扭振測量基本原理

將磁電式傳感器對正齒輪安裝,當軸旋轉(zhuǎn)時,傳感器上感應(yīng)出與齒形有關(guān)的脈沖信號。將該信號進行處理得到標準的矩形脈沖波。再將矩形脈沖波輸入到單片機的高速輸入部件(HSI),采用測周法測量每個脈沖的時間寬度。有線傳輸是使用集電裝置(如滑環(huán)和電刷等)將傳動軸上的電信號引出送給固定的測量儀器，經(jīng)放大后顯示或記錄。具體方法是,利用單片機的高速計數(shù)功能,對單片機的內(nèi)部時鐘進行計數(shù),計數(shù)時間由該矩形脈沖控制,根據(jù)計數(shù)值可以計算得到每個脈沖的時寬值。當機組穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時,軸系無扭振,如果齒輪齒形完全相同時,則與每個齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度都相同,即為軸系轉(zhuǎn)動周期除以齒數(shù);當軸系存在扭振時,每個齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度發(fā)生變化,其與原寬度之差的大小反映扭振的大小。因此,只要測出每個齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度的變化,就可以得到軸的扭振。

由于實際的齒輪存在齒形誤差,所以即使軸系無扭振,也會導(dǎo)致每個齒形對應(yīng)的矩形脈沖寬度不同。為了消除齒形誤差影響,首先測定無扭振時各齒形對應(yīng)的矩形脈沖寬度,并以此作為每個齒形的基準數(shù)據(jù)。周期變化的不平衡扭矩導(dǎo)致傳動軸轉(zhuǎn)速的瞬態(tài)波動及不規(guī)則動態(tài)扭轉(zhuǎn)。這樣,在以后的測量中把各齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度與基準數(shù)據(jù)進行比較,得到脈沖寬度變化值,經(jīng)過換算得到扭振角位移。為了準確記錄每個齒的位置,在軸系上安裝一個鍵相傳感器,以鍵相傳感器信號作為參考起點。

 扭轉(zhuǎn)振動，簡稱為扭振，不同于我們所說的常規(guī)振動。除了常規(guī)的振動之外，扭振是結(jié)構(gòu)動力學(xué)行為的另一種表現(xiàn)形式，通常與其他振動荷載同時出現(xiàn)，也就是說結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，除了常規(guī)的振動之外，還有可能存在扭轉(zhuǎn)振動。扭振會引起結(jié)構(gòu)疲勞，同時也會引起振動、噪聲、舒適性等方面問題。對于自由的剛體而言，共有6個自由度，即三個平動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度。非接觸測量可以滿足對于扭矩測量的眾多需求:1)長期不間斷、高可靠性扭矩測量。因此，我們可以把運動自由度分為平動與轉(zhuǎn)動兩類。如果用牛頓第二定律來描述，那么，平動對應(yīng)的是三個加速度，轉(zhuǎn)動對應(yīng)的是三個角加速度。平動對應(yīng)的載荷是力，轉(zhuǎn)動對應(yīng)的載荷是力矩。