空气轴承间隙测量精度分析

《空气轴承间隙测量精度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年第32卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)5殠檸檸檸檸檸殠檸檸殠研究与探讨檸檸檸檸檸殠*空气轴承间隙测量精度分析凌明祥，王珏，李明海，张荣(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要:空气轴承间隙的实时测量中，采用3个电容测微仪将轴承轮廓的形状误差从径向回转误差中分离出来。基于三点法误差分离原理，推导了电容测微仪读数中的随机误差和系统误差传递数学模型，分别以随机误差和系统误差传递模型为目标函数，对传感器夹角布置进行了仿真优化。最后，

2、模拟计算了传递到径向回转误差两垂直分量上的电容测微仪读数测量误差大小。仿真结果表明:即使是最优角度，传感器读数的随机误差在三点法计算过程中也将被放大，而恒值系统偏差约按1∶1的比例传递到径向回转误差测量结果中。关键词:空气轴承;回转误差;三点法;测量误差传递中图分类号:TH701文献标识码:A文章编号:1000—9787(2013)06—0005—04*Measurementprecisionanalysisofair-bearingclearanceLINGMing-xiang，WANGJue，LIMing-hai，Z

3、HANGRong(InstituteofSystemEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract:Inreal-timemeasurementofair-bearingclearance，formerrorofair-bearingcontourisseparatedfromrotatingerrorbyusingthreecapacitancemicrometers．Thetransferringmathematic

4、almodelsofrandomandsystemerrorofcapacitancemicrometerresdingarededucedrespectively，andanglepositionsofsensorsareoptimizedusingrandomandsystemerrortransferringmodelsasobjectfunction．Atlast，readingmeasurementerrorofcapacitivemicrometertransferredonrotatingerrorares

5、imulatedandcalculated．Simulationresultsshowthatevenwiththeoptimalangle，therandomerrorofsensorreadingwillbeamplified，whileinvariablesystemdeviationistransferredtorotatingerrormeasurementresultbyproportionofonetoone．Keywords:air-bearing;rotatingerror;three-pointsme

6、thod;measurementerrortransfer0引言计算缺乏统一的、可直接借鉴的文献报道。这些对于高精由于空气轴承回转精度高，目前精密离心机主要采用度的精密离心机用空气轴承间隙状态监测又是很有必要空气轴承作为旋转主轴。动不平衡等因素将会造成空气轴的。本文基于三点法误差分离原理，推导传感器读数误差承的回转误差增大，甚至导致空气轴承主轴和轴套相互摩传递模型，对空气轴承间隙的测量误差进行定量仿真分［1］擦，造成不必要的损失。因此，对空气轴承间隙的实时析。状态监测很有必要。1三点法测量空气轴承间隙的原理空气轴承间隙随

7、着径向回转误差和轴套轮廓的形状误空气轴承间隙等于静态间隙量与径向回转误差的叠差变化而变化，基于三点法误差分离技术，可以在线将形状加，关键是径向回转误差的测量。基于三点法误差分离的误差从径向回转误差中分离出来，使得轴承间隙只随回转空气轴承径向回转误差测量如图1所示。空气轴承圆周上误差变化。前人的研究主要从数学上保证三点法谐波权函布置3个电容测微仪，电容测微仪S2，S3与S1的夹角分别［2，3］数不等于零。实际上，3个测微仪之间的夹角选择不为α，β。当，除了会导致谐波抑制外，还将导致传感器读数误差等各假设3个电容测微仪处于同

8、一平面内且相交于平均回［4，5］种测量误差被放大，降低空气轴承间隙的测量精度。转中心，根据三点法误差分离原理，可推导出径向回转误差虽然三点法误差分离技术已被广泛应用，但从国内发表的在3个电容测微仪组成的平面内的2个量x(θn)，y(θn)按文献来看，3个测微仪之间的夹角布置和测量精度的定量以下迭代式进行计算收稿日期: