào)電阻）構(gòu)成，回路可能會(huì)因連接不可靠或碰到而斷路。若不采取保護(hù)措施，振蕩器一直處于振蕩工作狀態(tài)，電爐直接處于加熱狀態(tài)。

電位差計(jì)

• 電位差計(jì)是一種測(cè)量微電勢(shì)的測(cè)量裝置。

• 根據(jù)被測(cè)量：（直流量）直流電位差計(jì)、（交流量）交流電位差計(jì)

  根據(jù)平衡執(zhí)行：手動(dòng)電位差計(jì)、自動(dòng)電位差計(jì)

溫度的測(cè)量

• 溫度表示物體的冷熱程序，不能直接測(cè)量，需借助熱交換
• 方法的分類
  • 接觸式：直觀，但又測(cè)量誤差，以及元件的傷害；玻璃溫度計(jì)，壓力溫度計(jì)，雙金屬溫度計(jì)
  • 非接觸式：輻射熱交換，熱慣性小，快速
  • 膨脹式：
    • 雙金屬：固體熱膨脹變形量的變化的不同，-80-600
    • 壓力式：氣液在在動(dòng)容條件下，壓力隨溫度的變化，-100-500
    • 玻璃管液體：液體熱膨脹體積變形量的變化的不同：-100-600
  • 熱電阻：金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化，-200-650
  • 熱電偶：熱電效應(yīng)，200-1800
• 溫標(biāo)：F = 1.8C+32
• 熱電偶：0-100為mV級(jí)，難測(cè)量，無(wú)需外加電壓，響應(yīng)速度快，測(cè)溫上限高
  • 鉑銠30-鉑銠6（銠為6%）：B；鉑銠10-鉑：S；鎳鉻-鎳硅：K；銅-康銅：T
  • 結(jié)構(gòu)：
    • 普通熱電偶：接線盒蓋，接線盒，保護(hù)套管，絕緣套管，熱電極
    • 鎧裝熱電偶：很細(xì)很長(zhǎng)，可以彎曲
    • 薄膜熱電偶：片狀，針狀，節(jié)點(diǎn)極薄，-200-300
    • 表面熱電偶：固體的表面溫度
    • 侵入式熱電偶：熔融液體的溫度
  • 冷端溫度補(bǔ)償：
    • 冷端溫度法：冷端放進(jìn)0度冰水
    • 冷端溫度計(jì)算校正法：E_{AB}(t,0) = E_{AB}(t,25)+E_{AB}(25,0)
    • 冷端溫度補(bǔ)正法
    • 儀表調(diào)零法
    • 補(bǔ)償導(dǎo)線法
    • 補(bǔ)償電橋法
• 熱電阻：輸出電阻增量，易測(cè)量，需外加電源，響應(yīng)速度慢，測(cè)溫上限低
  • 中低溫區(qū)，常用熱電阻進(jìn)行測(cè)量
  • 鉑熱電阻Pt10/100，范圍-200-850，精度高，體積小，測(cè)溫范圍寬，穩(wěn)定性好
  • 銅熱電阻Cu50/100，范圍-50-150，線性較好，電阻率低，體積大，響應(yīng)慢
  • 結(jié)構(gòu)
    • 普通型裝配式，和熱電偶外形相同
    • 鎧裝

電阻應(yīng)變儀

• 分類：
  • 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀：靜態(tài)應(yīng)變，0-15Hz
    • 組成：電橋，振蕩器，交流放大器，相敏檢波器，指示電表
    • 

      圖片2
    • ?
  • 靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：?jiǎn)吸c(diǎn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量，<200Hz
  • 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：周期或非周期動(dòng)態(tài)應(yīng)變，<5KHz
    • 

      圖片3
  • 超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：爆炸，高速?zèng)_擊，幾十KHz
  • 遙測(cè)應(yīng)變儀：無(wú)線電傳輸信號(hào)，旋轉(zhuǎn)體，運(yùn)動(dòng)件

應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)量

• 使用方法：
  • 將應(yīng)變片貼于北側(cè)構(gòu)件上，直接測(cè)量應(yīng)變和壓力
  • 貼于彈性元件，與彈性元件構(gòu)成應(yīng)變式傳感器，可測(cè)量力，位移，加速度
  • 應(yīng)變式壓力傳感器，如測(cè)量管道的壓力時(shí)，貼于容器和管道的外表面上，容器應(yīng)變式會(huì)使彈性元件發(fā)生相應(yīng)的應(yīng)變，產(chǎn)生電阻的變化。
• 優(yōu)點(diǎn)：
  • 非線性小，電阻與應(yīng)變呈很好的線性關(guān)系
  • 尺寸小，重量輕，慣性小，頻率響應(yīng)好
  • 測(cè)量范圍廣，可測(cè)微小應(yīng)變
  • 精度高，靈敏度高
  • 可適應(yīng)各種復(fù)雜惡劣環(huán)境
• 處理工藝
  1. 應(yīng)變片的選擇和檢測(cè)：外觀和電阻值(>0.5歐)檢測(cè)
  2. 修整應(yīng)變片：標(biāo)出中心線，打磨底部
  3. 試件表面處理
  4. 貼應(yīng)變片的定位線
  5. 應(yīng)變片的粘貼
  6. 粘貼質(zhì)量的檢查
  7. 引出線的固定保護(hù)
  8. 應(yīng)變片的防潮處理與保護(hù)
• 應(yīng)用應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)力和應(yīng)變
  • 線應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力：\sigma = E \varepsilon

力的測(cè)量

• 工作原理：彈性元件在測(cè)力作用下產(chǎn)生彈性變形，該變形在彈性元件上的傳感器工作，把測(cè)力轉(zhuǎn)換為電路，再進(jìn)行測(cè)量。壓力 => 應(yīng)變 => \Delta R =>\Delta V
• 彈性體形狀：圓柱形，圓筒形，環(huán)形
• 懸臂梁：等截面梁，變截面梁（等強(qiáng)度梁）

運(yùn)動(dòng)參量的測(cè)量

• 位移包括線位移和角位移，是向量
  • 分類
    • 機(jī)械式位移測(cè)量法：浮子來(lái)感受液面的位移，指示水面的高低。機(jī)械慣性大，動(dòng)態(tài)性差，不能遠(yuǎn)距離傳送
    • 電氣式位移測(cè)量法：位移傳感器轉(zhuǎn)換為電量，動(dòng)態(tài)范圍大，但接觸式可能有一定影響
    • 光電式位移測(cè)量法：光電傳感器轉(zhuǎn)化為電量，非接觸，無(wú)不良影響，較高的頻率精度

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• 速度的測(cè)量（線速度，角速度），最好采用直接測(cè)量，而不是微積分

  • 平均速度法：定距測(cè)時(shí)法
  • 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速度：電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有電壓輸出，大小與速度成正比。電壓大小 => 速度

• 加速度的測(cè)量

  • 慣性式加速度計(jì)：
  • 應(yīng)變式加速度計(jì)：a =(等效質(zhì)量塊m)=> ma =(等強(qiáng)度梁)=> \varepsilon =(應(yīng)變片)=> \Delta R =(電橋)=> \Delta U
  • 壓電式加速度計(jì)：a =(等效質(zhì)量塊m)=> ma ==> 慣性力F =(晶片)=> Q =(電荷放大器)=> U

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驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)

繼電接觸式控制系統(tǒng)

• 常用元件
  • 刀開關(guān)，熔斷器（保險(xiǎn)絲），斷路器（自動(dòng)開關(guān)，過載或斷路保護(hù)），按鈕
  • 交流接觸器：利用電磁力來(lái)接通和斷開大電流電路的自動(dòng)控制電器（KM）
  • 繼電器：和交流接觸器相似，但只能通過小電流，用于控制電路
    • 電流繼電器：過載或過載保護(hù)
    • 電壓繼電器：欠壓或欠壓保護(hù)
    • 熱繼電器：利用電流的熱效應(yīng)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)使之免受長(zhǎng)期過載的危害（FR）【雙金屬片受熱彎曲】
    • 中間繼電器：信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換作用
    • 時(shí)間繼電器：定時(shí)控制
    • 行程開關(guān)：自動(dòng)往復(fù)控制，限位保護(hù)

自動(dòng)控制理論

• [給定量] => 控制器 => 受控對(duì)象 + [干擾量]=> [被控量]
• 利用控制器操縱受控對(duì)象，使其被控量按技術(shù)要求變化。
• 基本組成
  • 給定元件：給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量，一般是電位器
  • 比較元件：求偏差，差動(dòng)放大器，機(jī)械差動(dòng)裝置，計(jì)算機(jī)
  • 測(cè)量元件：檢測(cè)被控制量的物理量，測(cè)速儀
  • 放大元件：將偏差信號(hào)進(jìn)行放大，晶體管，功率放大器
  • 執(zhí)行元件：直接推動(dòng)受控對(duì)象，閥門，電機(jī)，液壓馬達(dá)
  • 校正元件：補(bǔ)償元件，改善系統(tǒng)的性能；電橋，電容網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)
• 按控制系統(tǒng)的工作原理來(lái)分類
  • 開環(huán)控制系統(tǒng)：控制器與被控對(duì)象只有順向關(guān)系，無(wú)反向聯(lián)系的控制過程，輸出對(duì)系統(tǒng)的控制無(wú)影響
  • 閉環(huán)控制系統(tǒng)：被控量與給定值比較后用其偏差對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，也稱反饋控制
  • 復(fù)合控制系統(tǒng)
• 輸入信號(hào)的規(guī)律
  • 恒值控制系統(tǒng)：
  • 隨動(dòng)控制系統(tǒng)
  • 程序控制系統(tǒng)
• 按數(shù)學(xué)描述
  • 線性系統(tǒng)
  • 非線性系統(tǒng)
• 時(shí)間信號(hào)
  • 連續(xù)控制系統(tǒng)
  • 離散控制系統(tǒng)
• 系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化
  • 定常系統(tǒng)
  • 時(shí)變系統(tǒng)

液壓元件

液壓系統(tǒng)

• 系統(tǒng)構(gòu)成

  • 動(dòng)力元件:油源（液壓泵） 機(jī)械能è壓力能

    執(zhí)行元件：液壓缸、液壓馬達(dá)

    控制調(diào)節(jié)元件：各種壓力閥、流量閥、方向閥

    輔助元件：油箱、壓力表、壓力機(jī)繼電器、濾油器、加熱及冷卻器

    工作介質(zhì)：液壓油

  • 

    圖片2

• 優(yōu)點(diǎn)：

  • 大范圍的無(wú)極調(diào)速
  • 傳動(dòng)裝置的重量輕，且易于快速啟動(dòng)，制動(dòng)，頻繁換向
  • 柔性傳動(dòng)，安裝位置的靈活性
  • 用一安全閥即可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)
  • 用各種閥可進(jìn)行自動(dòng)控制，還可電-液實(shí)現(xiàn)遙控
  • 標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化

• 缺點(diǎn)

  • 漏油的環(huán)境污染，噪聲大
  • 粘度隨油溫變化，影響傳動(dòng)
  • 元件精度高，維修需要專業(yè)水平
  • 小孔縫隙易堵塞

液壓泵

• 液壓泵基本條件
  • 具有一個(gè)以上的密閉油腔
  • 具有配流裝置，高壓和低壓隔開
  • 油箱須與大氣相連，油箱壓力等于或大于大氣壓
• 單柱塞泵：一個(gè)偏向凸輪用于推動(dòng)活塞，兩個(gè)單向閥。活塞回程時(shí)(彈簧)從油箱吸油，進(jìn)程出油
• 齒輪泵：
  • 

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  • 困油：在兩個(gè)齒輪之間密封容積的周期性增大減少，油排不出，引起振動(dòng)噪聲發(fā)熱，影響壽命
    • 消除方法：在兩側(cè)端蓋上開載荷槽
  • 徑向不平衡力：
    • 消除方法：縮小壓油口，設(shè)置平衡槽
  • 泄露：齒輪嚙合線處，定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂?shù)膹较蜷g隙，齒輪兩端面和側(cè)板的間隙
    • 消除：自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置
  • 內(nèi)嚙合：
• 葉片泵：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，流量均勻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；一般是雙作用式，體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，適用于高轉(zhuǎn)速、小扭矩、以及要求動(dòng)作反應(yīng)迅速或頻繁換向的場(chǎng)合。
  • 雙作用-定量泵-雙進(jìn)雙出；單作用-變量泵-單進(jìn)單出
    • 單作用:定子的內(nèi)表面是圓柱面;轉(zhuǎn)子和定子中心之間存在著偏心;葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子便形成了一個(gè)密封的工作腔。
• 柱塞式：斜盤式和斜軸式
  • 改變斜盤傾角γ的大小，流量可變；改變斜盤傾角γ的方向，輸油方向可變，所以，可成為雙向變量泵；
  • 結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，慣性小，容積效率高
  • 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償；滑靴的靜壓支撐結(jié)構(gòu)
• 螺桿泵
  • 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，工作平穩(wěn)，噪聲小，流量和壓力脈動(dòng)小，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，快速運(yùn)動(dòng)性能好。較多地應(yīng)用于精密機(jī)床(如高精度磨床、坐標(biāo)鏜床等)的液壓系統(tǒng)中
  • 由于螺桿齒形復(fù)雜，加工比較困難。

液壓缸

• 按供油方向分：?jiǎn)巫饔酶缀碗p作用缸。

  按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸、柱塞缸、伸縮套筒缸、擺動(dòng)液壓缸。

  按活塞桿形式分：?jiǎn)位钊麠U缸、雙活塞桿缸。

• 雙作用單桿活塞液壓缸

  • 差動(dòng)連接：差動(dòng)連接時(shí),液壓缸的有效作用面積是活塞桿的橫截面積，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度比無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)的大，而輸出力則較小；差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法；

• 雙作用雙桿活塞液壓缸

  • 這種液壓缸常用于要求往返運(yùn)動(dòng)速度相同的場(chǎng)合

• 柱塞式液壓缸

  • 液壓缸行程較長(zhǎng)；某些場(chǎng)合所用的液壓缸并不要求雙向控制,柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價(jià)格低廉的液壓缸

  • 柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其它外力來(lái)完成。

    如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，可將兩柱塞液壓缸成對(duì)使用為減輕柱塞的重量，有時(shí)制成空心柱塞。

• 擺動(dòng)式液壓缸

  • 單葉片擺動(dòng)液壓缸：

    • 由定子塊1、缸體2、擺動(dòng)軸3、葉片4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成。
    • 定子塊固定在缸體上，葉片和擺動(dòng)軸固連在一起，當(dāng)兩油口相繼通以壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)擺動(dòng)軸作往復(fù)擺動(dòng)。
    • n擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方。

  • 雙葉片擺動(dòng)液壓缸

    • 

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    • u雙葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角小于180o（一般不超過150o），單葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角小于360o（一般不超過280o）。
    • u當(dāng)液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸相同，且輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片的一半。
    • u雙葉片擺動(dòng)液壓缸的擺動(dòng)軸承承受的油液壓力對(duì)稱，故只承受轉(zhuǎn)矩作用；單葉片擺動(dòng)液壓缸的擺動(dòng)軸僅有一側(cè)承受油液壓力，故同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩的作用。

  • 增壓液壓缸

    • 增壓缸不是換能元件，輸入、輸出均為壓力能
    • 增壓缸增壓的同時(shí)使輸出的流量減小，其總能量保持不變
    • p_2 = p_1 \frac{A_1}{A_2}

  • 伸縮液壓缸

    • 活塞桿伸出的行程長(zhǎng)，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小，適用于翻斗汽車，起重機(jī)的伸縮臂等。
    • 

      搜狗截圖18年07月01日2206_1

液壓閥

• 方 向 控制 閥——用于控制液流的流動(dòng)方向；單向閥、換向閥等

• 對(duì)液壓閥的要求

  • u動(dòng)作靈敏，工作平穩(wěn)可靠，沖擊、振動(dòng)盡可能小。

    u油液流經(jīng)閥時(shí)的阻力損失要小。

    u密封性能好，泄露量要少。

    u結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小。

    u保養(yǎng)維修方便，通用性大，壽命長(zhǎng)。

• 單向閥

  • 普通單向閥
    • 

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    • 直通式單向閥中的油流方向和閥的軸線方向相同。
    • 直角式單向閥的進(jìn)出油口A(P1)、B(P2)的軸線均和閥體軸線垂直
  • 液控單向閥
    • 

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  • 單向閥的應(yīng)用
    • 用單向閥將系統(tǒng)和泵隔斷
    • 用單向閥將兩個(gè)泵隔斷
    • 單向閥產(chǎn)生背壓
    • 液控單向閥使立式缸活塞懸停，防止液壓缸的活塞等因自重而下滑。
    • 液壓缸的保壓。
    • 鎖緊回路：兩個(gè)液控單向閥使液壓缸雙向鎖死

• 換向閥

  • 利用閥芯和閥體間相對(duì)位置的不同，控制閥體上各油口的通斷關(guān)系，使油路接通或改變油液的流向，以達(dá)到控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向、啟動(dòng)或停止。
  • 原理：通過外力（機(jī)械力、電磁力、液壓力等）使閥芯在閥體內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)以控制油路。
  • 按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等
    • 

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  • 

    搜狗截圖18年07月02日1023_4
  • 電磁換向閥：利用電磁鐵吸力推動(dòng)閥芯來(lái)改變閥的工作位置
  • 液動(dòng)換向閥
    • 

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  • 電液動(dòng)換向閥：電磁換向閥和液動(dòng)換向閥的組合；電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制液動(dòng)換向閥的動(dòng)作；液動(dòng)換向閥作為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件；電液換向閥用在大流量的液壓系統(tǒng)中。
  • 機(jī)動(dòng)換向閥：u擋塊固定在運(yùn)動(dòng)的活塞桿上，當(dāng)擋塊觸壓閥推桿2的滾輪1時(shí) ，推桿2即推動(dòng)閥芯3換向。擋塊和推桿2端部的滾輪脫離接觸后，閥芯即可靠彈簧復(fù)位。
    • 

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  • 手動(dòng)換向閥：手動(dòng)換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。
    • 

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• 壓 力控 制 閥——用于控制液流的壓力大??；溢流閥、減壓閥、順序閥、卸荷閥等

• 溢流閥

  • 

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  • 用途：

    • 調(diào)壓和穩(wěn)壓：如用在由定量泵構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。

    • 限壓：用作安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時(shí)才開啟溢流，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用

    • 1）閥口常開，作溢流閥用，使液壓泵向系統(tǒng)恒壓供油；

      2）閥口常閉，作安全閥用，限定系統(tǒng)的最大工作壓力，防止系統(tǒng)過載；

      3）閥口常閉，作制動(dòng)閥用，限定液壓執(zhí)行元件最大制動(dòng)壓力，防止系統(tǒng)過載；

      4）閥口常開，接在系統(tǒng)的回油路上，調(diào)定系統(tǒng)的背壓，防止空氣經(jīng)回油管進(jìn)入系統(tǒng)，使液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；

      5）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。

  • 直動(dòng)型溢流閥：作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥。

  • 先導(dǎo)式溢流閥：由先導(dǎo)閥和主閥組成，先導(dǎo)閥就是一直動(dòng)式減壓閥

    • 

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• 減壓閥：用來(lái)降低液壓系統(tǒng)中某回路壓力的液壓元件。使閥的出口油壓小于進(jìn)口油壓。系統(tǒng)使用減壓閥可以獲得二個(gè)或幾個(gè)壓力不同的油路

  • 

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  • 定值減壓閥控制其出口壓力為定值，應(yīng)用最廣，通常簡(jiǎn)稱為減壓閥。

• 順序閥：順序閥在進(jìn)口油壓達(dá)到或超過其自身彈簧調(diào)定的壓力時(shí)，才讓油液通過。

  • 控制多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作
  • 與單向閥組成平衡閥
  • 控制雙泵系統(tǒng)中大流量泵卸荷

• 平衡閥的作用是用來(lái)防止垂直液壓缸及工作機(jī)構(gòu)因本身重量自行下降所造成的事故或沖擊

  • 外控平衡閥和內(nèi)控平衡閥。
  • 由溢流閥和單向閥組成

• 卸荷閥：是在一定條件下，能使液壓泵卸荷的閥

  • u卸荷閥由溢流閥和單向閥組成。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到卸荷閥的開啟壓力時(shí)，閥開啟，泵卸荷；當(dāng)系統(tǒng)壓力降至閥的關(guān)閉壓力時(shí)，閥關(guān)閉，泵向系統(tǒng)加載。使泵卸荷時(shí)的壓力稱為卸荷壓力，使泵處于加載狀態(tài)的壓力稱為加載壓力。

• 壓力繼電器 ：壓力繼電器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的壓力控制元件。利用油液的壓力來(lái)啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件

• 流 量控 制 閥——用于控制液流的流量大?。还?jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥等

• 節(jié)流口

  • 針閥式（錐形凸肩）節(jié)流口：u結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可當(dāng)截止閥用。調(diào)節(jié)范圍較大。
  • 偏心式節(jié)流口：節(jié)流口由偏心的三角溝槽組成。閥芯有轉(zhuǎn)角時(shí)，節(jié)流口過流斷面面積即產(chǎn)生變化
  • 軸向三角槽式節(jié)流口：u沿閥芯的軸向開若干個(gè)三角槽。閥芯做軸向運(yùn)動(dòng)，即可改變開口量h，從而改變過流斷面面積。
  • 周向縫隙式節(jié)流口：閥芯上開有狹縫，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以作成薄刃結(jié)構(gòu)，從而獲得較小的穩(wěn)定流量
  • 軸向縫隙式節(jié)流口

• 節(jié)流閥：通過改變閥口大小，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。

• 調(diào)速閥：消除負(fù)載變化對(duì)流量穩(wěn)定的影響

  • 有壓力補(bǔ)償調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥兩種結(jié)構(gòu)
  • 節(jié)流閥適用于一般的系統(tǒng)，調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)
  • 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成
  • 溫度補(bǔ)償調(diào)速閥
    • u當(dāng)油溫升高時(shí)，芯桿熱膨脹使節(jié)流閥口關(guān)小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影響。

• 分流閥：保證多個(gè)執(zhí)行元件速度同步的流量控制閥

基本回路

壓力控制回路：控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的工作壓力

• 調(diào)壓回路：調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程不同階段實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換。一般用溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。

  • 遠(yuǎn)程調(diào)壓回路
    • 

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  • 雙級(jí)調(diào)壓回路
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  • 單級(jí)調(diào)壓回路
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  • 無(wú)級(jí)減壓回路
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• 保壓回路：使系統(tǒng)在缸不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況保持穩(wěn)定不變的壓力。

  • 保壓性能有兩個(gè)指標(biāo)：保壓時(shí)間和壓力穩(wěn)定性
    • 實(shí)現(xiàn)方式：液控單向閥，液壓泵自動(dòng)補(bǔ)油，

    • 采用輔助泵
      

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    • 采用蓄能器補(bǔ)油
      

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• 增壓回路：使系統(tǒng)的局部支路獲得比系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應(yīng)；壓力放大是在降低有效流量的前提下得到的

  • 單作用增壓缸增壓回路
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  • 雙作用增壓缸的增壓回路
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• 減壓回路：?減小系統(tǒng)壓力到需要的穩(wěn)定值，以滿足機(jī)床的夾緊、定位、潤(rùn)滑及控制油路的要求。

  • 

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• 卸荷回路：?在液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件短時(shí)間不工作時(shí)，不頻繁啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)而使泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。

  • 

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  • ?卸載方式：壓力卸載；流量卸載（僅適用于變量泵）
  • 用換向閥中位機(jī)能的卸載回路；
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  • 用先導(dǎo)型溢流閥的卸載回路；
    • 

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  • 限壓式變量泵的卸載回路；
  • 有蓄能器的卸載回路

• 平衡回路：使立式液壓缸的回油路保持一定背壓，以防止運(yùn)動(dòng)部件在懸空停止期間因自重而自行下落，或下行運(yùn)動(dòng)時(shí)因自重超速失控。

  • 采用單向順序閥的平衡回路
  • 

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  • 采用液控單向閥的平衡回路
    • 

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  • 采用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路

• 泄壓回路：?使執(zhí)行元件高壓腔中的壓力緩慢地釋放，以免泄壓過快引起劇烈的沖擊和振動(dòng)。

  • 延緩換向閥切換時(shí)間的泄壓回路；
  • 用順序閥控制的泄壓回路
    • 

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速度控制回路：控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度

• 節(jié)流調(diào)速回路：采用定量泵和流量控制閥并改變通過流量閥流量

  • 回路組成：定量泵，流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥等），溢流閥，執(zhí)行元件。其中流量控制閥起流量調(diào)節(jié)作用，溢流閥起壓力補(bǔ)償或安全作用。
  • 為了提高回路的綜合性能，一般采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背壓閥。若用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大為提高。
  • 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路：將流量控制閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。
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  • 回油節(jié)流調(diào)速回路：將流量控制閥串聯(lián)在液壓缸與油箱之間。
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  • 旁路節(jié)流調(diào)速回路：將流量控制閥安裝在液壓缸并聯(lián)的支路上
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• 容積調(diào)速回路：通過改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度

  • 沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)
  • 變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高

• 容積節(jié)流調(diào)速回路：l容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入或流出液壓缸的流量來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸的速度。

  • 沒有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。

• 快速運(yùn)動(dòng)回路

  • （1）液壓缸差動(dòng)連接回路

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    （2）雙液壓泵供油回路

    

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    （3）采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路

    

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    （4）用增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路

    

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• 速度換接回路：使液壓執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中從一種運(yùn)動(dòng)速度換到另一種運(yùn)動(dòng)速度

  • （1）快、慢速的換接回路：用行程閥的速度換接回路
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  • （2）兩個(gè)慢速的換接回路
    • 并聯(lián)
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    • 串聯(lián)
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• 容積節(jié)流調(diào)速回路：同時(shí)用變量泵和流量閥 。

方向控制回路：控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變換和鎖停

• 通過控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向的回路稱為方向控制回路。

• 換向回路

  • 換向過程一般可分為三個(gè)階段：執(zhí)行元件減速制動(dòng)，暫短停留和反向起動(dòng)。

  • （1）采用換向閥的換向回路

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    （2）采用機(jī)液換向閥的換向回路

    （3）采用雙向變量泵的換向回路

• 鎖緊回路：l使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會(huì)因外力作用而移動(dòng)位置。

  • （1）使用液控單向閥（又稱雙向液壓鎖）的鎖緊回路

    （2）使用制動(dòng)器的馬達(dá)鎖緊回路

• 制動(dòng)回路：使液壓執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為靜止?fàn)顟B(tài)，制動(dòng)快，沖擊小，制動(dòng)過程中油路出現(xiàn)的異常高壓和負(fù)壓能自動(dòng)有效地被控制

  • （1）用溢流閥的液壓缸制動(dòng)回路

    （2）采用溢流閥的液壓馬達(dá)制動(dòng)回路

多執(zhí)行元件控制回路

• 如果一個(gè)油源給多個(gè)執(zhí)行元件供油，各執(zhí)行元件因回路中壓力、流量的相互影響而在動(dòng)作上受到牽制。

• 可以通過壓力、流量、行程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行元件預(yù)定動(dòng)作的要求。

• 順序動(dòng)作回路：使液壓系統(tǒng)中的各個(gè)執(zhí)行元件嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動(dòng)作。

  • （1）壓力控制順序動(dòng)作回路

    • ①用順序閥控制的順序動(dòng)作回路

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      ②用壓力繼電器控制的順序回路

  • （2）行程控制順序動(dòng)作回路

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• 同步回路：能保證系統(tǒng)中兩個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件克服負(fù)載、摩擦阻力、泄漏、制造質(zhì)量和結(jié)構(gòu)變形上的差異，在運(yùn)動(dòng)中以相同的位移或相同的速度運(yùn)動(dòng)，前者為位置同步，后者為速度同步。嚴(yán)格地做到每一瞬間速度同步，則可保持位置同步。

  • 串聯(lián)同步回路
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  • （1）等流量控制回路
    • 用流量控制閥的同步回路
    • 用分流集流閥的同步回路
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  • （2）等容積控制回路
    • 用串聯(lián)液壓缸的同步回路
    • 帶位置補(bǔ)償?shù)拇?lián)缸同步回路
    • 用同步缸的同步回路
    • 用同步馬達(dá)的同步回路
  • （3）采用伺服閥的同步回路

• 互不干擾回路：使系統(tǒng)中幾個(gè)執(zhí)行元件在完成各自工作循環(huán)時(shí)彼此互不影響。

• 多路換向閥控制回路：多路換向閥控制回路按連接方式分為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)三種基本油路。