机械专业实验（现代测试技术自动机设计）[共30页]

第一部分 现代测试技术实验实验1 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥比较实验一、 实 验 目 的1、了解金属箔式电阻应变片单臂电桥、半桥、全桥的性能。2、了解金属箔式电阻应变片单臂电桥、半桥、全桥之间的关系。二、 实 验 内 容1、用电阻应变片组成单臂电桥，通过测得的数据，了解单臂电桥的性能。2、用电阻应变片组成半桥，通过测得的数据，了解半桥的性能。3、用电阻应变片组成全桥，通过测得的数据，了解全桥的性能。4、比较单臂电桥、半桥、全桥的性能。三、 实 验 步 骤1、检查传感器系统实验仪上各旋扭的初始位置电源主开关弹起，副开关置“关”（左侧），直流稳压电源置“2V”，F/V表置“2V”。2、差动放大器调零（1）用导线将差动放大器的“+”、“”、“”短接。（2）用导线将差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。（3）用导线将差动放大器的接地端与F/V表的接地端相连。（4）开启主电源和副电源。（5）调节差动放大器的增益旋扭，使增益为最大。（6）调节差动放大器的调零旋扭，使F/V表的示值为“0.000”。3、关闭副电源和主电源。4、拆下所有导线。5、用电阻应变片组成单臂电桥电路（1）用任何一片金属箔式电阻应变片和固定电阻组成单臂电桥电路。见图21。（2）单臂电桥的输入端与直流稳压电源的输出端相连。（3）单臂电桥的输出端与差动放大器的输入端相连。（4）差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。（5）将滑动变阻器接入电桥。（6）直流稳压电源置“4V”。（7）F/V表置“20V”。（8）开启主电源和副电源，调节电位器W1，使电桥平衡网络平衡，即F/V表的示值为“0.00”。（9）将测微头安装到双平行梁上，并与梁自由端的磁钢吸合在一起，通过目测使双平行梁基本处于水平位置。（10）调节测微头副尺上的“0”刻度与主尺上的基准线对齐。（11）调节电位器W1，使F/V表的示值为“0.00”。（12）调节测微头，使双平行梁向下移动，每移动0.5mm记录一次F/V表的示值，将测得的数据记入实验报告的表11中。（13）调节测微头，使双平行梁复位。（14）关闭副电源和主电源。6、用电阻应变片组成半桥电路（1）用两片受力方向不同的电阻应变片和固定电阻组成半桥电路。（2）半桥电路的输入端与直流稳压电源的输出端相连。（3）半桥电路的输出端与差动放大器的输入端相连。（4）差动放大器的输出端与F/V表的输入端相连。（5）将滑动变阻器接入电桥。（6）直流稳压电源置“4V”。（7）F/V表置“20V”。（8）开启主电源和副电源，调节电位器W1，使电桥平衡网络平衡，即F/V表的示值为“0.00”。（9）将测微头安装到双平行梁上，并与梁自由端的磁钢吸合在一起，通过目测使双平行梁基本处于水平位置。（10）调节测微头副尺上的“0”刻度与主尺上的基准线对齐。（11）调节电位器W1，使F/V表的示值为“0.00”。（12）调节测微头，使双平行梁向下移动，每移动0.5mm记录一次F/V表的示值，将测得的数据记入实验报告的表12中。（13）调节测微头，使双平行梁复位。（14）关闭副电源和主电源。7、用电阻应变片组成全桥电路（1）用全部电阻应变片组成全桥电路（2）全桥电路的输入端与直流稳压电源相连。（3）全桥电路的输出端与差动放大器的输入端相连。（4）差动放大器的输出端与F/V表端相连。（5）将滑动变阻器接入电桥。（6）直流稳压电源置“4V”。（7）F/V表置“20V”。（8）开启主电源和副电源，调节电位器W1，使电桥平衡网络平衡，即F/V表的示值为“0.00”。（9）将测微头安装到双平行梁上，并与梁自由端的磁钢吸合在一起，通过目测使双平行梁基本处于水平位置。（10）调节测微头副尺上的“0”刻度与主尺上的基准线对齐。（11）调节电位器W1，使F/V表的示值为“0.00”。（12）调节测微头，使双平行梁向下移动，每移动0.5mm记录一次F/V表的示值，将测得的数据记入实验报告的表13中。（13）调节测微头，使双平行梁复位。（14）关闭副电源和主电源。（15）取下测微头。（16）各旋扭复位。（17）拆下所有导线。图21 电阻应变片接桥示意图及电桥平衡网络图四、 实 验 报 告1、数据记录将测得的数据记入下列各表中。表11 单臂电桥的性能原始数据记录表位移X（mm）0.51.01.52.02.53.03.54.0电压V（mv ）表12 半桥的性能原始数据记录表位移X（mm）0.51.01.52.02.53.03.54.0电压V（mv ）表13 全桥的性能原始数据记录表位移X（mm）0.51.01.52.02.53.03.54.0电压V（mv ）2、数据处理 以位移为纵坐标，电压为横坐标，在同一坐标系中绘制单臂电桥、半桥、全桥的XV特性曲线。 3、数据分析 根据三种电桥的XV特性曲线，比较三种电桥的灵敏性和准确度，并说明原因。 预 习 报 告实验名称：预习日期：班 级：姓 名：同组学生： 一、实验仪器、设备 二、实验目的 三、实验内容四、实验原理五、实验步骤实 验 报 告实验名称：实验日期：班 级：姓 名： 实验2 动态应变的测量一、 实 验 目 的1、了解动态应变测量仪器的工作原理及使用方法。2、掌握动态应变的测量技术。3、掌握动态特性的分析方法。二、 实 验 内 容Y10B先导式溢流阀动态参数的测量。三、 实 验 原 理 在液压系统中，除有液压泵供油外，还必须有各种控制元件对液流参数进行调控。溢流阀就是液压控制阀中的一种，它在不断溢流的过程中调节或稳定液压系统的压力，防止系统过载，保证系统安全。 溢流阀是液压系统中不可缺少的重要元件，其性能对系统的压力稳定和动态工作品质都有较大的影响。溢流阀的动态性能是指当通过溢流阀的溢流量发生阶跃变化时，溢流阀所控制的压力随时间的瞬态变化情况。溢流阀的动态性能通常用压力超调量、压力回升时间和卸荷时间这三项指标来衡量。溢流阀压力示波图见图21。图 2-1 先导式溢流阀的压力示波图（1）压力超调量P：最大压力冲击峰值P3与调定压力P2的差值。（2）压力回升时间t2：被试阀从初始压力P1开始，升至调定压力P2 并稳定所需的时间。（3）卸荷时间t1：被试阀从调定压力P2开始，卸荷至初始压力P1 并稳定所需的时间。用二位二通和二位三通电磁阀分别给被试阀的主油路瞬时输入流量阶跃信号，被试阀的动态压力响应信号采用压力传感器输出，经动态应变仪和光线示波器取得记录曲线，然后进行数据处理，得出上述三项指标的数值。溢流阀动态性能调试的工作框图如下：压力传感器电 桥 盒动态应变仪光线示波器电源供给箱 溢流阀动态性能测试系统原理图如下：图 2-2 溢流阀的性能实验的液压系统原理图四、实 验 仪 器63型动态电阻应变仪（附3型电源供给箱），16型光线示波器，2100型电阻丝式压力传感器，液压教学试验台。五、 实 验 步 骤1、检查各仪器、设备上的开关、旋扭的初始位置（1）电源供给器：电源开关置“关”，高/低压选择开关置“低压”，高压开关置“关”。（2）动态电阻应变仪：输出选择开关置“平衡”，粗/细选择开关置“细”，标定选择开关置“0”，衰减选择开关置“0”，标/测选择开关置“测”。（3）光线示波器：前面板各键弹起，后面板的电源开关置“关”，输入/输出选择开关置“输出”电压选择开关置“220V”。（4）液压实验台：各溢流阀打开，各节流阀关闭，各压力表开关和电磁阀开关均置“0”。2、接桥将液压实验台上的压力传感器中的半桥电路接在电阻应变仪的电桥盒上。3、调节（1）电源供给器A 电源开关置“电源”，红色指示灯亮；B 高/低压选择开关置“高压”；C 高压开关置“高压”。（2）动态电阻应变仪A 输出选择开关置“12”；B 粗/细选择开关置“细”；C 标定选择开关置“0”；D 标/测选择开关置“测”。E 将衰减选择开关的各档调平衡，即电表的两个指针均指“0”，若指针不指“0”，可调节“电阻平衡”电位器和“电容平衡”电位器，最后该开关置“10”。（3）光线示波器A 后面板的电源开关置“开”；B 按下并锁定走纸电机开关；C 按下并锁定起辉开关；D 将“光点”和“分格线”调至最大（左端）；E 选择合适的振子；F 装入紫外线感光纸。（4）液压实验台A 启动液压泵8；B 调节溢流阀9，使系统压力P6为6.5MPa；C 电磁阀11通电。4、标定（1）在光线示波器上选择合适的走纸速度，一般选择“时间频率”为“1”中的“5”或“10”。（2）按下拍摄开关，记录零压基线。（3）调节溢流阀14，使压力P8以1MPa的间隔升压，每升一级压力，按一次拍摄开关，记录下该压力的位置，直至额定压力6.3MPa。（4）电磁阀15通电，记录下此时的零压基线。5、测量（1）选择合适的走纸速度，一般选择“时间频率”为“0.1”中的“50”或“100”。（2）按下拍摄开关的同时，电磁阀15断电，约2秒钟后电磁阀15通电，并松开拍摄开关。（3）取下记录纸，在阳光下进行二次曝光。6、复位（1）调节溢流阀9、14，使压力降至最低。（2）各压力表开关和电磁阀开关均置“0”。（3）关闭液压泵8。（4）光线示波器前面板的各键弹起。（5）电源供给器的高压开关置“关”，高/低压选择开关置“低压”，电源开关置“关”。 （6）经一定时间散热后，光线示波器的电源开关置“关”。六、 实 验 报 告1、根据记录纸上的动态特性曲线，计算出被试阀的各动态参数。2、根据被试阀的动态参数，分析该阀的动态性能。注：参考数据如下P（10%20%）P； t（0.150.2）s； t（0.070.1）s预 习 报 告实验名称：预习日期：班 级：姓 名：同组学生：一、实验仪器、设备 二、实验目的 三、实验内容四、实验原理五、实验步骤实 验 报 告实验名称：实验日期：班 级：姓 名：第二部分 自动机械设计实验实验1 自动机械工作循环时间的测定一、 实 验 目 的1、了解糖果包装机的包装工艺过程和各执行机构的工作原理。2、根据测得的数据绘制出糖果包装机的工作循环图。二、 实 验 内 容1、送糖前冲机构工作循环时间的测定（1）由初始位置向糖夹方向推进；（2）在糖夹工位停留；（3）由糖夹工位返回初始位置；（4）返回途中停留；（5）返回到初始位置；（6）在初始位置停留。2、下折纸机构工作循环时间的测定（1）由初始位置向糖夹方向前进并折纸；（2）返回到初始位置。3、转盘机构工作循环时间的测定（1）转盘转位；（2）转位后停留。4、扭结机械手轴向进退机构工作循环时间的测定（1）向糖夹工位前进；（2）在糖夹工位停留；（3）旋转扭结并向糖夹工位前进；（4）返回初始位置；（5）在初始位置停留。5、扭结机械手手指开合机构工作循环时间的测定（1）手指由开启状态向闭合状态运动；（2）闭合后停留；（3）由闭合状态恢复到开启状态；（4）在开启状态停留。6、打糖机构工作循环时间的测定（1）由初始位置向糖夹工位前进并打糖；（2）由糖夹工位返回初始位置；（3）在初始位置停留。三、 实 验 步 骤1、选择各机构的初始位置。2、确定初始位置的测量基准。3、逆时针缓慢旋转手轮，根据各执行机构的运动状态，测量各执行机构拐点处的转角，将测得的数据记入实验报告的表11中。四、 实 验 报 告1、数据记录将测得的数据记入表11中2、数据处理根据测得的数据，在坐标纸上绘制出糖果包装机各执行机构的工作循环图。3、数据分析根据所做的工作循环图，分析各执行机构的工作循环是否合理。如果不合理，可提出改进措施，并绘出改进后的机构工作循环图。表1-1 各执行机构工作循环图的原始数据记录表机构名称运动状态角度运动状态角度运动状态角度运动状态角度运动状态角度运动状态角度角度送糖前冲机构下折纸机构转盘转位机构扭结机械手轴向进退机构扭结机械手手指开合机构打糖机构预 习 报 告实验名称：预习日期：班 级：姓 名：同组学生： 一、实验仪器、设备 二、实验目的 三、实验内容四、实验原理五、实验步骤实 验 报 告实验名称：实验日期：班 级：姓 名： 实验3自动机械生产控制系统的设计一、概 述在现代生产发展过程中，随着科学技术水平的不断提高，在生产自动化方面已经取得了很大的成就；同时，生产自动化的发展，对于不断提高劳动生产率和促进社会生产的发展，也起到了巨大的推动作用。人类的生产活动，最初是完全依靠人们手工和简陋工具进行的，这种方式生产的产品产量低、质量差，不能适应人们对物质和文化日益增长的需求。为了进一步改善劳动条件、提高生产率、保证产品质量、减少占地面积、减少操作工人的数量，落后的生产方式在实践中得到不断的发展和提高，使生产过程实现了机械化、自动化。生产过程的机械化，使得用于直接改变原材料使之变成产品的基本劳动，得以用机器来代替；而生产过程的自动化，进一步使工人从辅助性劳动中解放出来，大大减轻了工人的劳动强度。机电一体化及自动控制技术，是融机械、电气、电子、计算机等技术于一体的综合技术。如果由很多工人直接操作机床、转运工件、检测零件等，必然会使生产率、加工质量、生产成本等受到一定的影响和限制。当人们将生产过程改变为由若干台自动机床按照一定的加工工序排列，利用工件传送装置和自动控制系统联结起来的生产线，并使各台自动机床自动上下料，各机床及辅助设备动作协调地按规定的工艺顺序自动地、准确地按一定的节拍进行工作，就成为自动生产线，使生产过程由机械化发展为自动化。这种发展不但进一步消除了繁重的体力劳动和单调的手工作业，更主要的是提高了生产率、提高了设备利用率、提高了产品质量的可靠性、缩短了生产周期、降低了生产成本，可以更多、更快、更好、更省地进行工业生产。这是现代生产发展的主要趋势之一，具有重大的意义。二、实验目的 1、了解生产控制系统的作用、结构组成和生产工艺过程。 2、了解生产控制系统的机械装配、调试技术。 3、了解生产控制系统的编程、控制技术。三、实验内容该生产控制系统既可做单机实验，也可做联机实验。一、生产控制系统的组成该生产控制系统由六站组成 1、上料检测站 （1）回转工作台将工件依次送到检测工位； （2）提升装置将工件提升并检测工件颜色。2、工件搬运站 机械手将工件从上一站搬运至下一站。3、加工站 （1）工件通过回转工作台在四个工位之间转换； （2）在钻孔工位加工孔； （3）位移模拟量传感器检测孔的深度。4、安装站 （1）选择要安装工件的料仓； （2）将工件从料仓中推出； （3）安装工件。5、安装搬运站 （1）将加工完的工件拿起送入装配工位； （2）将装配完的工件拿起送至分类站； （3）将不合格的工件放入废品仓。6、分类站 （1）按工件类型分类； （2）将工件推入仓库中的不同位置； （3）用触摸屏设定一次加工工件的数量； （4）统计各类成品工件数量和废品工件数量。二、控制系统1、气动控制2、电气控制3、PLC控制三、检测系统传感器四、生产控制系统的按装和调试 四、实验步骤 1、检查各站开关的初始位置空气滤清器开关置“关”，急停旋钮处于释放状态，手动/自动开关置“自动”，单机/联机开关置“联机”，空气压缩机开关置“关”。2、启动空气压缩机。3、达到工作压力后，空气滤清器开关置“开”。4各站依次按“上电”开关，“复位”开关闪烁，按“复位”开关，“开始”开关闪烁，按“开始”开关，各站的机构开始动作。五、实验报 告思考题：1、生产控制系统是否可以称为自动线？为什么？2、生产控制系统的结构组成是什么？属于哪种类型？3、生产控制系统的传送装置有哪些？属于哪种类型？4、生产控制系统的供料装置的工作原理是什么？5、生产控制系统是怎样进行检测的？6、生产控制系统是怎样进行控制的？属于哪种控制方式？为什么？预 习 报 告实验名称：预习日期：班 级：姓 名：同组城市： 一、实验仪器、设备 二、实验目的 三、实验内容四、实验原理五、实验步骤实 验 报 告实验名称：实验日期：班 级：姓 名：