測量線性速度用什麼儀器

A. 什麼是測速感測器 原理是什麼 分類是什麼

測速感測器顧名思義就是檢測速度的感應元件。

根據原理不同可分為機械感測器和電子感測器。

應用最廣泛的有霍爾感測器，其工作原理是：在磁場作用下，通有電流的金屬片上產生一橫向電位差。
這個電壓和磁場及控制電流成正比：
VH＝K╳｜H╳IC｜
式中VH為霍爾電壓，H為磁場，IC為控制電流，K為霍爾系數。
在半導體中霍爾效應比金屬中顯著，故一般霍爾器件是採用半導體材料製作的。
用霍爾器件，可以進行非接觸式電流測量，眾所周知，當電流通過一根長的直導線時，在導線周圍產生磁場，磁場的大小與流過導線的電流成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然後用霍爾器件進行檢測，由於磁場與霍爾器件的輸出有良好的線性關系，因此可利用霍爾器件測得的訊號大小，直接反應出電流的大小，即： I∞B∞VH
其中I為通過導線的電流，B為導線通電流後產生的磁場，VH為霍爾器件在磁場B中產生的霍爾電壓、當選用適當比例系數時，可以表示為等式。霍爾感測器就是根據這種工作原理製成的。

現在高速公路上應用的是雷達速度感測器，具體工作原理我不是很清楚。工業上應用最廣泛的差不多就是霍爾感測器

B. 游標卡尺的使用方法

游標卡尺的概述
游標卡尺作為一種被廣泛使用的高精度測量工具，它是由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩部分構成。如果按游標的刻度值來分，游標卡尺又分0.1、0.05、0.02mm三種。
向左轉|向右轉

游標卡尺的讀數方法
以刻度值0.02mm的精密游標卡尺為例，讀數方法，可分三步；
1)根據副尺零線以左的主尺上的最近刻度讀出整毫米數；
2）根據副尺零線以右與主尺上的刻度對準的刻線數乘上0.02讀出小數；
3）將上面整數和小數兩部分加起來，即為總尺寸。
向左轉|向右轉


0.02mm游標卡尺的讀數方法
如上圖所示，副尺0線所對主尺前面的刻度64mm，副尺0線後的第9條線與主尺的一條刻線對齊。副尺0
線後的第9條線表示：
0.02x9=
0.18mm
所以被測工件的尺寸為：
64+0.18=64.18mm
游標卡尺的使用方法
將量爪並攏，查看游標和主尺身的零刻度線是否對齊。如果對齊就可以進行測量：如沒有對齊則要記取零誤差：游標的零刻度線在尺身零刻度線右側的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側的叫負零誤差（這種規定方法與數軸的規定一致，原點以右為正，原點以左為負）。
測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，左手拿待測外徑（或內徑）的物體，使待測物位於外測量爪之間，當與量爪緊緊相貼時，即可讀數，如下圖所示：

向左轉|向右轉
游標卡尺的應用
游標卡尺作為一種常用量具，其可具體應用在以下這四個方面：
1）測量工件寬度
2）測量工件外徑
3）測量工件內徑
4）測量工件深度
具體的這四個方面的測量方法請看下圖：

向左轉|向右轉
使用注意事項
游標卡尺是比較精密的量具，使用時應注意如下事項：
1)
使用前,應先擦乾凈兩卡腳測量面,合攏兩卡腳,檢查副尺0線與主尺0線是否對齊,若未對齊,應根據原始誤差修正測量讀數。
2)
測量工件時,卡腳測量面必須與工件的表面平行或垂直,不得歪斜。且用力不能過大,以免卡腳變形或磨損,影響測量精度。
3)
讀數時，視線要垂直於尺面，否則測量值不準確。
4)
測量內徑尺寸時，應輕輕擺動，以便找出最大值。
5)
游標卡尺用完後，仔細擦凈，抹上防護油，平放在合內。以防生銹或彎曲。
以上是對游標卡尺的介紹，包括其讀數、使用方法以及其應用等內容，由於游標卡尺是種比較精密的量具，現已經被廣泛應用於工業測量長度上，隨著科學技術的發展以及行業的不斷壯大，檢測儀器數字化是當前及未來儀器的普遍趨勢，而且對工件的測量效率也會要求越來越高。而當前工廠內部品質檢查的方法是測量一個數據後，由測量人員人工記錄在紙張中，或者由一個人測量，另一個人進行記錄的操作方式，當需要進行分析時，由操作人員錄入到電腦的EXCEL表格中；這種傳統的測量方式導致的問題是效率低，數據容易記錯。針對目前這種情況，我們太友公司推廣出了一種高效應用游標卡尺測量長度的方法，只把利用我們的數據採集儀連接到游標卡尺上，採集儀就會自動從游標卡尺中獲取測量數據，進行記錄，分析計算，形成相應的各類圖形，對測量結果進行自動判斷等，這種方法真正實現了測量的數據化，不但可以減少由於人工測量所造成的誤差，還可以大大提高測量效率。測量示意圖如下：
向左轉|向右轉

C. 常用的測量儀器

測量儀器是用來測量物理量的裝置。在物理科學、質量保證和工程中，測量是獲取和比較現實世界中物體和事件的物理量的行為。已建立的標准對象和事件被當做單位，在測量過程中給出與研究項目和參考測量單位相關的數字。所有測量儀器都會受到不同程度的儀器誤差和測量不確定度的影響。

科學家、工程師和其他人使用各種儀器進行測量。這些儀器可以是簡單的物體，如尺子和秒錶，也可以是電子顯微鏡和粒子加速器。虛擬儀器廣泛應用於現代測量儀器的發展。正在討論詞條「環境影響評價」正在探討中
條熱評討論正在進行中…
測量儀器

雷勛詠
中國科學技術大學 · 物理學博士
最近更新於2019.12.13 18:41 ，查看全部1個編審記錄

尼摩船長和阿龍納斯教授正在注視海底二萬里的測量儀器。
測量儀器是用來測量物理量的裝置。在物理科學、質量保證和工程中，測量是獲取和比較現實世界中物體和事件的物理量的行為。已建立的標准對象和事件被當做單位，在測量過程中給出與研究項目和參考測量單位相關的數字。所有測量儀器都會受到不同程度的儀器誤差和測量不確定度的影響。

科學家、工程師和其他人使用各種儀器進行測量。這些儀器可以是簡單的物體，如尺子和秒錶，也可以是電子顯微鏡和粒子加速器。虛擬儀器廣泛應用於現代測量儀器的發展。

定義
為了取得目標物某些屬性值
基本內容
精度、誤差、測量標准器材
早期發展
海面上准確測量出天體的位置
時間

手錶，一種計時裝置。
過去，常常使用日冕作為測量時間的工具。今天，鍾表成為了平時測量時間的工具。原子鍾用於高精度測量時間。秒錶也用於在一些運動中計時。

能量
能量由能量計測量。能量計的例子包括：

電表
電表以千瓦小時為單位直接測量能量。

氣量表
氣量計通過記錄使用的氣體量間接測量能量。然後這個數值可以通過乘以氣體的發熱量轉換成對能量的測量。

功率（能量通量）
交換能量的物理系統可以用每個時間間隔交換的能量來描述，也稱為功率或能量通量。

（參見下面的任何功率測量裝置）
做功
做功描述了在一個過程的持續時間內的能量總和（能量的時間積分）。它的量綱與角動量的量綱相同。

光電管提供電壓測量，能用來計算光的量子化做功（普朗克常數）。
力學
力學包括經典力學和連續介質力學中的基本量；但盡量排除與溫度相關的問題或物理量。

長度（距離）
長度、距離或測距儀
面積
面積測量儀
體積

量杯，測量體積的常用儀器。
浮重（固體）
溢流槽（固體）
量杯（粒狀固體、液體）
流量測量裝置（液體）
量筒（液體）
移液管（液體）
測氣管，集氣槽（氣體）
如果固體的質量密度已知，稱重可以計算體積。

質量流量或體積流量測量
氣量計
質量流量計
計量泵
水表
速度（長度通量）
航速表
雷達槍，一種多普勒雷達裝置，利用多普勒效應間接測量速度。
激光雷達測速槍
速度計
轉速表（轉速）
視距儀
氣壓測量器
加速
加速計
質量

天平：通過平衡力來測量力場中質量的儀器。
天平
自動檢重機
導熱析氣計
稱重秤
慣性天平
質譜儀測量的是質荷比，而不是質量。
線動量
沖擊擺
力（線性動量通量）
測力計

在加速參考系中測量絕對壓力：地球重力場中水銀（Hg）氣壓計的原理。
彈簧秤
應變儀
扭秤
摩擦計
壓力（線性動量的通量密度）
風速計（用於確定風速）
用以測量大氣壓力的氣壓計。
壓力計見壓力測量和壓力感測器
皮託管（用於確定速度）
工業用和便攜性的輪胎氣壓表
角
圓周羅盤
照準儀
測角儀
量角器
量角儀
象限儀
反射儀器
八分儀
反光圈
六分儀
經緯儀
角速度或單位時間內旋轉的角度
頻閃儀
轉速計
扭矩
測力計
普龍尼制動器
扭矩扳手
三維空間中的方向
另請參見下面關於導航的部分。

水平

定鏡水準儀
激光水平儀
水平儀
方向

陀螺儀
能量由機械量、機械功傳遞
沖擊擺，間接通過計算和/或測量來得到能量
電力、電子和電氣工程
與電荷相關的考慮主導了電力和電子。電荷通過電場相互作用。如果電荷不動，這種場叫做電場。如果電荷移動，從而產生電流，特別是在電中性導體中，這種場稱為磁場。電可以被賦予一個物理量——電勢。電有一種類物質的性質，電荷。基本電動力學中的能量（或功率）是通過將電勢乘以在該電勢下發現的電荷量（或電流）來計算：電勢乘以電荷（或電流）。

檢測凈電荷的儀器，驗電器。
電荷
靜電計經常被用來確認由接觸產生的靜電摩擦起電序列現象。
庫侖用扭稱建立電荷和力之間關系，見上文。
電流（電荷的流動）
安培計
鉗型電流表
檢流計
達松瓦爾檢流計
電壓 （電勢差）
示波器允許量化與時間變化的電壓
伏特計
電阻, 電導 （和 電導率）
歐姆計
時域反射計通過電信號的運行時間測量來表徵和定位金屬電纜中的故障。
惠斯通電橋
電容
電容計
電感
電感表
電能或電能攜帶的能量
電能表
電表
電力負載的功率（能量的流動）
瓦特計
電場 （電勢的負梯度，單位長度的電壓）
場強計
磁場
指南針
霍爾效應感測器
磁力計
質子磁力儀
超導量子干涉儀（superconcting quantum interference device）
組合儀器
萬用表，至少結合電流表、電壓表和歐姆表的功能。
電感電容電阻測量計，結合了歐姆表、電容表和電感表的功能。由於電橋電路的測量方法，也稱為元件電橋。

D. 車輛的測速要用到什麼儀器

汽車測速器一般是雷達測速。
雷達測速，就是根據接收到的反射波頻移量的計算而得出被測物體的運動速度。通俗來說，就是在道路旁邊架設雷達發射器，向道路來車方向發射雷達波束，再接收汽車的反射的回波，通過回波分析測定汽車車速，如車速超過設定值，則指令相機拍攝（晚間同時觸發閃光燈）。
目前，警用的雷達測速儀分固定和流動兩種，固定的安裝在橋梁或者十字路口，流動的一般安裝在巡邏車上。

E. 多普勒測速儀是怎樣工作的

從開過來的機車所聽到的聲波間的距離被壓縮了，就好像一個人正在關手風琴。這個動作的結果產生一個明顯的較高的音調。當火車離去時，聲波傳播開來，就出現了較低的聲音--這種現象被稱為「多普勒」效應。
檢查機動車速度的雷達測速儀也是利用這種多普勒效應。從測速儀里射出一束射線，射到汽車上再返回測速儀。測速儀裡面的微型信息處理機把返回的波長與原波長進行比較。返回波長越緊密，前進的汽車速度也越快--那就證明駕駛員超速駕駛的可能性也越大。
多普勒測速儀儀器介紹

TSI的LDV/PDPA系統
LDV/PDPA的主要裝置和原理
激光多普勒測速儀是測量通過激光探頭的示蹤粒子的多普勒信號，再根據速度與多普勒頻率的關系得到速度。由於是激光測量，對於流場沒有干擾，測速范圍寬，而且由於多普勒頻率與速度是線性關系，和該點的溫度，壓力沒有關系，是目前世界上速度測量精度最高的儀器。
LDV/PDPA測速工作原理可以用干涉條紋來說明。當聚焦透鏡把兩束入射光以?角會聚後，由干激光束良好的相乾性，在會聚點上形成明暗相間的干涉條紋，條紋間隔正比干光波波長，而反比干半交角的正弦值。當流體中的粒子從條紋區的方向經過時，會依次散射出光強隨時間變化的一列散射光波，稱為多普勒信號。這列光波強度變化的頻率稱為多普勒頻移。經過條紋區粒子的速度愈高，多普勒頻移就愈高。將垂直於條紋方向上的粒子速度，除以條紋間隔，考慮到流體的折射率就能得到多普勒頻移與流體速度之間線性關系。LDV/PDPA系統就是利用速度與多譜勒頻移的線性關系來確定速度的。各個方向上的多普勒頻率的相位差和粒子的直徑成正比，利用監測到的相位差可以來確定粒徑。

LDV/PDPA系統從功能上分為：光路部分、信號處理部分。光路部分：採用He-Ni激光器或Ar離子激光器，是因為它們能夠提供高功率的514.5nm,488nm,476.5nm三種波長的激光。帶有頻移裝置的分光器將激光分成等強度的兩束，經過單模保偏光纖和光纖耦合器，將激光送到激光發射探頭，調整激光在光腰部分聚焦在同一點，以保證最小的測量體積,這一點就是測量體即光學探頭。接受探頭將接受到的多普勒信號送到光電倍增管轉化為電信號以及處理並發大，再至多普勒信號分析儀分析處理後至計算機記錄，配套系統軟體可以進行數據處理工作。在流場中存在適當示蹤粒子的倩況下，可同時測出流動的三個方向速度及粒子直徑。
TSI公司在國際上第一個生產商業化的LDV/PDPA系統，現在的 TSI公司的LDV/PDPA系統已經擁有4項專利設計，並且在流場、湍流、傳質、傳熱、流型、燃燒研究上有廣泛的使用。FSA4000可以處理高達175MHz的多普勒頻率，加上40MHz的頻移，可以處理1000m/s以上的流場。
所以，對於3D PDPA系統，由於采樣時間長，激光器的要求是穩定，能夠長時間穩定工作，而且三個波長的能量要求盡量相當，以保證三維速度測量的准確性，所以TSI公司選用了價格較貴，但是質量穩定的世界激光器第一品牌相干公司的激光器。在光路設計上，要求能夠保證高的信噪比以及方便調節易於用戶使用。這就要求在光纖探頭的調節上，即要求調節范圍寬，又要求調節精度高。而且在多維測量中，多束激光要求聚焦到同一點，TSI公司提供專門的調節工具，從根本上保證了信號的質量。世界絕大多數有關激光測速的文章、論文、試驗結果都是採用TSI公司的產品獲得。TSI公司的多普勒激光測速儀的性能穩定，質量可靠，已經在世界范圍內得到客戶的證明。

F. 在實驗室測量平均速度的實驗中 , 使用的主要測量工具是什麼和什麼

在實驗室測量平均速度的實驗中 , 使用的主要測量工具是米尺和秒錶。
米尺測量物體運動的距離，秒錶用來測量時間。
平均速度為運動的距離除以所需時間。
一般情況下採用的方法一是單位時間內的物體運動的距離；二是物體運動固定距離所需的時間。

G. 列出市面上常見的測量速度的三種儀器，並解釋其原理。

最常用的是高速攝影（像）機和測速雷達。

例如使用每秒拍攝1000幀圖像的攝影機拍攝下來的運動物體，比較一下相鄰兩幀圖片中物體移動的距離，就可以得出這 1/1000秒 中的平均速度。相對於一般測速方式，這個數據就很接近瞬時速度了。這個測量精度還可以不斷提高。

測速雷達的原理也差不多，只不過是通過兩次測距時間間隔和距離之差來計算的