机械原理实验指导书
机械原理实验指导书
实验一：机构运动简图的测绘与分析一、目的1．学会根据实际机械模型的结构测绘机构运动简图的技能；2．验证和巩固机构自由度的计算；3．进一步巩固对机构结构分析的了解。
二、设备和工具1．各种机器实物；2．各种机构模型；3．钢皮尺；4．外卡；5．铅笔与橡皮(自备)；6．草稿纸(自备)。
三、原理和方法1．应用符号由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关。
因此，在机构运动简图中可以避开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简略的符号来代表构件和运动副，并按一定购比例尺表示运动副的相对位置，由此说明实际机构的运动特征。
常用的符号示例，可参阅郑文纬等主编的《机械原理》（第七版）。
2．测绘方法（1）确定组成机构的构件数目——测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。
从原动构件开始仔细观察机构运动，分清各个运动单位，从而确定组成机构的构件数目。
（2）确定各个运动副的种类——根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，来确定各个运动副的种类。
（3）绘制机构简图——在草稿纸上不按比例尺用徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构简图，然后用数字l 、2、3 ……分别标注各构件，用拉丁字母A 、B 、C ，……分别标注各运动副。
绘制机构运动简图——仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距和移动副导路间的夹角等）任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将机构简图画成机构运动简图。
比例尺μl AB l AB =实际长度（米）图上长度（毫米）3．示例试绘出图1—1，a 所示偏心轮机构模型的机构运动简图。
（1）确定组成机构的构件数目当使原动构件（偏心轮）运动时，可以发现机构具有四个运动单元：机架l——相对静止；偏心轮2——相对机架作回转运动；连杆3——相对机架作平面复杂运动；滑块4——相对机架作直线运动。
（2）确定各个运动副的种类根据各相互联接的构件间的接触情况可知，全部四个运动副均系低副：构件2相对机架1绕O点回转，组成一个回转副，其轴心在O点；构件3相对构件2绕A点回转，组成第二个回转副，其轴心在A点；构件4相对构件3绕B点回转，组成第三个回转副，其轴心在B点；构件4相对机架l沿直线C—C作直移运动，组成一个移动副，其导路方向同C—C。
机械原理实验指导书 2
机械原理实验指导书班级姓名学号徐州工程学院机电工程学院机电教研室实验一机构运动简图测绘一、实验目的与实验要求1．学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图；2．分析和验证机构自由度；进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法。
二、实验原理我们知道：机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。
因此，在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的具体形状和运动副的具体构造。
而用一些简单的符号〔见教材中机构运动简图常用符号〕来代替构件和运动副，并选择适当的比例尺表示运动副的相对位置，以此表示机构的运动特征。
绘制机构运动简图的目的是：以便对机构进行结构、轨迹、位移、速度、加速度和动力等分析研究。
它是工程技术人员从事机构研究的一个重要的工具。
三、实验设备、工具1．典型机械的实物(如：缝纫机、牛头刨床、插齿机等)；2．典型机械的模型(如：内燃机模型、油泵模型、牛头刨床模型等〕；3．钢卷尺、内外卡钳、量角器；4．三角板、铅笔，橡皮、草稿纸等。
四、实验步骤及测绘方法(1)正确选择投影面对于机械实物的测绘，为了将机构运动表示清楚，要洽当地选择测绘投影面。
为此，一般选择机构中多数构件的运动平面为投影面。
(2)确定机构的构件数目测绘时，首先找到原动件并使机构缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
(3)确定机构运动副的类型和数目从原动件开始，根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的特点。
依此确定运动副的类型及数目：(4)画机构运动简图仔细测量与机构运动有关的尺寸，如转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，在纸上按规定的符号及构件的连接次序，从原动件开始，并按确定的比例尺逐步画出机构的运动简图。
比例尺μl =实际长度L AB(m)/图上长度AB(mm)(5)标注各构件及各运动副从原动件开始，用数字l、2、3…分别标注各构件，用英文字母A、B、C…分别标注各运动副。
机械原理实验指导书(1)
机械原理实验指导书机械工程教研室2013年3月目录实验一机构认知实验 (1)实验二机构运动简图测绘与分析实验 (2)实验三渐开线齿轮范成原理实验 (5)实验四渐开线齿轮参数测量实验 (8)实验五刚性转子动平衡实验 (14)实验六机械运转速度波动及调节实验 (20)实验一机构认知实验一、目的通过观察典型机构运动的演示，建立对机器和机构的感性认识。
了解常用机构的名称组成结构的基本特点及运动形式，为今后深入学习机械原理提供直观的印象。
二、设备1 ．机构示教柜，机械零件陈列柜。
2 ．各种典型的机构、机器（如缝纫机、动平衡机、简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等等）。
三、实验要求1 ．观察各种连杆机构的组成结构，运动构件上点的运动轨迹，各种运动副之异同，这些机构之间内在联系。
哪些是基本形式，哪些是基本形式演变而成的机构。
2 ．观察各种凸轮机构的原动件和从动件的结构特点及运动不同形式，哪些是平面凸轮，哪些是空间凸轮。
3 ．观察各种间歇机构的原动件和从动件的运动情况，哪些是平面机构，哪些是空间机构。
4 ．了解各种机构的名称及其运动情况。
四、思考与讨论题1 ．观察连杆机构陈列柜，思考与讨论下列问题：1 ）你所看到的平面连杆机构由哪些基本构件所组成？何谓曲柄、摇杆、连杆、基架？2 ）组成平面四杆机构的运动副有什么共同特点？你能说出它们的类型和名称吗？3 ）平面四杆机构有哪些基本类型？有哪些演变形式？你能说出它们的演变途径吗？4 ）观察连杆上某些点的运动轨迹，何谓连杆曲线？你看到了哪些典型的连杆曲线？2 ．观察凸轮机构陈列柜：1 ）凸轮机构由哪些构件组成，其中的运动副与连杆机构相比有和异同。
2 ）分别从凸轮的结构特点，从动件的运动形式，凸轮与从动件的锁合形式的区别，你能说出凸轮机构有哪些类型，它们分别叫什么名称吗？3 ）通过观察，你能确立直动从动件的最大升距和摆动从动件的最大摆角吗？3 ．观察间歇运动机构陈列柜，试说明：1 ）该柜中各机构中从动件的运动与连杆机构，凸轮机构相比有何不同之处？2 ）你能说出几种间歇机构的类型、名称吗？实验二机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、掌握根据机器械或机构模型绘制机构运动简图的基本技能；2、通过实验进一步加深理解机构的组成原理，熟悉构件和运动副的代表符号、机构自由度的含义及自由度的计算；3、通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别。
机械原理指导书
机械原理实验指导书尹美英编延边大学工学院机械原理实验室2008 . 3月目录学生实验守则实验一、机构运动箭图的测绘（机构运动陈列讲解）实验二、渐开线齿廓的范成实验实验三、齿轮参数测定实验四、刚性转子动平衡实验实验五、回转构件的静平衡实验六、机构运动创新设计方案实验实验七、机械运动参数测定（七-1）、ZNH-A/1曲柄滑块导杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验（七-2）、ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验（七-3）、ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验实验五、回转构件的静平衡在现代机械制造中，对高速回转构件进行惯性力和惯性力矩的平衡，站极重要的位置。
根据构件对平衡的不同要求，可分为静平衡和动平衡两种。
静平衡是平衡构件的惯性力，在静平衡试验台上进行，它使用与厚度较薄的零件，如飞轮、皮带轮。
一、实验目的1、了解回转构件的静平衡原理；2、掌握回转构件的静平衡方法。
二、实验原理和方法如果回转构件的几何轴线通过构件重心，则这种构件是静平衡的，即将构件任意转过一个角度，它都可以停止在任意位置，而处于平衡状态。
如果当几何轴线不通过构件的重心如图5-1所示，这种构件是静不平横的。
设构件的重量为W，重心S对几何轴线的偏距为e。
而平衡的目的，就是要改变构件重心的位置，使它落在几何轴线上，这可以用增加重量和除去重量的方法来达到平衡。
当加上（或除去）重量W'时必须使它们重径积相等，即W = W' r式中：r为增加的重量W'对轴线的距离。
构件的静平衡是在静平衡试验台进行的。
先将构件放在静平衡试验台上，由于构件是不平衡的，所以当它停止时，其重心必定铅直向下，这样，我们只要在其相反的方向渐渐加上重量（选合适的位置）。
直至使构件在任意都能完全停止为止。
然后称出加上的重量，量出距离，即可计算出重径积。
再进行平衡的处理。
三、实验设备与工具1、刀口式静平衡实验台一台。
2、滚子式平衡实验台一台。
2012年(10级)《机械原理》实验指导书
《机械原理》实验指导书机械与电子工程学院机械工程实验室2012年9月实验一机构认知和平面机构运动简图测绘实验I —机构的认知实验一、实验目的1、初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。
2、分析常用机构基本构造及原理，了解常用机构的实际使用情况。
二、实验方法通过观察所展示的各种常用机构的模型，增强学生对机构与机器的感性认识。
实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考；学生通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解；以便对学习《机械原理》课程产生一定的兴趣。
三、实验内容观摩陈列机构包括：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构、齿轮间歇机构、空间机构以及其他教学模型等。
陈列了大多数常用的机构，要求对相应的机构进行了结构和基本受力分析，对连接和安装的基本方法的作简要说明，有些常用的机构还给出了简单的应用举例。
通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械原理的一些常用机构的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。
(一) 对机器的认识通过对实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形成的可动连接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二) 平面四杆机构平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构，单移动副机构，双移动副机构。
1．铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2．单移动副机构：它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
可分为：曲柄滑块机构、曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
机械原理实验报告指导书
实验三齿轮范成原理一、目的1．掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；2．了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；3．分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、设备和工具1．齿轮范成仪和简易插齿机；2．圆规(自备)；3．三角尺(自备)；4．钢皮尺；5．剪刀；6．绘图纸（规格270毫米 270毫米）；7．铅笔（HB规格贰支自备）；8．计算工具（自备）；9．标准渐开线样板。
三、原理和方法1．齿轮范成原理简述范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。
这样所制得齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。
今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。
由于在实际加工时，我们是无法明显地看到刀刃在各个位置形成包绍线的过程，若用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
2．齿轮范成仪的结构齿轮范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的构造如图2—1所示。
它的结构可看成由轮坯与刀具两部分组成。
（1）轮坯部分的结构做成扇形的构件4，是模数m=18毫米；齿数Z=17齿轮的分度圆；另一半圆5是模数m=18毫米，齿数Z=9的齿轮的分度圆，它们一起装在同一轴上。
（2）刀具部分的结构模数m=18毫米的齿条刀2用铰链装在变位溜板3上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位，变位量大小可从刻度尺l读出。
变位溜扳3又装在啮合溜板11上，在不作变位时，可用手柄10锁住变位溜板3。
啮合溜板11是与分度圆作纯滚动运动。
在无变位量（刻度尺零位对齐）时，刀具2的分度线（中线）与啮台溜板11的一侧（即与分度园作纯滚动的一侧）在同一垂直平面上。
四、实验步骤1．“切削”标准齿轮（1）按基本参数m=9毫米，Z=9，α=20°，h a *=1和C *=0.25计算被加工标准齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆的半径。
机械原理实验指导书
机械原理实验指导书第三篇机械原理实验指导书实验一典型机构认知及机构运动简图测绘1.1典型机构认知1.1.1 实验目的1）通过参观各种机器、机构实物和教具模型，初步了解本课程所要研究与学习的基本内容，增强学生对各种常用机构（如连杆、凸轮、齿轮、槽轮和棘轮等机构）的感性认识。
2）深入理解构件、运动副、自由度等基本概念，正确掌握机器与机构之间的区别；培养学生具有区分机构中的构件、运动副和绘制机构运动简图的能力。
1.1.2 实验内容1）倾听录音机简单介绍机械原理课程的基本内容。
2）观看各种常用机构，各种典型组合机构和机器的展示，听其介110绍机械的组成、作用和特点。
1.1.3 实验步骤1）认真观察各种机构，以及机构中的构件是采用何种运动副进行连接的。
2）初步了解各种机构的组成、特点及功用等。
1.1.4 思考题1）机构分为几类，各有何特点？2）实现直线运动的机构有几种，试举例说明。
3）运动副分为哪几类？1.2机构运动简图测绘1.2.1 实验目的1）掌握机构运动简图的定义，做到会根据各种机构实物或模型，按照规定的机构运动简图常用符号能绘制出机构运动简图。
并要求能够看懂机构简图。
1112）掌握机构自由度的计算方法，根据机构的自由度会分析并验证机器或机构是否能动，是否具有确定的运动。
1.2.2 实验内容1）将机构运动起来，观察其各构件的运动及联接情况，选择机构中多数构件的运动平面为投影面，并选择适当的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和各种运动副符号将机构运动简图画出来。
机构运动简图常用符号见表1.1。
2）计算机构自由度，并指出机构具有确定运动的条件。
1.2.3 实验步骤1）了解被测绘机构的名称和用途。
2）启动机器，仔细观察并正确判定机架、主动件和从动件；从主动件开始，按照运动传递顺序，正112113确判定各相邻构件之间的相对运动关系，进而确定出运动副的类型和数目。
3）量取各构件的实际尺寸。
4）恰当地选择投影面（一般选择机构的多数构件的运动平面为投影面）和适当的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和各种运动副符号从原动件开始，按照运动传递顺序，依次画出各构件和运动副，最终将机构运动简图画出来。
机械原理实验指导书
机械原理实验指导书实验一 机构运动简图的侧绘一、目的1、 学会撇开实际机械的构造而仅从运动的观点来绘制其机构运动简图。
2、 验证和巩固机构自由度的计算。
3、 分析一些四杆机构的演化过程和验证其曲柄存在条件。
二、原理和方法1、 原理：由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关，因此，在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征。
常用的运动副代表符号见教科书。
须注意具有三个运动副构件的表示法。
2、 测绘方法：（1）测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。
从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
（2）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。
（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及机构间的联接次序，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。
用1、2、3、……分别标注各构件，用A 、B 、C ……分别标注各运动副。
（4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副的中心距和移动副导路的位置尺寸或角度等。
任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将草图画成正式的运动简图。
比例尺=（毫米）图上长度米）实际长度AB l AB (三、实验要求1、 阅读教科书有关章节，从所举实例中，熟悉绘制机构运动简图的方法。
2、 在草稿纸上绘制指定的几个机构的机构运动简图。
要求机构各构件之间的联接和相对运动关系应清晰可见。
3、 所绘制的机构运动简图中，至少应有一张图按比例画出，其余的可不按比例绘制。
4、 实验完成后将草稿交教师审阅，如有错误，以便及时修改。
在实验室中只须完成草稿就可以了。
5、 根据草稿完成实验报告，并于一周后交教师批阅。
四、实验报告实验报告的格式如下：实验一 机构运动简图的测班级： 姓名： 实验日期： 审阅：实验二、 齿轮范成原理一、目的1、 掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程。
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3.3 机构运动简图的测绘实验3.3.1 实验目的（1）学会依照实际的机器或机构模型，绘制机构运动简图；（2）巩固和验证机构自由度的计算方法；（3）分析机构具有确定运动的必要条件，加深对机构分析的了解。
3.3.2 设备和工具（1）各种实际机器及各种机构模型；（2）钢板尺、卷尺、内外卡尺、量角器等；（3）自备铅笔、橡皮、草稿纸等。
3.3.3 实验原理和方法由于机构的运动仅与机构中可动的构件数目、运动副的数目和类型及相对位置有关，因此，绘制机构运动简图要抛开构件的外形及运动副的具体构造，而用国家标准规定的简略符号来代表运动副和构件（可参阅GB4460－84“机构运动简图符号”），并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征。
机构运动简图用来分析机构的运动，所以在画图之前应该对机构的运动进行分析，由于其运动只与可动构件及两构件之间组成的运动副有关，而与构件的外形和运动副的具体构造无关，所以我们只对可动构件和运动副进行分析，在分析构件和运动副之前应对零件和构件的概念非常清楚。
弄清楚机构的运动情况后，才可画图，由于机构的运动与运动副的位置有关系，画图时必须准确地体现出各运动副的位置，所以须采用一定的比例尺，按照国家标准规定的简略符号画图，所以机构运动简图中只包含采用国家标准符号规定的构件和运动副，而不能体现出构件的外形和运动副的具体构造。
画完机构运动简图以后，须计算机构的自由度，我们知道机构具有确定运动的条件是：原动件的数目等于自由度的数目，从而可以达到验证的目的。
3.3.4 实验步骤（1）在机构缓慢运动中观察，搞清运动的传递顺序，找出机构中的所有可动构件；（2）确定相邻两构件之间所形成的相对运动关系（即组成何种运动副）；（3）分析各构件的运动平面，选择多数构件的运动平面作为运动简图的视图平面；（4）将机构停止在适当的位置（即能反映全部运动副和构件的位置），确定原动件，并选择适当比例尺，按照与实际机构相应的比例关系，确定其它运动副的相对位置，直到机构中所有运动副全部表示清楚；（5）测量实际机构的运动尺寸，如转动副的中心距、移动副的方向、齿轮副的中心距等；（6）按所测的实际尺寸，修定所画的草图并将所测的实际尺寸标注在草图上的相应位置，按同一比例尺将草图画成正规的运动简图；（7）按运动的传递顺序用数字1，2，3…和大写字母A，B，C…分别标出构件和运动副；（8）按机构自由度的计算公式计算机构的自由度，并检查是否与实际机构相符，以检验运动简图的正确性。
3.3.5 注意事项：（1）对机构进行运动分析时要轻拿轻放轻转动，如果发现有缺少零件的机构及时向老师汇报；（2）画完草图后把草稿纸拿到老师那里签字，回去整理成正式的实验报告，交实验报告时把签字的草稿纸一起交上来；（3）实验完毕要将机构模型放回原处，把桌椅板凳摆放整齐。
3.3.7 思考题：（1）绘制机构运动简图为什么可以不考虑构件的外形结构，而只考虑构件上两运动副的中心距？（2）如何选择机构运动简图的视图平面？（3）正确的机构运动简图能说明那些具体内容？（4）如何区分机构中的零件和构件？（5）在画图时如何确定转动副和移动副具体位置？11.3 机械运动参数测试实验11.3.1 实验目的（1）通过实验，了解位移、速度、加速度的测定方法；角位移、角速度、角加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法；（2）通过实验，初步了解“MEC-B机械动态参数测试仪”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法；（3）通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对速度、角速度，特别是加速度、角加速度的感性认识；（4）比较曲柄导杆滑块机构与曲柄滑块机构的性能差别。
11.3.2 实验设备本实验的实验系统如图11-10所示，它由以下设备组成：（1）实验机构；（2）MEC-B机械动态参数测试仪；（3）PP-40四色绘图仪；（4）磁带记录仪（普通家用录音机）；（5）光电脉冲编码器（也可采用其它各种数字式或模拟式传感器）；（6）同步脉冲发生器（或称角度传感器）。
图11-10 MEC－B机械动态参数测试实验系统11.3.3 工作原理11.3.3.1 实验机构本实验机构为曲柄滑块机构及曲柄导杆滑块机构（也可采用其它各类实验机构），其原动力采用直流调速电机，电机转速可在0~3600r/min范围作无级调速。
经蜗杆蜗轮减速器减速，机构的曲柄转速为0~120 r/min。
图11-11所示为实验机构的简图，利用往复运动的滑块推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪处理后得到滑块的位移、速度及加速度。
图11-11（a）为曲柄滑块机构的结构形式，图11-11（b）为曲柄导杆滑块机构的结构形式，后者是前者经过简单的改装而得到的，在本装置中已配有改装所必备的零件。
11.3.3.2 MEC-B机械动态参数测试仪MEC－B型机械动态参数测试仪是以机械运动量的测量为主，具有较强通用性的智能化仪器。
其结构和原理详见《MEC－B型机械动态参数测试仪使用说明书》。
以本测试仪为主体的整个测试系统的原理框图如图11-12所示。
在实验机构的运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比）、0~5V电平的两路脉冲，接入测试仪数字量通道由计数器计数。
也可采用模拟传感器，将滑块位移转换为电压值，接入测试仪模拟通道，通过A/D转换口转变为数字量。
图11-11 实验机构简图(a)曲柄滑块机构；(b)曲柄滑块导杆机构1—同步脉冲发生器；2—蜗轮减速器；3—曲柄；4—连杆；5—电机；6—滑块；7—齿轮；8—光电脉冲编码器；9—导块；10—导杆测试仪具有内触发和外触发两种采样方式（详见操作说明书）。
当采用内触发方式时，可编程定时器按操作者所置入的采样周期要求输出定时触发脉冲。
同时微处理器输出相应的切换控制信号，通过电子开关对锁存器或采样保持器发出定时触发信号，将当前计数器的计数值或模拟传感器的输出电压值保持。
经过一定延时，由可编程并行口或A/D转换读入微处理器中，并按一定格式存储在机内RAM区中。
若采用外触发采样方式，可通过同步脉冲发生器将机构曲柄的角位移（2°、4°、6°、8°、10°）信号转换为相应的触发脉冲，并通过电子开关切换发出采样触发信号。
利用测试仪的外触发采样功能，可获得以机构主轴角度变化为横坐标的机构运动线图。
图11-12 测试系统原理图机构的速度、加速度数值由位移经数值微分和数字滤波得到。
与传统的R－C电路测量法或分别采用位移、速度、加速度测量仪器的系统相比，具有测试系统简单，性能稳定可靠、附加相位差小、动态响应好等优点。
本测试系统测试结果不但可以以曲线形式输出，还可以直接打印出各点数值，克服了以往测试方法必须对记录曲线进行人工标定和数据处理而带来较大的幅值误差和相位误差等问题。
MEC-B测试仪由于采用微处理机及相应的外围设备，因此在数据处理的灵活性和结果显示、记录、打印的便利、清晰、直观等方面明显优于非微机化的同类仪器。
另外，操作命令采用代码和专用键相结合，操作灵活方便。
11.3.3.3 光电脉冲编码器光电脉冲编码器又称增量式光电编码器，它是采用圆光栅通过光电转换将轴转角位移转换成电脉冲信号的器件。
它由灯泡，聚光透镜、光电盘、光栏板、光敏管和光电整形放大电路组成，见图11-13和图11-14。
光电盘和光栏板是用玻璃材料经研磨、抛光制成。
在光电盘上用照相腐蚀法制成有一组径向光栅，他们与光电盘透光条纹的重合性差1/4周期。
光源发出的光线经聚光镜聚光后，发出平行光。
当主轴带动光电盘一起转动时，光敏管就接收到光线亮、暗变化的信号，引起光敏管所通过的电流发生变化，输出两路相位差90°的近似正弦波信号，它们经放大、整形得到两路相位差90°的主波d和d’。
d路信号经微分后加到两个与非门输入端作为触发信号；d’路经反相器反相后得到两个相位相反的方波信号，分别送到与非门剩下的两个输入端作为门控信号，与非门的输入端即为光电脉冲编码器的输出信号端，可与双时钟可逆计数的加、减触发端相接。
当编码器转向为正时（如顺时针），微分器取出d的前沿Ａ，与非门1打开，输出一负脉冲，计数器作加计数；当转向为负时，微分器取出d的另一前沿Ｂ，与非门2打开，输出一负脉冲，计数器作减计数。
某一时刻计数器的计数值，即表示该时刻光电盘（即主轴）相对于光敏管位置的角位移量。
1—灯泡；2—聚光镜；3—光电盘；4—光栏板；5—光敏管；6—主轴图11-14 光电脉冲编码器电路原理框图11.3.4 操作步骤11.3.4.1 滑块位移、速度、加速度测量（1）将PP－40四色绘图仪接入测试仪后板插座，打开CRT电源开关，启动面板电源开关，数码管显示“P”，适当调整CRT亮度与对比度。
若环境温度超过30℃应打开风扇开关。
（2）调整同步脉冲发生器接头与分度盘位置，使分度盘片插入同步脉冲发生器探头的槽内。
拨动联轴器使分度盘转动，每转2°度（即一个光栅）测试仪上的绿色指示灯闪烁一次，每转一圈红灯闪烁一次。
一般第一次调好后即可，不需每次都调。
（3）将光电编码器输出5芯插头及同步脉冲发生器输出插头分别插入测试仪5通道及9通道插座，在LED数码显示器上键入0055Ｔ1Ｔ2（T1Ｔ2×0.1ms即代表采样周期，T1Ｔ2为01－99间任一整数）。
若采用外触发（即定角度）采样方式，则键入0455T1（T1=1~5分别表示触发角为2°、4°、6°、8°、10°）。
（4）启动机构，在机构电源接通前应将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后再接通电源，并顺时针转动调速电位器，逐渐增大转速至所需值（否则易烧断保险丝，甚至损坏调速器），待机构运转正常后，按EXEC键，仪器进入采样状态。
采样结束后，在CRT 显示屏上显示位移变化曲线。
采样结束后先将电机调速至“零速”，然后再关闭机构电机，按MON键退出采样状态。
（5）脉冲当量设定：键入4050.05后，按EXEC键，然后按MON键。
“0.05”为光电脉冲编码器的脉冲当量，它是按以下公式计算出来的。
脉冲当量计算公式：M=πΦ／N＝0.05026mm／脉冲（取为0.05）式中M－脉冲当量；Φ－齿轮分度圆直径（现配齿轮Φ＝16mm）；N－光电脉冲编码器每周期脉冲数（现配编码器N＝1000）。
（6）位移、速度、加速度计算：键入505nN为采样位移曲线周期数，一般为2～3。
按EXEC键，仪器对通道已采集的位移数据进行数值微分、滤波、标定等处理，待处理结束后在CRT显示屏上显示位移、速度、加速度变化曲线及有关特征值数据。