基于电涡流传感器的机床振动测试系统设计.pdf

科 技 创 新 2012~E3月(下)I科技创新与应用 基于电涡流传感器的机床振动测试系统设计 向俐霞 (贵州大学职业技术学院，贵州 贵阳 550004) 摘 要：本文介绍了一种采用电涡流传感器来构建机床振动测试系统的设计。文中详细介绍了系统的硬件及软件设计，并对系统 构建的原理进行了剖析。 关键词：机床振动 ；电涡流式传感器；测试系统 概述 秀的放大器，原理图如图5所示。这种放大器由3个低漂移、低失调 机械振动是各种机器工作过程中经常发生的现象，是机械工程 运放组成。 领域一个十分重要的研究课题。工程实践中复杂的振动现象并非都 能通过理论分析得出准确的结论，往往需要借助真实的测试手段。 _1] 不仅如此，理论分析结果的正确性也需要通过实践来验证，可见 。 振动测试在振动研究中占有十分重要的地位，振动测试的内容包 括 ：测出被测对象某些点的位移 、速度和加速度，在时域中测出振 动信号，通过频谱分析估计振动的振型，进一步对设备实施故障诊 断。 1系统总体设计 系统由传感器的选取 、信号调理电路、数据采集板卡、通信模块、上 位机软测试系统软件组成。其中传感器是电涡流式振动位移传感 器；信号调理电路是通过电量放电调理电路将传感器输出的微弱信 号放大到与采集卡匹配且以低阻抗输出的电压信号，此信号被数据 采集卡转化为数字量信号由通信模块送至上位机软件系统出，实现 最终的测试显示 ； 图 4仪表放大器的墨本原理 图 当取R1=R2、R3=R5、R4=R6时，由运放 “虚短路”和 “虚断路”原 理可得 ：v(o 糕 = (l一 )—2R a+Rs 一 一 -一 Zoz) 图 1测试 系统结构 图 而 Vo= ( 一 ) 2系统硬件设计 2．1传感器原理及选择 删 = ) 涡流检测是以电磁感应理论作为基础的。一个简单的涡流检测 系统包括一个高频的交变 电压发生器、一个检测线圈和一个指示 取RI=10K，Rs=10K，R4=100K，R3=10K。增益为 10，该放大器输 器。高频的交变电压发生器或称为振荡器供给检测线圈以激励电 入阻抗高，作前置放大器具有 良好的特性。选用AD公司的AD620 流，从而在试件周围形成一个激励磁场 。这个磁场在试件中感应出 将 R1R6伞部固定 ．将 Rs弓l出作为外接来决定增 稀 涡流，涡流又产生 自己的磁场。涡流磁场的作用是削弱和抵消激励 磁场的变化 ，而涡流磁场中就包含了试件的信息。检测线圈用来检 测试件中涡流磁场的变化，也就是检测了试件的信息变化。 广 甲甲甲 蜗 器 辐渡政悻薅器 图2 电涡流式传感器测量 图3电涡流式传感器测量 轴