永磁旋轉(zhuǎn)（角）加速度傳感器與扭振信號采集與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、機(jī)械旋轉(zhuǎn)是現(xiàn)代機(jī)械裝備的主要工作形式，在化學(xué)、航空、電力、軍事、汽車等工業(yè)領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)有原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和負(fù)載等組成，當(dāng)原動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩存在轉(zhuǎn)矩差、傳動機(jī)構(gòu)由于機(jī)械加工精度影響與長期運(yùn)行磨損及產(chǎn)生故障，軸系就會產(chǎn)生振動和噪聲。工程上通常通過對旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)軸系的振動和噪聲的測量與分析,來辨識旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障。提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的故障辨識水平和故障診斷能力對提高機(jī)械旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平和效率具有重要意義

2、。近一百年來，很多專家學(xué)者對旋轉(zhuǎn)軸系振動的測量進(jìn)行了相關(guān)研究，但研究過程復(fù)雜，且大都是通過間接的測量，不但傳感器測量系統(tǒng)復(fù)雜、信號處理繁瑣，而且測量及辨識結(jié)果誤差大、精度不高。因此，針對目前研究現(xiàn)狀的不足，本文提出了三種不同結(jié)構(gòu)的永磁旋轉(zhuǎn)(角)加速度傳感器，它基于電磁感應(yīng)原理；該傳感器只對旋轉(zhuǎn)加速度敏感，能夠直接真實(shí)有效的測量扭振引起的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)加速度(或旋轉(zhuǎn)角加速度)的變化情況，并且結(jié)構(gòu)簡單，能夠在不破壞原有傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，滿

3、足一般旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的扭振檢測。
　　本研究完成了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁設(shè)計(jì)、樣機(jī)研制及傳感器的歸一化整定；并對傳感器設(shè)計(jì)過程中可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行了分析，同時給出了對應(yīng)的消除誤差措施和方法。其次，以LabVIEW軟件為開發(fā)平臺設(shè)計(jì)完成了振動信號數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析，利用永磁旋轉(zhuǎn)(角)加速度傳感器、USB數(shù)據(jù)采集卡和上位機(jī)，構(gòu)建了旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測信號測量與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的多路振動信號的在