拍振信號的硬件處理采用的是型磁電式速度傳感器,它將振動信號的機械量(即速度信號)轉(zhuǎn)化為電量(即電壓信號),并由雙芯屏蔽線將信號傳輸?shù)絻x器。磁電式傳感器的輸出信號易受外界脈沖的干擾,采用屏蔽線有利于增強系統(tǒng)的抗干擾能力,提高振動信號的信噪比。由于型磁電式速度傳感器的線圈內(nèi)阻高達1.9k8,其輸出阻抗較大,傳感器帶負載能力很差。如果對信號不加處理,直接對它進行放大會造成很大的測量誤差。為改善測振傳感器的阻抗特性,隔離后繼電路對測振傳感器的影響,必需在放大電路的輸入級前加電壓跟隨器。測振傳感器對程度不同的振動感應出大小差別較大的電壓信號,為了使測試儀器能夠適應較寬范圍的振動測量及分析,保障電路工作在線性狀態(tài),就必須有放大或衰減環(huán)節(jié)。測振傳感器測量的是臥螺離心機的機座或軸承等部位的振動量,在測量過程中,由于受其它振源的影響,使得CD-1型速度傳感器輸出的信號含各種不同頻率成分的信號。為了從很強的干擾信號中提取有用的拍振信號(轉(zhuǎn)子不平衡信號),可以對信號進行帶通濾波。當帶通濾波器的中心頻率等于轉(zhuǎn)子的工頻,其帶寬越窄提取的拍振信號越可靠。帶通濾波器的中心頻率可以變化,但手工調(diào)節(jié)不易找準。采用5G6515跟蹤帶通濾波器,使系統(tǒng)具有動態(tài)跟蹤能力,提高了系統(tǒng)的自動化水平,減少了不必要的人為干預帶來的測量誤差。5G6515是由雙二次型電路構(gòu)成的二階開關(guān)電容濾波器和中心頻率輸入的檢波電路組成的帶通濾波器。該電路具有較高的Q值(Q=74.5),因此具有良好的選頻特性。從濾波器出來的拍振信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入單片機進行軟件處理。
拍振信號的軟件處理拍振信號軟件處理的主要任務是減小測量的系統(tǒng)誤差、隨機誤差,消除粗大誤差(疏忽誤差),正確的求得拍振信號的最大值(A)、最小值(A)以及拍振最大值時,螺旋和轉(zhuǎn)鼓相對于各自基準的相位角U系統(tǒng)誤差指由于觀測過程中某種固定因素造成同一方向的誤差,由前面分析可知,不解拍整機動平衡是一種誤差在工程允許范圍內(nèi)的近似方法。要減小系統(tǒng)誤差,提高動平衡精度,可以通過提高硬件精度和配合自動校正算法來實現(xiàn);而隨機誤差則來源于數(shù)據(jù)采集過程中各種隨機因素造成的偏差,在同一組試驗中偏差值忽大忽小,忽正忽負。減小隨機誤差可以通過多次重復測量進行疊加平均的方法實現(xiàn);而粗大誤差一般是由操作人員的過失、測量環(huán)境(條件)的瞬時改變、突發(fā)的嚴重干擾引起的,這時測得的樣本值將嚴重偏離總體平均值,一般稱為壞樣本。在拍振信號的硬件處理中,主要是用5G6515跟蹤濾波器對傳感器測得的振動信號進行濾波得到有用的拍振信號的。5G6515是一個帶通濾波器,其B/Q.而傳感器易受到脈沖干擾,當干擾在帶通濾波器通頻帶內(nèi)的分量達到一定數(shù)量級,特別當干擾分量大于或接近于有用的拍振分量時,一個拍周期內(nèi)測到的最大值、最小值,就不再是拍峰與拍谷。這樣按式(7)、(8)求得的轉(zhuǎn)鼓和螺旋不平衡量的幅值就不正確,而不平衡量的相位值是以正常拍峰為依據(jù)的,按異常拍峰求取的相位值自然也是正確。即為某一瞬時,突發(fā)性的強干擾(如頻帶很寬的尖脈沖,或沖激信號)疊加到有用的拍振上造成的。由于這種信號一般能量不大,持續(xù)時間很短,因此拍時間內(nèi)測得振動信號的最大值、最小值,以及轉(zhuǎn)鼓和螺旋對應的相位值,多次測量構(gòu)成的一組樣本服從正態(tài)分布。由數(shù)理統(tǒng)計可知,99.7%樣本分布在(L-內(nèi)<注L為平均值,R為標準差>.我們只要先對全體進行均值和標準差的估算,然后將(L-3R,L+3R)范圍外的樣本視為壞樣本加以剔除,就可以減小粗大誤差的影響。然后再將剩下的樣本重新進行估算,如此重復幾遍就可以將粗大誤差完全消除。能否有效地提取拍振信號,是不解拍整機動平衡方法的關(guān)鍵所在。理論和實驗證明了本文提出的對拍振信號進行硬件、軟件處理方法是必要的、可行的。這有利于增強以不解拍整機動平衡原理為基礎(chǔ)的整機現(xiàn)場動平衡儀的抗干擾能力,提高平衡精度,使動平衡工作順利、可靠的進行。