永磁旋轉(zhuǎn)（角）加速度傳感器與扭振信號(hào)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(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和負(fù)載等組成，當(dāng)原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩存在轉(zhuǎn)矩差、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于機(jī)械加工精度影響與長(zhǎng)期運(yùn)行磨損及產(chǎn)生故障，軸系就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。工程上通常通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)軸系的振動(dòng)和噪聲的測(cè)量與分析,來(lái)辨識(shí)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(shí)水平和故障診斷能力對(duì)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(lái)，很多專家學(xué)者對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系振動(dòng)的測(cè)量進(jìn)行了相關(guān)研究，但研究過(guò)程復(fù)雜，且大都是通過(guò)間接的測(cè)量，不但傳感器測(cè)量系統(tǒng)復(fù)雜、信號(hào)處理繁瑣，而且測(cè)量及辨識(shí)結(jié)果誤差大、精度不高。因此，針對(duì)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(duì)旋轉(zhuǎn)加速度敏感，能夠直接真實(shí)有效的測(cè)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(jiǎn)單，能夠在不破壞原有傳動(dòng)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(cè)。
　　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(duì)傳感器設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行了分析，同時(shí)給出了對(duì)應(yīng)的消除誤差措施和方法。其次，以LabVIEW軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)完成了振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，針對(duì)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(dòng)監(jiān)測(cè)信號(hào)測(cè)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(dòng)信號(hào)的在