扭振测量基本原理
将磁电式传感器对正齿轮安装,当轴旋转时,传感器上感应出与齿形有关的脉冲信号。将该信号进行处理得到标准的矩形脉冲波。19世纪30年代,相位差式扭矩测量装置在欧洲发明成功,当时的测量精度可以达到±4%[1]。再将矩形脉冲波输入到单片机的高速输入部件(HSI),采用测周法测量每个脉冲的时间宽度。具体方法是,利用单片机的高速计数功能,对单片机的内部时钟进行计数,计数时间由该矩形脉冲控制,根据计数值可以计算得到每个脉冲的时宽值。当机组稳定运转时,轴系无扭振,如果齿轮齿形完全相同时,则与每个齿对应的矩形脉冲宽度都相同,即为轴系转动周期除以齿数;当轴系存在扭振时,每个齿对应的矩形脉冲宽度发生变化,其与原宽度之差的大小反映扭振的大小。因此,只要测出每个齿对应的矩形脉冲宽度的变化,就可以得到轴的扭振。
RTMS采用光纤传感器实现非接触扭转振动测量，硬件上采用叶片振动测量系统，相较于传统光电编码、齿轮脉冲等传统方法具有以下优势:
1.光纤非接触式测量，无需测量改装，无需动平衡；
2.传感器工作距离宽，动态响应快，对横向振动不敏感，满足轴系振动的实际工况要求。
3.双传感器差分扭转测量算法，***了传统方法中转速不稳导致的测量误差。
RTMS尤其适用于大直径旋转轴传递功率、静扭矩、动扭矩及扭振的高精度在线监测。
一般性扭矩测量的历史沿革和技术分类
扭矩传感器的发明***早可以追溯到发电机的扭矩测量,但是该种扭矩测量只能测量静态扭矩,对于像内燃机一类的动态或者时变的扭矩则不能适用。它是以效果命名的力，类似于向心力，一般由振动方向上的某个力或某几个力的合力来提供。19世纪30年代,相位差式扭矩测量装置在欧洲发明成功,当时的测量精度可以达到±4%[1]。19世纪50年代,第1个可靠性高,可长时间使用的应变计发明成功[2],产品化之后,数以亿计的应变计用于各种场合的扭矩测量。
实现非接触式扭矩测量的关键技术
扭矩的非接触式测量是在接触式测量的基础上发展起来的。另一种是弓形转动，即弯曲的轴心线AO′B与轴承联线AOB组成的平面绕AB轴线的转动。它综合利用了已有的扭矩测量技术和方法,通过技术改进和升级实现非接触的扭矩测量目标。工程中,实现非接触测量的关键在于实现非接触的扭矩信号传递。现阶段,可以实现非接触扭矩信号传递的关键技术有如下两种。
基于无线信号传输模块的非接触扭矩测量方案
基于一般性扭矩测量方案,即测应变测扭矩、测转矩测扭矩、测反作用力测扭矩,这一方案是指增添无线信号传输的功能单元实现非接触扭矩信号传递。这是一种改良方案,通过技术改进实现从有线接触式扭矩测量到非接触无线扭矩测量的升级。
