[發(fā)明專利]一種大范圍測量物體受力振動數(shù)據(jù)的修正方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910022360.0
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN101545806A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 金承信;寧榮昌
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01B7/16
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發(fā)明涉及測量技術領域，尤其是一種物體受力振動數(shù)據(jù)的修正方法。

背景技術

為了完整反應物體受力情況，許多工程應用和科學研究工作中需要對物體進行受力動態(tài)應變測量。《科技應用》2008年第37卷第1期“應變式稱重傳感器的動態(tài)特性”一文介紹了應變式稱重傳感器動態(tài)特性的測量方法，專利號為200410073120.0的中國專利公開了一種平面應變測量傳感器，上述技術方案都是用金屬電阻應變片或半導體應變傳感器進行動態(tài)測量，存在以下問題：傳感器動態(tài)測量頻響范圍小，在中高頻動態(tài)特性有損失，測量結果不能完全反映物體受力時中高頻的動態(tài)特性。但是，物體受力發(fā)生突變主要集中在中高頻范圍，這樣，普通測力方法無法測量受力發(fā)生的突變從而難以大范圍埔捉測量的全部動態(tài)特性，而突變動態(tài)特性又是工程應用和科學重點研究的對象。動態(tài)應變傳感器一般都是在平穩(wěn)情況下測量的，而物體受力狀態(tài)的突變動態(tài)特性往往有振動出現(xiàn)。例如，在汽輪發(fā)電機中，突變現(xiàn)象均會伴隨著出現(xiàn)異常振動，這往往是機組發(fā)生故障的前兆；在空氣動力學中，在失速狀態(tài)下的飛機通常會產生劇烈抖動；在故障診斷中，常常通過突變和振動來發(fā)現(xiàn)故障的位置。由于物體的突變伴有振動發(fā)生，現(xiàn)有技術無法準確測量或造成測量誤差。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術測量頻響范圍小和無法準確測量物體受力的不足，本發(fā)明提供了一種大范圍測量物體受力振動數(shù)據(jù)修正方法，采用聚偏氟乙烯材料制作的高靈敏度動態(tài)應變傳感器，可以大范圍捕捉測量的全部動態(tài)特性，并針對因振動而產生應變數(shù)據(jù)的測量誤差對數(shù)據(jù)進行修正，達到準確測量的目的。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案包括下述步驟：

步驟一：用聚偏氟乙烯材料制作長20mm、寬20mm、厚200-280μm的動態(tài)應變傳感器，用聚偏氟乙烯材料制作厚100-320μm、直徑20mm的振動傳感器。

步驟二：在物體需要測量的位置上安裝動態(tài)應變傳感器、振動傳感器和應變片，所述動態(tài)應變傳感器、振動傳感器和應變片一字排開，彼此間隔為1-2mm。動態(tài)應變傳感器、振動傳感器、應變片均采用35mm×35mm×10mm的屏蔽盒屏蔽后連接大地。動態(tài)應變傳感器測量動態(tài)應變，應變片測量直流應變，振動傳感器測量振動頻率。

步驟三：在工作環(huán)境中測量物體受力出現(xiàn)振動的頻率范圍f_振低-f_振高。

步驟四：振動標定準備，把被測物體安裝在標準振動臺上，安裝后保證動態(tài)應變傳感器、振動傳感器、應變片的電壓輸出均為零。

步驟五：振動標定步驟，擴大物體在工作環(huán)境中的振動頻率范圍至頻率范圍f_振低-f_振高的1.2倍。把這個范圍工作劃分為至少N個(N是任意自然數(shù))振動頻率點并控制標準振動臺工作。測量得到N個(N是任意自然數(shù))振動頻率f_N振、動態(tài)應變傳感器電壓V_N動振、應變片電壓V_N應振并分別放大后進行存儲。

步驟六：測量過程，將物體放在工作環(huán)境中進行實時測量，分別測量振動傳感器輸出頻率f_N振測、動態(tài)應變傳感器電壓V_N動測、應變片電壓V_M應測并分別放大后進行存儲到數(shù)據(jù)修正模塊中。

步驟七：數(shù)據(jù)修正，在某個頻率下查詢數(shù)據(jù)修正模塊中振動標定與測量振動傳感器輸出頻率關系符合f_N振＝f_N振測。計算動態(tài)應變傳感器在該頻率下的輸出電壓V_N動輸出＝V_N動測-V_N動振，應變片在該頻率下的輸出電壓V_N應輸出＝V_N應測-V_N應振。重復本步驟再計算出其它頻率下的輸出電壓。

本發(fā)明的有益效果是：針對現(xiàn)有技術動態(tài)測量頻響范圍小，不能完全反映突變動態(tài)特性的不足，以及因為振動產生測量不準確的缺陷，本發(fā)明采用了大范圍動態(tài)測量和對應變測量誤差進行數(shù)據(jù)修正的方法，取得了大范圍動態(tài)測量，并獲得準確的數(shù)據(jù)。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明硬件方框原理圖

附圖2是本發(fā)明步驟流程圖

具體實施方式