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1、济南大学毕业设计毕业设计题目高速回转体运动参数测试系统的设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0702班学生战大帅学号20070403256指导教师马玉真二〇一一年五月三十日-1-济南大学毕业设计-1-济南大学毕业设计-22-济南大学毕业设计1前言1.1振动测量的国内外现状振动测量在工业生产及科研领域占有很重要的地位，它是从航空航天部门发展起来的，尤为突出表现在航空航天，能源工业，动力机械，交通运输，军械兵器，环境保护，土木建筑，电子工业等方面。近几十年来，随着光学技术的发展，已经提出来相
2、当一批基于光学技术的振动测量技术，因其组成的系统具有结构简单，高精度，耐高压，耐腐蚀，可以在易燃易爆的环境下安全运行，抗电磁干扰，动态范围大，非接触无损测量等一系列优点而得到大量应用。在70年代初期，最先提出非接触式测量方法是国外的专家,它是采用在叶片端部截面上嵌入一个磁铁,同时将一个锯齿形的导体安装在叶片上方的壳体上,当叶片经过导体时,在导体上感应出正弦波的电动势,其频率取决于转子的旋转速度。叶片的端部振动时,线圈中的信号按一定的频率调制输出,其调制频率的精度依赖于叶片的振幅和叶片频率的乘积,并且
3、根据无线电技术中已知的方法解调出信号,就能够知道叶片的振动强度。但这种方法在实践中没有获得推广，因为需要在壳体上布置与测量的叶片等数量的线圈导体,试验准备繁琐,并且检测的叶片数目很少。到80年代后期,叶片定时端部测量法中测量叶片的相对位移可以采用电感式、电容式、光电式等多种传感器。但因为电感式传感器需要叶片端部磁化,并且电感传感器有交流零位信号产生;而电容传感器只能测量低频振动这是因为它易于产生寄生电容，抗干扰能力很弱。到90年代中期,激光技术和光电子技术、光纤技术获得迅猛发展,激光光纤传感器在高速
4、旋转振动测量中获得广范的应用依靠其抗电干扰能力强,响应快,频带宽的等特点。叶片振动测量在航空发动机研制中起着很重要的作用。国内是从上世纪80年代开展此技术的研究,并以此建立了模拟光纤系统显示示波器叶片振幅测量过程。该系统正在发动机研制中起了愈来愈重要的作用。光学测振技术其实也离不开电信号的处理。其基本原理是将物体的微小振动像振幅，偏振态，相位，频率等转化为光信号参量的变化，再把光信号的变化，转化为电的信号加以处理以便于数据处理。传统应变量电测法是比较完善的测试技术,而引电器或遥测装置的安装不仅测试成
5、本高且测试周期长，更要对发动机结构进行一系列复杂的改装,使用寿命相当有限。同时应变片、引电器安装可能会影响发动机机械性能和气动性能。目前，常用的光学振动测量方法有激光三角法、光强法、散斑法、全息法、激光多普勒效应法、光纤与微机电(MEMS)法、典型的干涉测量法、CCD测量法，光折变晶体法，光子相关法等，由于这些技术的使用、使得激光振动测量的分辨率或精度在很大程度上得到了提高。这种方法高灵敏度，高精度，广泛的应用在-22-济南大学毕业设计一些具有特殊要求的测量环境里，也是当今测量领域里主流发展方向。目
6、前，在材料试验，机械系统的故障诊断，振动噪音消除测量，结构和有限元结果振动的动态特性已经核实用途很广泛，因此光学振动测量技术具有广阔的应用和发展前景1.2振动测量的目的与意义我们研究的目的是要了解各种机械振动机械振动，破译的机械振动的信息包含在大数目，然后监视设备，检测设备，潜在的故障的可能性地位。振动分析和振动设计产品设计已成为研究具有十分重要的意义振动的关键环节。日益复杂的结构，如汽轮机转子，振动行为表现出的更不稳定。谱分析与传统的诊断方法，如轨道有一些缺陷，不能反映基础的转子动态变形。涡轮转子
7、系统的实时监测和转子系统的故障检测与诊断线上实施振动模式的新方法，不仅具有较高的理论价值，而且具有重要的工程意义。[3]随着微电子技术，信号检测与处理技术，计算机技术，网络通讯和控制技术，复杂的应用为导向的各种多传感器系统后台大量的快速发展。在这些多传感器系统，多样性，大量的信息，信息关系的复杂性和及时性，准确性和可靠性的信息处理要求的信息的形式都是前所未有的。多传感器信息融合技术起源于航空电子雷达目标识别问题上，然后逐步推广应用到智能制造，过程监控，材料成型和加工，机器人，导航，遥感，以及经济和软
8、件系统的研究。[4]在振动系统的现场或实验室模型，实物或应对措施，动态载荷识别和特征参数的确定。一个反应测量，包括位移，速度，加速度，应变，应力等;动态特性参数测量，包括每个模态频率，模态阻尼，系统频率响应或脉冲响应等;载荷识别或脉冲负载描述振动或随机载荷，路面谱，波谱，地震谱。大量的振动测量的原始数据必须各种加工，可作为工程设计计算的基础。原记录是一个时间过程，通过直观的分析数据的物理测试可分为暂时性，定期，随机，然后在时域，频域和幅度域和统计分析，相关分析和频谱分
