靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法，屬于靜壓液浮陀螺加速度計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。通過對安裝在支架組件上的陀螺馬達(dá)運(yùn)行時振動加速度信號進(jìn)行采集、時頻分析，并跟蹤整個加速度計(jì)裝調(diào)過程，統(tǒng)計(jì)整表測試數(shù)據(jù)，將陀螺馬達(dá)振動加速度信號數(shù)據(jù)與整表測試數(shù)據(jù)相比較，總結(jié)出整表K1穩(wěn)定精度較好加速度計(jì)對應(yīng)的陀螺馬達(dá)振動加速度信號時頻特性，提出在浮子組件裝配過程中量化測量的馬達(dá)振動特性指標(biāo)，從而在后續(xù)加速度計(jì)生產(chǎn)過程中起到指導(dǎo)作用。
【專利說明】靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法，屬于靜壓液浮陀螺加速度計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]靜壓液浮陀螺加速度計(jì)時一種利用陀螺力矩進(jìn)行反饋的擺式加速度計(jì)，提供陀螺力矩的陀螺電機(jī)通過壓板、高比重壓板與螺釘連接在支架組件上，為了使加速度計(jì)產(chǎn)生偏心力矩來平衡陀螺力矩，陀螺電機(jī)質(zhì)心與空間坐標(biāo)系原點(diǎn)存在一定距離，組成偏心結(jié)構(gòu)。由于陀螺馬達(dá)自身結(jié)構(gòu)決定，陀螺電機(jī)由止推滾動軸承進(jìn)行支撐，在馬達(dá)運(yùn)行時，除存在與馬達(dá)轉(zhuǎn)速同頻振動，同時滾動軸承也會帶來振動，并且由于裝配時軸承預(yù)緊力不同，振動的幅值也會有所不同。另外，支架組件安裝陀螺馬達(dá)時螺釘擰緊力矩及壓板壓緊馬達(dá)軸位置不同，對振動幅值也會造成影響。
[0003]靜壓液浮陀螺加速度計(jì)K1產(chǎn)生0.02個脈沖/S ? g變化時，足以引起陀螺加速度計(jì)K1穩(wěn)定性超差，此時陀螺加速度計(jì)檢測質(zhì)量質(zhì)心沿浮子軸線發(fā)生0.59um的偏移。目前液浮加速度計(jì)浮子組件的裝調(diào)過程并沒有對陀螺馬達(dá)運(yùn)行產(chǎn)生的振動進(jìn)行篩選，而是在整表裝配完成后對其進(jìn)行調(diào)試的過程中，判斷浮子組件及陀螺馬達(dá)裝配結(jié)構(gòu)對整表產(chǎn)生的影響。這樣不僅降低了整表裝調(diào)合格率，延長了加速度計(jì)生產(chǎn)周期，同時造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，加大生產(chǎn)成本。
[0004]目前液浮加速 度計(jì)生產(chǎn)需求量越來越大，儀表精度要求愈來愈高,這就要求在儀表裝配過程中能最大限度的定量控制裝配精度，通過裝配時的檢測篩選方法較好的控制裝入整表的組件質(zhì)量，避免生產(chǎn)周期和成本的浪費(fèi)。裝入浮子組件的陀螺馬達(dá)運(yùn)行穩(wěn)定性是保證加速度計(jì)K1穩(wěn)定精度的重要因素，在浮子組件裝配時對陀螺馬達(dá)運(yùn)行振動信號進(jìn)行檢測篩選，有利于高可靠的確保儀表裝調(diào)一次成功。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法，步驟為:
[0008]I)將馬達(dá)安裝在支架組件上，然后通過INV3062采集分析儀和DASP VlO數(shù)據(jù)采集和信號處理設(shè)備對馬達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到馬達(dá)的振動幅度與時間的關(guān)系曲線，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線；查找馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線中的馬達(dá)振動幅值高于0.5X1(T2時馬達(dá)的振動頻率；查找時除去500Hz ；
[0009]2)將馬達(dá)與加速度計(jì)信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接；[0010]3)啟動馬達(dá)，通過加速度計(jì)信號傳感器采集馬達(dá)上的振動信號并將振動信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，模擬電信號傳輸給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行抗混疊濾波處理，處理完成后將處理結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)顯示馬達(dá)的振動時間與振動幅值之間的關(guān)系曲線，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線；
[0011]4)對步驟3)得到的馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行分析，如果在馬達(dá)振動幅值高于0.5 X 10_2時，馬達(dá)的振動幅值大于1.5 X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達(dá)的支架組件進(jìn)行返修，如果在馬達(dá)振動幅值高于0.5 X 10_2時，馬達(dá)的振動幅值小于1.5X 10_2個重力加速度，則馬達(dá)符合安裝要求，進(jìn)行后續(xù)安裝。
[0012]有益效果
[0013]通過對安裝在支架組件上的陀螺馬達(dá)運(yùn)行時振動加速度信號進(jìn)行采集、時頻分析，并跟蹤整個加速度計(jì)裝調(diào)過程，統(tǒng)計(jì)整表測試數(shù)據(jù)，將陀螺馬達(dá)振動加速度信號數(shù)據(jù)與整表測試數(shù)據(jù)相比較，總結(jié)出整表Kl穩(wěn)定精度較好加速度計(jì)對應(yīng)的陀螺馬達(dá)振動加速度信號時頻特性，提出在浮子組件裝配過程中量化測量的馬達(dá)振動特性指標(biāo)，從而在后續(xù)加速度計(jì)生產(chǎn)過程中起到指導(dǎo)作用。通過跟蹤統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，對于陀螺馬達(dá)振動加速度頻域信號在316Hz處(軸承滾動體公轉(zhuǎn)頻率)，振動幅值小于1.5X 10_2個重力加速度，整表穩(wěn)定測試數(shù)據(jù)O K1/K1都在10_6量級，遠(yuǎn)小于加速度計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求的1.55 X IO-5,當(dāng)振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，達(dá)至Ij 2X 10_2個重力加速度時，O K1/K1則分布在1X10—5至Ij
1.55X10—5之間，Kl穩(wěn)定精度大大降低。
[0014]靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)運(yùn)行振動信號檢測、分析與篩選技術(shù)，陀螺馬達(dá)是為加速度計(jì)提供陀螺力矩的主要部件，使用中要求轉(zhuǎn)動穩(wěn)定，在加速度計(jì)慣性空間中位置固定，產(chǎn)生的振動小。安裝陀螺馬達(dá)的支架組件運(yùn)行時產(chǎn)生的振動直接關(guān)系到儀表K1 (一次項(xiàng))的穩(wěn)定性。本實(shí)用提供的方法是針對陀螺馬達(dá)運(yùn)行時存在振動的特點(diǎn)，提出對安裝陀螺馬達(dá)的支架組件振動信號進(jìn)行檢測、分析與篩選，達(dá)到控制液浮加速度計(jì)K1的穩(wěn)定精度。
[0015]本發(fā)明通過對浮子組件陀螺馬達(dá)振動信號的采集分析，及加速度計(jì)轉(zhuǎn)調(diào)過程的跟蹤統(tǒng)計(jì)，提出在陀螺馬達(dá)振動加速度頻域信號316Hz處幅值小于1.5X 10_2個重力加速度。該測試方法及篩選條件的提出，改變了原來裝配工人靠個人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行裝配的過程不可控方式，通過量化指標(biāo)有效地提高加速度計(jì)一次裝表合格率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為馬達(dá)支架組件運(yùn)行中振動加速度信號測試結(jié)果示意圖。
[0017]圖2陀螺馬達(dá)支架組件安裝及振動加速度信號測試傳感器粘接示意圖
[0018]圖3振動測試系統(tǒng)連接示意圖
[0019]圖4馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選過程流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例
[0022]I)將馬達(dá)安裝在支架組件上，然后通過INV3062采集分析儀和DASP VlO數(shù)據(jù)采集和信號處理設(shè)備對馬達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到馬達(dá)的振動幅度與時間的關(guān)系，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系；如圖1所示，由圖中可知，在馬達(dá)振動頻率為500Hz時，是由于馬 達(dá)本身的轉(zhuǎn)動引起的，在馬達(dá)振動頻率為316Hz時，馬達(dá)的振動幅值大，對加速度計(jì)測試穩(wěn)定精度的影響大；
[0023]2)將馬達(dá)與加速度計(jì)信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接；
[0024]3)啟動馬達(dá)，通過加速度計(jì)信號傳感器采集馬達(dá)上的振動信號并將振動信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，模擬電信號傳輸給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行抗混疊濾波處理等，處理完成后將處理結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)顯示馬達(dá)的振動時間與振動幅值之間的關(guān)系曲線，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線；
[0025]4)對步驟3)得到的馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行分析，如果在316Hz時，馬達(dá)的振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達(dá)的支架組件進(jìn)行返修，如果在316Hz時，馬達(dá)的振動幅值小于1.5 X 10_2個重力加速度，則馬達(dá)符合安裝要求，進(jìn)行后續(xù)安裝。
[0026]本發(fā)明在浮子組件裝配過程中進(jìn)行，在將陀螺馬達(dá)2安裝在支架組件上，使用振動測試工裝I固定安裝陀螺馬達(dá)的支架組件，將加速度傳感器3粘貼在測試工裝上，見圖2。粘貼過程在高平面度大理石平臺上進(jìn)行，保證傳感器測量軸與浮子組件坐標(biāo)軸方向盡量保持一致，提高加速度信號測量準(zhǔn)確度。將傳感器I與信號采集系統(tǒng)連接2，見圖3，使陀螺馬達(dá)開始運(yùn)行，當(dāng)馬達(dá)同步完成后，對振動加速度信號進(jìn)行采集。數(shù)字信號采集參數(shù)設(shè)置為:采樣頻率:2048Hz ;濾波方式:數(shù)據(jù)采集卡自帶濾波；窗函數(shù):漢寧窗；信號時頻轉(zhuǎn)換:快速傅里葉變換(FFT)。將分析結(jié)果進(jìn)行保存。
[0027]陀螺馬達(dá)振動加速度頻域信號主要在316Hz處I與500Hz處2存在峰值，其中500Hz為陀螺馬達(dá)轉(zhuǎn)動頻率，316Hz為馬達(dá)軸承滾動體公轉(zhuǎn)頻率。影響316Hz處幅值的主要因素為支架組件安裝馬達(dá)時對馬達(dá)軸是否存在過大壓力造成變形、馬達(dá)止推軸承預(yù)緊力大小及軸承安裝是否偏斜，因此，此頻率處幅值大小為判斷浮子組件裝配質(zhì)量的指標(biāo)；另外，液浮加速度計(jì)馬達(dá)軸向竄動對整表測量精度影響最大，所以在進(jìn)行指標(biāo)判斷時，主要對馬達(dá)軸向振動加速度信號進(jìn)行分析。將馬達(dá)軸向振動信號頻率316Hz處幅值大于1.5 X IO-2個重力加速度的浮子組件進(jìn)行篩選，重新裝配，檢測、篩選流程見圖4。這樣可以較好避免由于馬達(dá)振動對整表Kl穩(wěn)定精度產(chǎn)生的影響。
[0028]采取本發(fā)明對某批次5只加速度計(jì)浮子裝調(diào)過程進(jìn)行跟蹤，5只加速度計(jì)陀螺馬達(dá)振動加速度信號在 316Hz 處幅值為:0.918X1(T2、1.026X IO^2U.511X10'2.195X10'2.351X1(T2，裝成整表 Kl 穩(wěn)定精度 oKl/Kl 對應(yīng)為:4.833 X 10'7.778 X 10'
3.296X 10_6、1.419X 10_5、1.157X 10_5。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看到，本發(fā)明對陀螺馬達(dá)振動加速度信號316Hz處幅值控制在1.5 X IO-2個重力加速度一下，可以有效的保證Kl穩(wěn)定精度，提高一次裝表合格率。
【權(quán)利要求】
1.靜壓液浮陀螺加速度計(jì)馬達(dá)振動信號檢測、分析與篩選方法，其特征在于步驟為: 1)將馬達(dá)安裝在支架組件上，然后通過INV3062采集分析儀和DASPVlO數(shù)據(jù)采集和信號處理設(shè)備對馬達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到馬達(dá)的振動幅度與時間的關(guān)系曲線，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線；查找馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線中的馬達(dá)振動幅值高于0.5X 10_2時馬達(dá)的振動頻率；查找時除去500Hz ； 2)將馬達(dá)與加速度計(jì)信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接； 3)啟動馬達(dá)，通過加速度計(jì)信號傳感器采集馬達(dá)上的振動信號并將振動信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，模擬電信號傳輸給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行抗混疊濾波處理等，處理完成后將處理結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)顯示馬達(dá)的振動時間與振動幅值之間的關(guān)系曲線，通過FFT變換得到馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線； 4)對步驟3)得到的馬達(dá)振動幅值與馬達(dá)振動頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行分析，如果在馬達(dá)振動幅值高于0.5X 10_2時，馬達(dá)的振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達(dá)的支架組件進(jìn)行返修，如果在馬達(dá)振動幅值高于0.5X IO-2時，馬達(dá)的振動幅值小于1.5X 10_2個重力加速度，則馬達(dá)符合安裝要求，進(jìn)行后續(xù)安裝。
【文檔編號】G01H11/06GK103674221SQ201310629683
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】黃炎, 孟巍, 李錚 申請人:北京興華機(jī)械廠