基于LabVIEW的高精度激光干涉测距系统

微位移和直线度误差作为工业测量中重要的几何参数,其测量值对精密仪器的制造与检测有着广泛应用.但随着工业技术发展,就传统测量仪器自准直仪而言,存在精度不高、实时性不强、速度慢等缺点,无法完全满足当下高速、高精度、实时监测的的要求,提出一种基于LabVIEW 的高精度激光干涉测距系统,对位移位置和直线度进行测量与分析.基于双频激光干涉测距原理,设计了光电测距仪测量得到带位移信号的光信号,经光电转换得到电信号,利用LabVIEW 平台编写操作界面和数据处理与误差分析.对系统进行实验,表明对长度30cm 导轨检测,相对误差小于0.2nm,系统具有结构简单、测量速度快、实时性强等优点,实现了位移与直线度的大范围、高精度的测量,可被在工业位移测量中广泛使用.     

AD7714在微材料力学性能测试中的应用

微材料力学性能测试是微机电系统设计制造过程中的重要环节,需要对低电平微弱信号进行高精度测量.应用平面三连杆机构和压电陶瓷实现精确的微位移和载荷的加载,采用低噪声高精度的∑-△型模数转换器AD7714,解决高精度测量的设计难题.分析AD7714的软硬件设计,总结AD7714的应用要点和系统的标定方法,为精确计量领域面临的高精度测量提供了有效解决途径.     

基于注入信号法的容性设备介质损耗在线测量系统

针对介质损耗（简称介损）测量在准确度和抗干扰等方面的不足,介绍了一种基于注入信号法的介损在线高精度测量系统。该测量系统采用FPGA产生可变频的注入信号,然后利用注入信号进行系统自校正和产生介损测量信号,再结合双极性过零比较法和信号拟合技术进行介损计算。测试结果表明,该系统可有效削弱电网工频干扰和消除装置的固有测量误差,使介损在线测量的准确性和稳定性显著提高。     

用于主动减振的振动信号实时高精度检测

为了满足主动减振对振动信号实时高精度检测的需求,提出了一种自适应的振动信号频率、相位和幅值的在线检测方法。首先采用自适应陷波器实时估计振动信号频率,为降低噪声对频率估计精度的影响,对振动信号进行低通滤波预处理;接着利用检测出的频率生成参考正弦信号,通过最小均方算法（1east mean—square algorithm,LMS）提取出经滤波处理后的振动信号;最后,利用检测出的信号频率和已知的低通滤波器信息,还原出无噪声干扰的原始振动信号。根据主动减振应用中振动信号的特点,设计了一组检测仿真实验,实验结果显示本文方法可以实现对频率和相位的无偏估计,幅值的检测精度优于99％,可以满足主动减振应用的要求。     

倒置微带贴片谐振器测量汽轮机湿度的研究

汽轮机蒸汽湿度的在线测量,对汽轮机的安全、经济运行具有重要的理论意义和实用价值。根据微扰法的基本理论,提出一种结构简单、灵敏度高的倒置微带贴片谐振器,实现汽轮机湿度的准确在线测量。湿蒸汽的湿度变化反应为谐振器介质层介电常数的变化,根据微带贴片谐振器的基本原理,仿真计算不同介电常数下的谐振频率,得到其变化关系曲线;讨论样本厚度、基质厚度和基质介电常数对频率偏移量的影响;设计微带贴片谐振器模型,并分别在HFSS和CST软件下进行仿真。研究及仿真结果表明,微带贴片谐振器模型适用于汽轮机蒸汽湿度的在线测量,蒸汽湿度每变化1%,谐振器频偏约为18 k Hz,约为微带缝隙谐振器频偏的3.6倍,有利于蒸汽湿度的准确测量。     

基于振动的变压器绕组压紧状态评估方法

为实时评估变压器绕组压紧状态,对变压器振动问题进行研究。在绕组振动成分、振动传播路径和油箱表面振动成分的研究基础上,建立了变压器油箱振动信号模型。在瞬态激振实验中发现:相对于油箱正面测点,顶面测点更能体现油箱瞬态激振响应逐渐衰减的特征;靠近C相套管的顶面测点共振频段随压紧力减小而明显向左位移。进行短路实验,结合不同电流不同压紧状态下的大量实验数据,发现靠近C相套管的顶面测点振动信号共振谱峰分布与瞬态激振实验中共振频段分布较为一致,提出利用共振谱峰位移规律进行绕组压紧状态在线评估。该方法简单易行,只需监测油箱顶面振动信号,适应变压器负荷变化的运行环境,与电网没有电气连接,可以实现变压器绕组压紧状态在线评估。     

一种小信号放大测量电路的设计

针对在恶劣工作环境中微弱信号无法准确测量的情况,设计了一种以高精度仪表放大器AD623为核心器件的放大测量电路,实现了对0m V~25m V范围内电压信号的精准放大,同时采用高精度光隔离器ACPLC87B,隔离测量端对采集端的影响。经试验测量,该小信号放大测量电路能达到百分之一精度,此外该电路还具有抑制共模干扰、抑制温漂、稳定性好、抗干扰性强等特点。     

基于无线通信技术的中高压测温系统的研究

介绍了利用无线通信技术在遥测方面的突出优越性,将其与单片机技术相结合应用于中高压电力系统中对关键点进行在线测温,有效解决了高低压问信号传输的电位隔离问题,实现了对多个温度信号的高精度监测和传输。结果表明,该系统具有抗干扰、耐高压、工作稳定、容易扩展功能等优点,具有广阔的前景。     

1000MW汽轮机组轴瓦振动保护误动的原因分析及对策

针对某1 000 MW超超临界机组汽轮机轴瓦振动保护的误动,结合国内已投产的上海汽轮机厂采用西门子技术生产的29台1 000 MW汽轮机组的瓦振保护情况,对VM600的轴振保护及NOT OK 信号的机理和保护误动的原因进行了分析,由于VM瓦振传感器采用的是压电式加速度探头,灵敏度较高,电缆接地不规范、感应电压大、移动电缆和探头安装不规范等原因会导致NOT OK信号误发,VM600又将NOT OK信号延长到了10 s,使保护误动的几率加大。通过修改VM600程序、加强屏蔽和接地的方法等措施保证信号测量的准确性,并遵循原西门子汽轮机轴瓦振动保护逻辑可有效地保证机组的运行安全。     

剪切干涉仪精密相移系统的研制

设计了一种用于迈克尔逊干涉仪横向剪切相移测量的精密相移系统。该系统采用压电陶瓷驱动器作为驱动元件,通过柔性铰链平移机构推动反射镜实现无摩擦、无间隙微位移。采用电容传感器进行位移反馈测量,利用单片机系统作为中央处理器进行PID闭环控制以实现高精度相移。对相移系统的行程及定位精度进行了测试,当输入阶跃位移信号为80nm时,相移系统输出位移精度小于3nm。当相移系统连续位移2μm,每步位移为80nm时,其输出位移的定位精度小于5nm。实验结果表明,相移系统的行程与定位精度满足剪切干涉仪设计要求。     

磁悬浮振动测试系统信号分析及振动信号的提取

针对绝对式振动测量方法不易实现较低振动频率的测量问题,设计了磁悬浮振动测试系统。建立了磁悬浮振动测试系统振子的动力学方程,设计了磁悬浮振动测试系统的仿真模型。分析了磁悬浮振动测试系统的固有振动频率。对外加10 Hz和30 Hz的正弦信号情况下进行了仿真及功率谱分析;利用FFT变换和反变换,将被测振动信号和系统的固有信号进行了分离。实测了磁悬浮振动测试系统无振动情况下的固有频率,其结果与仿真结果相似。理论和实验分析表明,磁悬浮振动测试系统的测量灵敏度较高,易于实现较低频率的绝对式振动信号的测量。     

有压管道高频挤压受迫诱发强迫振动研究

本文基于计算流体力学及动网格方法实现了水力系统中管壁高频振动所诱发水体强迫振动的模拟,规避了强迫振动分析中边界条件无法完全闭合及方程组超定的问题。基于水锤波传播特性、质量守恒原则及水体所满足的正压原则,推导了由管壁振动所诱发脉动压力幅值的理论解析式,分析了考虑恒压水库边界时压力波的叠加特性,并研究了主要参数对于管壁振动所诱发压力脉动幅值的影响。研究结果表明,在管壁振动频率达到上百赫兹以后,几十微米的管壁振幅即可能诱发数米水头的脉动压力,产生不容忽视的影响;考虑反射压力波的叠加后,脉压幅值最多不超过两倍初始脉压幅值;本文所推导由管壁振动所诱发脉动压力的理论解与模拟值接近,并具有基本一致的变化趋势。     

弱爬振现象对平板闸门振动的影响研究

本文基于巴塘水电站几何比尺为1:25的闸门水弹性模型,为研究闸门在动水闭门过程中可能出现的弱爬振现象,改变其上游水位使闸门产生微弱爬振,分析平面闸门下落过程中发生爬振前后门体不同部位局部应力、整体加速度和位移的变化,研究闸门微弱爬行振动特性.研究结果表明:(1)弱爬振不改变闸门原有的整体振动类型;弱爬振时闸门垂向振动加...     

筒型基础风机结构振动特性及减振研究北大核心CSCD

筒型基础在我国海上风电工程中已推广应用,探究其在实际工程中的表现,是保证风机安全的关键。本文针对筒型基础风机结构的振动位移进行原型监测,并以单桩基础风机作为对照。首先基于风机实测自振频率,采用遗传算法拟合基础刚度,然后统计并对比两种基础风机的振动水平。结果表明:两种基础的水平刚度相差7%,筒型基础的旋转刚度是单桩的10倍;风速小于6 m/s时,筒型基础风机位移大,大于6 m/s时,单桩基础位移大;3P共振导致小风速下筒型基础位移较大,通过优化运行策略,减小振动位移最大达54.4%。筒型基础在抗倾稳定性和振动响应控制方面具有优势。     

汽轮发电机组轴振动测量的分析及振动保护改进建议

分析了目前国内汽轮发电机组振动测量和保护存在的问题,介绍了转轴的振动力学和运行特征,以及汽轮发电机组各轴承振动特点及其相互影响的客观规律,探讨利用现有测量系统实现GB/T11348.1-1999标准推导的3种振动峰-峰值的可能性及其利弊,提出了将X和Y方向2个信号的均方根值用于振动保护的建议.     

四通道振动巡回监测仪

振动监测是目前国内外用于机械设备工况监视方面的主要方法之一。本文介绍的四通道振动巡回监测仪是将传感器输出的信号经前置处理、检波、压频变换后送ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机计数并显示输出。它被设计成适用于工业现场重要辅机的长期监测,可选择电涡流位移型和磁电速度型两种传感器,所显示数值也可以根据需要选择位移或速度量纲,具有精度高,稳定性好,免维护的特点。     

Magnetostriction and motor vibration

A quiet induction motor is strongly demanded today. Electromagnetic factors are a main cause of vibration and acoustic noise in a small induction motor. Electromagnetic forces and magnetostrictive forces are considered as the origin of electromagnetic vibration and noise. In this paper, magnetostrictive vibration of a ring of electrical steel sheets was simulated by the mechanical finite element method. Magnetostriction was assumed as external forces and they were added at each node of the meshed ring. Resonant frequency and the mode of the ring were calculated. In the steel sheet ring excited by a PWM voltage source inverter, the frequency spectrum of vibration of ring was measured and compared with the calculated results. It was confirmed that these procedures simulated magnetostriction behavior of electrical steel sheets. Furthermore, the electromagnetic forces of a small induction motor were calculated and compared with the magnetostriction data. It became clear that electromagnetic vibration was affected by the magnetostriction of steel. These results will be useful in the reduction of acoustic noise and the development of quiet motors. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 148(2): 8–13, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10338     

机载振动测量系统

文中介绍了为某遥测系统设计的机载振动测量系统。通过选择合适的算法和软硬件设计,使系统具有数据量少、体积小和高可靠性的特点。     

Hybrid stepping motor vibration

This article presents a simple method to calculate the stator surface vibration of a unipolar four-phase hybrid stepping motor. The approximate radial magnetic force per pole is calculated by using a permeance model and its equivalent magnetic circuit. Based on the calculated radial magnetic forces and the measured stator mobility values, the radial vibration spectrum on top of a stator pole is estimated. The results have shown that there is a reasonable agreement between the calculated and measured radial vibration levels. This verifies the analytical approach which, due to the special structure and excitation of the motor, is significantly different from the technique commonly employed for vibration study for induction machines