基于应变片的动平衡机测试系统的研究设计

摘要

动平衡机测试系统是平衡机的主要部分，其设计直接决定着平衡机的测量精度。本文首先分析了产生转子不平衡的原因以及危害，论述了转子不平衡的分类和各类不平衡的平衡方法。并把此作为理论依据，以单自由度动平衡机为基础，以摆架为例，提出了摆架系统的力学模型，建立了转子振动的数学模型。并推导出了转子不平衡量大小和相位的计算表达式，并同实际情况相结合，改进了转子振动的计算方法，特别是振幅的计算方法。
　　针对动平衡机基本的测量方法的改进，提出了基于应变片的动平衡机振动系统的测量方法。根据动平衡机的原理，证明了其测量方法原理的正确性。通过惠斯登电桥电路，将检测到平衡机振动始不平衡量，系统微小的变形，并将其应变转化成电信号的电测系统。实现精度较高的动不平衡量测量。
　　为了实现对转子的振动信号的精确提取和转换，本文研究并使用了惠斯登电桥电路，详细的设计了振动信号获取调理电路。解决了在复杂工作环境下微弱信号的转化、放大、A/D转化、跟踪滤波等。并对其初始信号进行整形处理，使其达到设计目的。
　　另外，为了保证系统的精度和稳定性，开发了基于应变片的动平衡机振动测量系统，该测试系统能准确的测出转子的振动特性。测试系统主要包括参数设置、数据采集、信号滤波、信号处理、数据储藏、数据回放等。并对其软件流程作了简要介绍。
　　最后，为了验证系统的精度和稳定性，对其测试系统进行了实验。实验结果表明该系统具有良好的稳定性。对误差来源作了分析，并提出了消除误差的一般方法。为进一步研究高精度的动平衡测试系统提供了参考。

目录

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英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究的意义

1.2 国内外动平衡概况

1.3 本课题研究的目的和内容

1.4 本文的结构

2 转子动平衡原理的研究与分析

2.1 转子不平衡产生的原因

2.2 转子不平衡

2.3 不平衡的表达方式

2.4 转子不平衡振动系统的建模

2.5 带应变片的摆架系统力学模型

2.6 本章小结

3 应变电测系统的设计与研究

3.1 应变测试技术基础

3.2 应变片的布置和接桥

3.3 基于应变片的动平衡振动测量方法研究

3.4 应变测试系统方案设计

3.5 本章小结

4 动平衡机测试系统的软硬件设计

4.1 系统整体设计方案

4.2 硬件电路设计

4.3 软件部分的设计

4.4 本章小结

5 动平衡机测试实验及误差分析

5.1 测试系统实验

5.2 动平衡机的误差分析

5.3本章小结

6 结 论

致谢

参考文献

附 录