三维振幅测量方法的研究与探讨

发布时间：2021-01-26 05:19

　　弹丸发射时火药急剧燃烧产生强大推力将弹丸弹出,此过程中产生的反推力、膨胀气流以及弹丸与筒内壁的碰撞都会使筒体产生剧烈振动,筒体振动的强烈程度将直接影响弹丸打击精度,从而减小杀伤力,因此对筒体的三维振幅测量是航天航空领域不可或缺的指标。火药燃烧瞬间产生浓烈黑烟,弹丸与筒体的碰撞以及弹丸出筒时筒内压力的释放都会产生轰鸣声,并伴随着刺眼的火光,在此环境下就对测量三维振幅的仪器及方法提出了更高的要求。由于弹丸弹出,筒体所受压力减小,导致物体与水平面倾角增大,筒体将产生缓慢抬高的趋势,并且不会回到起始点,此段抬高的位移属于低频信号,即为永久位移。本文针对上述恶劣环境下对三维振幅的测量以及对永久位移产生的问题,研究探讨了两种三维振幅测量方法:（1）基于绳索式位移传感器搭建振动位移测量平台,将筒体三维空间位置的变化转换为三维坐标的变动。该方法依据三球交会定位原理,以绳索式位移传感器出线点为球心、拉线伸出长度为半径画球,最终三球将交于两点,列出方程并利用MATLAB进行方程组解算;将三个传感器出线点置于三维空间坐标的X,Y,Z轴线上,能大大减少方程组计算量,提高了运算效率;解算出的数据结合ORIGIN... 

【文章来源】： 郑高铭 中北大学

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光电位移跟随器测量系统信号转换过程

中北大学学位论文3图1-1光电位移跟随器测量系统信号转换过程Figure1-1Thesignalconversionprocessofthephotoelectricdisplacementfollowermeasurementsystem图1-2光电传感器Figure1-2Photoelectricsensor光电位移传感器属于非接触式测量位移传感器，在对被测对象进行测量时，被测对象将会阻挡光通量，从阻挡光通量的多少来测量被测物的位移。光电式位移传感器由激光器、激光检测器以及测量电路组成，优点有很多，不仅可以实现连续测量，而且测量距离远、速度快、精度高、抗外界干扰能力强等，广泛应用于被测物体的几何测量，比如位移、厚度、距离、直径等。（2）电涡流位移传感器电涡流传感器可以静态与动态非接触、高线性度和高分辨率来测量金属导体与探头表面之间的距离[10]。它是一种非接触式线性测量工具。电涡流位移传感器可以准确地测量被测物体与探头之间的静态与动态相对位移变化量。在高速旋转机械和往复运动机械的状态分析、振动研究、分析和测量中，非接触式高精度振动和位移信号可以连续、准确地收集转子振动状态的各种参数。例如轴的径向振动、振幅和轴向位置。

中北大学学位论文4依据法拉第电磁效应，如图1-3所示，在磁场中金属块作切割运动或者金属块置于交替变化的磁场中，此时，在金属块内部将会产生感应电流，即电涡流[11]。由电涡流效应制成的传感器称为电涡流位移传感器。图1-3电涡流作用原理图Figure1-3Schematicdiagramofeddycurrentaction电涡流位移传感器采集流程图如图1-4所示，通过改变被测金属导体与探头之间的距离来改变振荡电压幅值，后续调理电路中通过放大、滤波、补偿等处理将振荡电压值转变为电信号输出，从而实现位移信号的测量[12]。图1-4电涡流位移传感器采集流程Figure1-4Acquisitionprocessofeddycurrentdisplacementsensor电涡流位移传感器属于非接触式位移传感器，被测物体只能是金属导体，因此常用在机械方面的测量，比如轴位移、轴振动等，能进行长期的检测。电涡流位移传感器的


本文编号：3000541