基于靜電感應(yīng)的機(jī)械設(shè)備平動速度與振動測量.pdf

1、為提高測量結(jié)果的精度和可重復(fù)性，將實(shí)時計(jì)算得到的多個速度值，經(jīng)過數(shù)據(jù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，隨著機(jī)械裝置逐步精密化、復(fù)雜化，對于設(shè)備工作的穩(wěn)定性和可靠性的要求越來越高，因此設(shè)備運(yùn)行速度和振動的精確檢測具有重要的意義。精確測量設(shè)備的運(yùn)行速度可以有效提高控制水平和加工精度，而對機(jī)械振動的檢測可以盡早預(yù)測設(shè)備故障，及時消除缺陷，保證設(shè)備持續(xù)、可靠地運(yùn)行。
　　接觸式測量方法由于原理上的局限，在測量過程中會出現(xiàn)難以避免的誤差，且難以同時實(shí)現(xiàn)

2、振動檢測。對于大多數(shù)非接觸式的測量方法，其優(yōu)點(diǎn)是適用于不同材料的被測物體，且對測量過程不會構(gòu)成任何干擾，但是要實(shí)現(xiàn)較高精度的測量，往往價格昂貴。采用靜電傳感器通過采集設(shè)備運(yùn)行中所產(chǎn)生的靜電信號，可以實(shí)現(xiàn)對被測設(shè)備的非接觸式測量和監(jiān)視。本課題主要完成的工作和創(chuàng)新性研究的成果有如下幾個方面:
　　根據(jù)靜電感應(yīng)理論，通過分析靜電信號特點(diǎn)，提出基于靜電傳感器陣列的設(shè)備運(yùn)行速度測量方法。通過將上下游傳感器采集到的信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算得到渡越時

3、間，進(jìn)而得到對應(yīng)的速度值。融合算法得出最終速度。
　　在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用FFT技術(shù)分析信號的頻譜特征，證實(shí)靜電信號的主振動頻率與設(shè)備振動情況存在非線性的對應(yīng)關(guān)系，并且靜電信號中的波動成分主要受到機(jī)械振動的影響。通過在不同的速度值下進(jìn)行振動分析，利用靜電信號所攜帶的振動相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械裝置振動特征的檢測。
　　為進(jìn)行理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)研制了用于設(shè)備速度和振動檢測的條形靜電傳感器，開發(fā)了基于dsPIC數(shù)字信號控制器的微弱信號