一种利用激光多普勒技术测量扭矩的原理研究

章在概述了各种扭矩测量的原理、发展和运用后，提出了一种利用激光多普勒效应测量弹性转轴扭矩的原理。它是利用由同一激光器发出的在被测转轴2个截面上4个点处的相干光束测量这2个截面的相对转速，然后通过积分得到两截面的相对转角，进而实现被测转轴扭矩的测量。章根据不同工况，提出了相应的扭矩动态测量计算方程。为大型机械设备主传动动力监测的自动化、智能化提供了新的技术手段。     

回转机械动态扭矩非接触测量的研究

分析了回转机械动态扭转过程，利用传递矩阵法建立起一种基于传递函数的回转机械动态扭矩测量模型，为动态扭矩测量提供了一种模型依据。利用激光多普勒效应，在单截面测量转轴转速的基础上，采用双截面测量转速差并积分得到转轴在扭矩作用下的扭转角，实现扭矩非接触测量，达到回转机械设备的动力监测的目的。     

基于激光多普勒技术的扭矩测量研究

提出一种基于激光多普勒技术和光学外差的原理进行扭矩测量的改进方法。分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴2个平行截面4个点上,测量两个截面的相对速度,经过积分得到两截面相对转角,最终实现扭矩的测量。该系统只用1个光探测器和1套解调电路,直接测量转轴2个截面相对速度,避免了多套解调电路延迟时间不同带来的误差,提高了扭矩测量的精度。     

基于多普勒加速度计扭振测量的研究

报告了一种基于激光多普勒角加速度计原理进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴同一个截面上2点,两束反射光发生多普勒频移,通过光学配置,使前后两个时刻光信号在光探测器上发生光学混频,进而直接测量到转轴转动角加速度,实现扭振测量。与其它激光多普勒扭振测量方法相比,极大地扩大了扭振测量的动态范围,对大型回转机械运行状态监测和故障诊断具有实用价值。     

轧机转速波动测量的扭振监测实验研究

通过弹性转轴和电机轴的转速波动研究轧机扭振的动特性。用动力学理论推导,得到转轴瞬时转速波动的非平稳描述。通过合理抽象轧机主传动系统为二质量自由度转动惯量系统,得到弹性接轴模型的转轴瞬时转速的辨识方法。在扭振实验平台模拟轧制过程的实验验证了瞬时转速波动的表达式;扭振抑制实验表明了转速波动监测扭振的意义及其应用可行性。这项研究也为重型复杂机械传动系统实时在线扭振监测提供了一种实用的实现途径。     

基于激光多普勒效应的回转机械振动测量方法

为了测量恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动,分析了回转机械转轴瞬时转速的表达关系,采用激光多普勒测量转轴瞬时转速的方法,测出了恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动。提出了一种信号处理方法,有效地克服了激光多普勒信号信噪比小、信号有时出现丢失的现象。对某电机(振动由于偏心引起的,最大转速为4000r/min)升降速阶段的振动进行测试。结果表明,此方法能够测试出恒定的转速上叠加的随机波动转速引起的振动。     

激光测量回转机械振动的新方法

为了测量恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动,分析了回转机械转轴瞬时转速的表达关系,采用激光多普勒测量转轴瞬时转速的方法,测出了恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动.提出了一种信号处理方法,有效地克服了激光多普勒信号信噪比小、信号有时出现丢失的现象.对某电机升降速阶段的振动进行测试,振动是由于偏心引起的,电机的最大转速为4000 r/min.结果表明,此方法能够测试出恒定的转速上叠加的随机波动转速引起的振动.     

无转速同步叶尖定时预处理方法及误差分析

提出了一种无转速同步叶尖定时信号预处理方法,通过同一叶片到达不同叶尖定时传感器的振动位移差进行振动参数辨识和转速测量。误差分析表明,该方法可以降低转速测量误差以及转速误差对振动位移测量的影响。分析了振动位移差的测量误差,并与采用转速同步的方法进行了比较。实验结果表明,该方法能够有效地实现叶尖定时测量并具有良好的测量精度。     

手推式钢轨外形几何尺寸测量系统

研制了一种手推式钢轨外形几何尺寸测量系统。利用激光线光源投射于钢轨表面,钢轨外形轮廓的光截曲线成像在CCD上。经过灰度变换、边缘提取和中心线提取,获得截面处的钢轨外形曲线。将其标定后,与钢轨标准曲线进行比较,从而求得实测钢轨的磨损量。该系统具有体积小、重量轻、实时处理、操作方便等优点。     

基于激光测距的管壳件圆柱度测量系统

本文设计并实现了一种基于激光位移传感器的管壳类零件圆柱度误差的非接触测量系统.利用电动旋转台带动激光位移传感器在圆柱件内部旋转一圈,即可获得该测量截面的轮廓信息,调整传感器的上下高度即可获得零件多个截面轮廓信息.将测量得到的多个截面数据点投影到XOY平面,根据圆柱度的定义,使用粒子群优化算法,拟合得到包括所有测量截面数...     

光电反射式动态扭矩测试方法研究

针对等直径转轴动态扭矩测试方法计算模型和测量装置复杂以及测试范围受限等问题,提出了一种基于DASP的光电反射式动态扭矩测试方法。建立由光电反射式传感器和DASP系统等组成的动态扭矩测试系统,利用传感器光电脉冲信号的时差和相对转角,来实现动态扭矩测量。实测结果表明,通过调整传感器的位置,就可以实时、精确地实现扭矩的非接触式测量。这种测试方法为转轴的扭矩测试提供了一种新的技术途径。     

齿轮箱传动轴扭矩与转速测试

设计一种应变式无线扭矩传感器,同时集成了转速测量功能,在测量传动轴扭矩时,同时能准确地测量出转速。该传感器节点内置独立的高精度桥路电阻和放大调理电路,可以通过上位机软件,实现1/4桥、1/2桥、全桥测量方式的自动切换,兼容了各种类型的桥路传感器。节点通过无线数字信号传输,将测得的应变及转速值无线发送到上位机数据测试系统,该传输方式消除了传统采用的长电缆传输带来的噪声干扰,使得整个测量系统具有很高的测量精度和很强的抗干扰能力。通过工程实际应用,测试结果显示,无线扭矩-转速传感器稳定可靠。     

Analysis and development of the angular twist type torque-meter

The measurement of torque is essentially required for the precise machinery assembly, the improvement of machine performance and the control of power transmission system. The torque sensing part has a qualification such that the torsional stiffness is larger than the bending stiffness for high accuracy extent. Also the deflection of rotational part should be linearly proportional to the input torque and the power loss of coupling should be minimized. Now, the encoder technology is well developed enough to measure even a small twist angle. The type of rotating torque transducer discussed in this paper is the angular twist-type, which utilizes the principle of measuring the angular twist in a gage length proportional to the torque transmitted. This kind of shaft phase of torque-meter should have low stiffness in order to give a high resolution, but the low stiffness can cause a low resonant frequency, which will deteriorate the measuring system. In this paper, the torque-meter using two encoders are designed and manufactured with the rotating stainless steel bar. It is found that the values of axial strain calculated by the equation are in good agreement with the measuring values. Experiments also have been carried out to obtain strain distribution on the sensing plate surface and to investigate the effect of the surrounding conditions. The torque-meter using STS304 bar is designed and manufactured by the proposed equations.     

计转数空炸引信动态测试

在计转数空炸引信测试中,可编程引信作用距离是关键量,而全备弹丸飞行转动圈数则是求取该关键量的测量难题.在分析连续波雷达测量弹丸瞬时转速的工作原理基础上,针对小口径弹丸特点,建立了转速调制模型,提出利用数字解调、运动补偿等处理方法,基于微多普勒信息提取榴弹转速,由瞬时转速求得转动圈数,并对其中产生的误差进行了有效消除,实现了高精度定距空爆.方法在相关试验中得到了验证,为小口径空炸弹的系统考核与毁伤效力发挥提供了技术支撑.     

基于ARX模型的齿轮箱建模方法

齿轮箱是一个结构复杂的系统,输入输出的影响因素众多,于是单输入单输出的系统传递特性必然无法准确地反映实际工况中齿轮箱的运行特征,针对此问题本文提出了基于ARX模型的齿轮箱多输入多输出建模方法,并使用两个输入信号（输入轴扭矩和转速信号）及三个输出信号（输出轴扭矩、转速信号和箱体上采集的振动加速度信号）,将齿轮箱建模为一个二输入三输出的系统。实验结果显示：ARX模型从系统固有特性的角度来分析齿轮箱的状态,可以有效区分不同的故障状态。     

双光束激光多普勒测速实验系统的不确定度分析

激光多普勒测速技术被广泛应用于流体速度的测量。为减小双光束激光多普勒测速实验系统的测量误差,依据计量技术规范JJF 1059—1999 中规定测量不确定度的分析步骤和方法,针对系统的测量结果,从数学模型和测量方法2个方面,分析了流速测量中不确定度的主要来源。采用不确定度的A类评定和B类评定,对测量结果的各不确定度分量进行评定,得到了测量结果的合成标准不确定度和扩展不确定度。     

激光多普勒爆破容器高速变形动态测量技术的研究

为了获取爆破过程中爆炸容器变形参数来分析爆破强度,设计了激光多普勒效应外差纵向测量系统,利用高斯光束理论和束腰特性优化了光路结构.根据爆破过程多普勒信号的特点,研究了相应的数字滤波和频谱分析方法,实现了爆破容器高速形变过程的动态测量.系统的测量形变量程为±30mm,测量形变速度的量程为-10 m/s～+20 m/s,遥测距离为4.5 m.与标准振动台的试验对比,位移测量相对误差小于1%.最后,还给出了圆柱形钢制罐体在20gTNT当量炸药爆破过程中变形的测量结果.