测量线性速度用什么仪器

A. 什么是测速传感器 原理是什么 分类是什么

测速传感器顾名思义就是检测速度的感应元件。

根据原理不同可分为机械传感器和电子传感器。

应用最广泛的有霍尔传感器，其工作原理是：在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差。
这个电压和磁场及控制电流成正比：
VH＝K╳｜H╳IC｜
式中VH为霍尔电压，H为磁场，IC为控制电流，K为霍尔系数。
在半导体中霍尔效应比金属中显著，故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。
用霍尔器件，可以进行非接触式电流测量，众所周知，当电流通过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的讯号大小，直接反应出电流的大小，即： I∞B∞VH
其中I为通过导线的电流，B为导线通电流后产生的磁场，VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时，可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。

现在高速公路上应用的是雷达速度传感器，具体工作原理我不是很清楚。工业上应用最广泛的差不多就是霍尔传感器

B. 游标卡尺的使用方法

游标卡尺的概述
游标卡尺作为一种被广泛使用的高精度测量工具，它是由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。如果按游标的刻度值来分，游标卡尺又分0.1、0.05、0.02mm三种。
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游标卡尺的读数方法
以刻度值0.02mm的精密游标卡尺为例，读数方法，可分三步；
1)根据副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整毫米数；
2）根据副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线数乘上0.02读出小数；
3）将上面整数和小数两部分加起来，即为总尺寸。
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0.02mm游标卡尺的读数方法
如上图所示，副尺0线所对主尺前面的刻度64mm，副尺0线后的第9条线与主尺的一条刻线对齐。副尺0
线后的第9条线表示：
0.02x9=
0.18mm
所以被测工件的尺寸为：
64+0.18=64.18mm
游标卡尺的使用方法
将量爪并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。如果对齐就可以进行测量：如没有对齐则要记取零误差：游标的零刻度线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差，在尺身零刻度线左侧的叫负零误差（这种规定方法与数轴的规定一致，原点以右为正，原点以左为负）。
测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数，如下图所示：

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游标卡尺的应用
游标卡尺作为一种常用量具，其可具体应用在以下这四个方面：
1）测量工件宽度
2）测量工件外径
3）测量工件内径
4）测量工件深度
具体的这四个方面的测量方法请看下图：

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使用注意事项
游标卡尺是比较精密的量具，使用时应注意如下事项：
1)
使用前,应先擦干净两卡脚测量面,合拢两卡脚,检查副尺0线与主尺0线是否对齐,若未对齐,应根据原始误差修正测量读数。
2)
测量工件时,卡脚测量面必须与工件的表面平行或垂直,不得歪斜。且用力不能过大,以免卡脚变形或磨损,影响测量精度。
3)
读数时，视线要垂直于尺面，否则测量值不准确。
4)
测量内径尺寸时，应轻轻摆动，以便找出最大值。
5)
游标卡尺用完后，仔细擦净，抹上防护油，平放在合内。以防生锈或弯曲。
以上是对游标卡尺的介绍，包括其读数、使用方法以及其应用等内容，由于游标卡尺是种比较精密的量具，现已经被广泛应用于工业测量长度上，随着科学技术的发展以及行业的不断壮大，检测仪器数字化是当前及未来仪器的普遍趋势，而且对工件的测量效率也会要求越来越高。而当前工厂内部品质检查的方法是测量一个数据后，由测量人员人工记录在纸张中，或者由一个人测量，另一个人进行记录的操作方式，当需要进行分析时，由操作人员录入到电脑的EXCEL表格中；这种传统的测量方式导致的问题是效率低，数据容易记错。针对目前这种情况，我们太友公司推广出了一种高效应用游标卡尺测量长度的方法，只把利用我们的数据采集仪连接到游标卡尺上，采集仪就会自动从游标卡尺中获取测量数据，进行记录，分析计算，形成相应的各类图形，对测量结果进行自动判断等，这种方法真正实现了测量的数据化，不但可以减少由于人工测量所造成的误差，还可以大大提高测量效率。测量示意图如下：
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C. 常用的测量仪器

测量仪器是用来测量物理量的装置。在物理科学、质量保证和工程中，测量是获取和比较现实世界中物体和事件的物理量的行为。已建立的标准对象和事件被当做单位，在测量过程中给出与研究项目和参考测量单位相关的数字。所有测量仪器都会受到不同程度的仪器误差和测量不确定度的影响。

科学家、工程师和其他人使用各种仪器进行测量。这些仪器可以是简单的物体，如尺子和秒表，也可以是电子显微镜和粒子加速器。虚拟仪器广泛应用于现代测量仪器的发展。正在讨论词条“环境影响评价”正在探讨中
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测量仪器

雷勋咏
中国科学技术大学 · 物理学博士
最近更新于2019.12.13 18:41 ，查看全部1个编审记录

尼摩船长和阿龙纳斯教授正在注视海底二万里的测量仪器。
测量仪器是用来测量物理量的装置。在物理科学、质量保证和工程中，测量是获取和比较现实世界中物体和事件的物理量的行为。已建立的标准对象和事件被当做单位，在测量过程中给出与研究项目和参考测量单位相关的数字。所有测量仪器都会受到不同程度的仪器误差和测量不确定度的影响。

科学家、工程师和其他人使用各种仪器进行测量。这些仪器可以是简单的物体，如尺子和秒表，也可以是电子显微镜和粒子加速器。虚拟仪器广泛应用于现代测量仪器的发展。

定义
为了取得目标物某些属性值
基本内容
精度、误差、测量标准器材
早期发展
海面上准确测量出天体的位置
时间

手表，一种计时装置。
过去，常常使用日冕作为测量时间的工具。今天，钟表成为了平时测量时间的工具。原子钟用于高精度测量时间。秒表也用于在一些运动中计时。

能量
能量由能量计测量。能量计的例子包括：

电表
电表以千瓦小时为单位直接测量能量。

气量表
气量计通过记录使用的气体量间接测量能量。然后这个数值可以通过乘以气体的发热量转换成对能量的测量。

功率（能量通量）
交换能量的物理系统可以用每个时间间隔交换的能量来描述，也称为功率或能量通量。

（参见下面的任何功率测量装置）
做功
做功描述了在一个过程的持续时间内的能量总和（能量的时间积分）。它的量纲与角动量的量纲相同。

光电管提供电压测量，能用来计算光的量子化做功（普朗克常数）。
力学
力学包括经典力学和连续介质力学中的基本量；但尽量排除与温度相关的问题或物理量。

长度（距离）
长度、距离或测距仪
面积
面积测量仪
体积

量杯，测量体积的常用仪器。
浮重（固体）
溢流槽（固体）
量杯（粒状固体、液体）
流量测量装置（液体）
量筒（液体）
移液管（液体）
测气管，集气槽（气体）
如果固体的质量密度已知，称重可以计算体积。

质量流量或体积流量测量
气量计
质量流量计
计量泵
水表
速度（长度通量）
航速表
雷达枪，一种多普勒雷达装置，利用多普勒效应间接测量速度。
激光雷达测速枪
速度计
转速表（转速）
视距仪
气压测量器
加速
加速计
质量

天平：通过平衡力来测量力场中质量的仪器。
天平
自动检重机
导热析气计
称重秤
惯性天平
质谱仪测量的是质荷比，而不是质量。
线动量
冲击摆
力（线性动量通量）
测力计

在加速参考系中测量绝对压力：地球重力场中水银（Hg）气压计的原理。
弹簧秤
应变仪
扭秤
摩擦计
压力（线性动量的通量密度）
风速计（用于确定风速）
用以测量大气压力的气压计。
压力计见压力测量和压力传感器
皮托管（用于确定速度）
工业用和便携性的轮胎气压表
角
圆周罗盘
照准仪
测角仪
量角器
量角仪
象限仪
反射仪器
八分仪
反光圈
六分仪
经纬仪
角速度或单位时间内旋转的角度
频闪仪
转速计
扭矩
测力计
普龙尼制动器
扭矩扳手
三维空间中的方向
另请参见下面关于导航的部分。

水平

定镜水准仪
激光水平仪
水平仪
方向

陀螺仪
能量由机械量、机械功传递
冲击摆，间接通过计算和/或测量来得到能量
电力、电子和电气工程
与电荷相关的考虑主导了电力和电子。电荷通过电场相互作用。如果电荷不动，这种场叫做电场。如果电荷移动，从而产生电流，特别是在电中性导体中，这种场称为磁场。电可以被赋予一个物理量——电势。电有一种类物质的性质，电荷。基本电动力学中的能量（或功率）是通过将电势乘以在该电势下发现的电荷量（或电流）来计算：电势乘以电荷（或电流）。

检测净电荷的仪器，验电器。
电荷
静电计经常被用来确认由接触产生的静电摩擦起电序列现象。
库仑用扭称建立电荷和力之间关系，见上文。
电流（电荷的流动）
安培计
钳型电流表
检流计
达松瓦尔检流计
电压 （电势差）
示波器允许量化与时间变化的电压
伏特计
电阻, 电导 （和 电导率）
欧姆计
时域反射计通过电信号的运行时间测量来表征和定位金属电缆中的故障。
惠斯通电桥
电容
电容计
电感
电感表
电能或电能携带的能量
电能表
电表
电力负载的功率（能量的流动）
瓦特计
电场 （电势的负梯度，单位长度的电压）
场强计
磁场
指南针
霍尔效应传感器
磁力计
质子磁力仪
超导量子干涉仪（superconcting quantum interference device）
组合仪器
万用表，至少结合电流表、电压表和欧姆表的功能。
电感电容电阻测量计，结合了欧姆表、电容表和电感表的功能。由于电桥电路的测量方法，也称为元件电桥。

D. 车辆的测速要用到什么仪器

汽车测速器一般是雷达测速。
雷达测速，就是根据接收到的反射波频移量的计算而得出被测物体的运动速度。通俗来说，就是在道路旁边架设雷达发射器，向道路来车方向发射雷达波束，再接收汽车的反射的回波，通过回波分析测定汽车车速，如车速超过设定值，则指令相机拍摄（晚间同时触发闪光灯）。
目前，警用的雷达测速仪分固定和流动两种，固定的安装在桥梁或者十字路口，流动的一般安装在巡逻车上。

E. 多普勒测速仪是怎样工作的

从开过来的机车所听到的声波间的距离被压缩了，就好像一个人正在关手风琴。这个动作的结果产生一个明显的较高的音调。当火车离去时，声波传播开来，就出现了较低的声音--这种现象被称为“多普勒”效应。
检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。从测速仪里射出一束射线，射到汽车上再返回测速仪。测速仪里面的微型信息处理机把返回的波长与原波长进行比较。返回波长越紧密，前进的汽车速度也越快--那就证明驾驶员超速驾驶的可能性也越大。
多普勒测速仪仪器介绍

TSI的LDV/PDPA系统
LDV/PDPA的主要装置和原理
激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到速度。由于是激光测量，对于流场没有干扰，测速范围宽，而且由于多普勒频率与速度是线性关系，和该点的温度，压力没有关系，是目前世界上速度测量精度最高的仪器。
LDV/PDPA测速工作原理可以用干涉条纹来说明。当聚焦透镜把两束入射光以?角会聚后，由干激光束良好的相干性，在会聚点上形成明暗相间的干涉条纹，条纹间隔正比干光波波长，而反比干半交角的正弦值。当流体中的粒子从条纹区的方向经过时，会依次散射出光强随时间变化的一列散射光波，称为多普勒信号。这列光波强度变化的频率称为多普勒频移。经过条纹区粒子的速度愈高，多普勒频移就愈高。将垂直于条纹方向上的粒子速度，除以条纹间隔，考虑到流体的折射率就能得到多普勒频移与流体速度之间线性关系。LDV/PDPA系统就是利用速度与多谱勒频移的线性关系来确定速度的。各个方向上的多普勒频率的相位差和粒子的直径成正比，利用监测到的相位差可以来确定粒径。

LDV/PDPA系统从功能上分为：光路部分、信号处理部分。光路部分：采用He-Ni激光器或Ar离子激光器，是因为它们能够提供高功率的514.5nm,488nm,476.5nm三种波长的激光。带有频移装置的分光器将激光分成等强度的两束，经过单模保偏光纤和光纤耦合器，将激光送到激光发射探头，调整激光在光腰部分聚焦在同一点，以保证最小的测量体积,这一点就是测量体即光学探头。接受探头将接受到的多普勒信号送到光电倍增管转化为电信号以及处理并发大，再至多普勒信号分析仪分析处理后至计算机记录，配套系统软件可以进行数据处理工作。在流场中存在适当示踪粒子的倩况下，可同时测出流动的三个方向速度及粒子直径。
TSI公司在国际上第一个生产商业化的LDV/PDPA系统，现在的 TSI公司的LDV/PDPA系统已经拥有4项专利设计，并且在流场、湍流、传质、传热、流型、燃烧研究上有广泛的使用。FSA4000可以处理高达175MHz的多普勒频率，加上40MHz的频移，可以处理1000m/s以上的流场。
所以，对于3D PDPA系统，由于采样时间长，激光器的要求是稳定，能够长时间稳定工作，而且三个波长的能量要求尽量相当，以保证三维速度测量的准确性，所以TSI公司选用了价格较贵，但是质量稳定的世界激光器第一品牌相干公司的激光器。在光路设计上，要求能够保证高的信噪比以及方便调节易于用户使用。这就要求在光纤探头的调节上，即要求调节范围宽，又要求调节精度高。而且在多维测量中，多束激光要求聚焦到同一点，TSI公司提供专门的调节工具，从根本上保证了信号的质量。世界绝大多数有关激光测速的文章、论文、试验结果都是采用TSI公司的产品获得。TSI公司的多普勒激光测速仪的性能稳定，质量可靠，已经在世界范围内得到客户的证明。

F. 在实验室测量平均速度的实验中 , 使用的主要测量工具是什么和什么

在实验室测量平均速度的实验中 , 使用的主要测量工具是米尺和秒表。
米尺测量物体运动的距离，秒表用来测量时间。
平均速度为运动的距离除以所需时间。
一般情况下采用的方法一是单位时间内的物体运动的距离；二是物体运动固定距离所需的时间。

G. 列出市面上常见的测量速度的三种仪器，并解释其原理。

最常用的是高速摄影（像）机和测速雷达。

例如使用每秒拍摄1000帧图像的摄影机拍摄下来的运动物体，比较一下相邻两帧图片中物体移动的距离，就可以得出这 1/1000秒 中的平均速度。相对于一般测速方式，这个数据就很接近瞬时速度了。这个测量精度还可以不断提高。

测速雷达的原理也差不多，只不过是通过两次测距时间间隔和距离之差来计算的