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高精度低转速动平衡测量系统的设计研究的中期报告
摘要
本篇中期报告主要介绍了高精度低转速动平衡测量系统的设计研究进展情况。首先，阐述了研究的背景和意义，并分析了该系统在现有测量技术中的优势。接着，介绍了系统的设计方案，包括传感器的选择、数据采集系统的搭建以及数据处理方法的确定。最后，通过实验验证了系统的性能表现，并讨论了实验结果的影响因素及优化方法。整个研究表明该系统具有高精度、高稳定性、易操作等优点，可在飞行器、轮船、汽车等领域的动平衡测试中得到广泛应用。
关键字：高精度低转速动平衡测量系统，传感器，数据采集系统，数据处理方法，实验验证
Abstract
Thismid-termreportmainlyintroducestheprogressofthedesignandresearchofhigh-precisionlow-speeddynamicbalancingmeasurementsystem.Firstly,thebackgroundandsignificanceoftheresearchareelaborated,andtheadvantagesofthesystemintheexistingmeasurementtechnologyareanalyzed.Then,thesystemdesignschemeisintroduced,includingtheselectionofsensors,theconstructionofdataacquisitionsystemandthedeterminationofdataprocessingmethod.Finally,theperformanceofthesystemisverifiedthroughexperiments,andtheinfluencingfactorsandoptimizationmethodsoftheexperimentalresultsarediscussed.Theentirestudyshowsthatthesystemhastheadvantagesofhighprecision,highstability,andeasyoperation,andcanbewidelyusedinthedynamicbalancetestingofaircraft,ships,carsandotherfields.
Keywords:high-precisionlow-speeddynamicbalancingmeasurementsystem,sensor,dataacquisitionsystem,dataprocessingmethod,experimentalverification
1.绪论
动力机械运转时的不平衡会给机器带来振动和噪音，严重时会引起机器的震坏和事故，因此对机器中的不平衡进行动平衡的测试与调整是非常重要的。目前，国际上已经出现了多种动平衡测量系统，如光电法、电感法、电容法等，但是这些方法因为其测量准确度不高、使用范围窄、税费高、对消耗品的消耗等诸多局限性，不能满足现代化生产的需要。因此，研发一种高精度低转速动平衡测量系统是本研究的重点，其可以克服现有测量系统的缺陷，具有很大的发展前景和应用价值。
2.系统设计方案
2.1传感器的选择
传感器的选用直接影响到系统测量精度的精度和稳定性。本研究采用了高精度、高稳定性的压电式加速度传感器进行动平衡测量。在实验中，将传感器固定在转子上，通过传感器获取加速度数据。然后，利用计算机分析加速度数据，计算出转子的旋转角速度和不平衡质量。
2.2数据采集系统的搭建
数据采集系统主要包括数据采集卡、传感器接口、AD转换器等。本研究采用了NI公司的数据采集卡和数据采集软件进行数据采集，通过数据采集卡将传感器获取的加速度数据传送到计算机中进行数据处理和分析。同时，为了保证数据的精确度，采用了扰动抑制技术和时域滤波技术对数据进行处理。
2.3数据处理方法的确定
本研究采用了幅值-相位法和最小二乘法进行数据处理。幅值-相位法是利用一个计算公式计算出转子旋转角速度和不平衡质量；最小二乘法是通过对不平衡数据进行统计分析，得到最小值，并以此作为不平衡质量的计算值。两种方法结合使用可以得到更精确的测量结果。
3.实验验证与讨论
实验过程中，利用实验室制作的平衡转子进行了动平衡测试，并采用了三种不同的数据处理方法，分别是幅值-相位法、最小二乘法和两种方法的综合运用。实验结果表明，综合运用两种方法可以获得更精确的测量结果。
本研究中，测量误差主要来自于传感器精度、数据采集系统的精度和实验环境等因素。为了降低误差，本研究将在后续实验中优化传感器器的选取和位置、加强数据处理方法等方面进行探索。
4.结论
本研究成功研