扭振测量基本原理
将磁电式传感器对正齿轮安装,当轴旋转时,传感器上感应出与齿形有关的脉冲信号。将该信号进行处理得到标准的矩形脉冲波。再如,人工心脏的参数监测也需要用到扭矩的动态实时测量,即测量人工心脏中的血泵的工作状况,若采用接触式测量必将改变血泵的受力情况,影响人工心脏的工作性能,加大了控制单元对人工心脏状态控制的难度。再将矩形脉冲波输入到单片机的高速输入部件(
旋转扭矩扭振测量系统
扭振测量基本原理
将磁电式传感器对正齿轮安装,当轴旋转时,传感器上感应出与齿形有关的脉冲信号。将该信号进行处理得到标准的矩形脉冲波。再如,人工心脏的参数监测也需要用到扭矩的动态实时测量,即测量人工心脏中的血泵的工作状况,若采用接触式测量必将改变血泵的受力情况,影响人工心脏的工作性能,加大了控制单元对人工心脏状态控制的难度。再将矩形脉冲波输入到单片机的高速输入部件(HSI),采用测周法测量每个脉冲的时间宽度。具体方法是,利用单片机的高速计数功能,对单片机的内部时钟进行计数,计数时间由该矩形脉冲控制,根据计数值可以计算得到每个脉冲的时宽值。当机组稳定运转时,轴系无扭振,如果齿轮齿形完全相同时,则与每个齿对应的矩形脉冲宽度都相同,即为轴系转动周期除以齿数;当轴系存在扭振时,每个齿对应的矩形脉冲宽度发生变化,其与原宽度之差的大小反映扭振的大小。因此,只要测出每个齿对应的矩形脉冲宽度的变化,就可以得到轴的扭振。
非接触测量可以满足对于扭矩测量的众多需求:
1)长期不间断、高可靠性扭矩测量。一般性扭矩传感器一旦失效,不仅会造成扭矩传感器自身的损坏,更严重的是会造成被测量设备的重大机械损坏。设转子上的圆盘位于转子两支点的，当转子静止时，由于圆盘的重量使转子轴弯曲变形产生静挠度，即静变形。例如:应变式扭矩测量装置中应变计的引线需要靠滑环(见图1)引出,长时间工作后,滑环极易发热老化,甚至断裂脱落,所以出于可靠性的考虑,该方案多用于低速旋转轴的短期扭矩测量。如果选择非接触式扭矩传感器测量扭矩,它与旋转轴没有力的相互作用,工作过程中不受轴向负载和弯曲载荷,所以零件损耗小,工作寿命长,可以实现长期不间断、可靠性测量扭矩。
2)高动态性精砖扭矩测量。从此，旋转机械的设计、运行进入了一个新时期，、重量轻的高速转子日益普遍。传感器自身的转动惯量是影响扭矩测量精度和动态性的重要问题,因为传感器是有重量的,安装在旋转轴上后就相当于增加了一个“额外质量”,这一质量在旋转轴较轻或者转速较慢的情况下是不能忽略的,那便会导致旋转轴的转速明显下降,测量得到的扭矩大小将受到严重影响。如果采用非接触式扭矩测量,传感器对旋转轴无附加外力,这可以从根本上提高测量的动态性和精准性,同时有助于提高系统的分辨率。
3)准确控制被测装置。因为一般性扭矩测量装置的体积大,并且要与旋转轴直接接触,所以存在着一个不可避免的问题,即由于安装位置不当,或者接触测量时产生的干扰力或扭矩而改变旋转轴的运动状态,这类干扰是随机的,很难评估和定量,而扭矩测量往往又是作为控制单元的反馈信号。Jeffcott用一个对称的单转子模型在理论上分析了这一现象，证明只要在振幅还未上升到危险程度时，迅速提高转速，越过临界转速点后，转子振幅会降下来。这样就会直接导致控制的准确性难以保证。采取非接触式扭矩测量,从源头上消除传感器施加在旋转轴上的附加力,末端控制的高准确性才有可能实现。
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