新型高精度动平衡测量系统研究

摘要

本文首先详细分析了常规动平衡测量振动系统中,压电传感器灵敏度变化不一致时,力的关联效应对动平衡测量精度的影响。在此基础上展开对新型动平衡测量振动结构的研究。振动摆架设计从理论力学瞬时运动中心的概念出发,充分利用了柔性铰链无摩擦传递运动和力的特点,为提高动平衡机的性能提供了基础保障。论文深入分析了振动系统的结构特点,给出了实际外悬支承和等效简支支承之间的关系,建立了振动系统的动力学微分方程,推导了求取不平衡质量的平面分离方程。该系统由两个四杆机构通过柔性铰链串连组成,保证振动中心位于两个支承处,提高了平面分离度;将压电传感器安装在同一平面内,减小了外界环境因素对传感器的影响;抑制了力的关联效应对动平衡测量精度的影响。另外,文中详细介绍了动平衡测控系统中压电传感器,光电传感器的信号调理电路设计,驱动系统的控制电路设计以及其它主要外围电路的主要设计过程。同时,对于动平衡信号的采集和处理方法进行了深入研究,采用定点FFT方法提取整周期采样到的不平衡振动信号的幅值和相位,结合平面分离算法高精度获取实际不平衡质量的大小和相位角。最后,大量实验结果表明该新型动平衡测量系统的优越性。