靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、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馬達振動信號檢測、分析與篩選方法，屬于靜壓液浮陀螺加速度計【技術領域】。通過對安裝在支架組件上的陀螺馬達運行時振動加速度信號進行采集、時頻分析，并跟蹤整個加速度計裝調過程，統(tǒng)計整表測試數(shù)據(jù)，將陀螺馬達振動加速度信號數(shù)據(jù)與整表測試數(shù)據(jù)相比較，總結出整表K1穩(wěn)定精度較好加速度計對應的陀螺馬達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振動特性指標，從而在后續(xù)加速度計生產過程中起到指導作用。
【專利說明】靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、分析與篩選方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、分析與篩選方法，屬于靜壓液浮陀螺加速度計【技術領域】。
【背景技術】
[0002]靜壓液浮陀螺加速度計時一種利用陀螺力矩進行反饋的擺式加速度計，提供陀螺力矩的陀螺電機通過壓板、高比重壓板與螺釘連接在支架組件上，為了使加速度計產生偏心力矩來平衡陀螺力矩，陀螺電機質心與空間坐標系原點存在一定距離，組成偏心結構。由于陀螺馬達自身結構決定，陀螺電機由止推滾動軸承進行支撐，在馬達運行時，除存在與馬達轉速同頻振動，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時螺釘擰緊力矩及壓板壓緊馬達軸位置不同，對振動幅值也會造成影響。
[0003]靜壓液浮陀螺加速度計K1產生0.02個脈沖/S ? g變化時，足以引起陀螺加速度計K1穩(wěn)定性超差，此時陀螺加速度計檢測質量質心沿浮子軸線發(fā)生0.59um的偏移。目前液浮加速度計浮子組件的裝調過程并沒有對陀螺馬達運行產生的振動進行篩選，而是在整表裝配完成后對其進行調試的過程中，判斷浮子組件及陀螺馬達裝配結構對整表產生的影響。這樣不僅降低了整表裝調合格率，延長了加速度計生產周期，同時造成人力、物力和財力的浪費，加大生產成本。
[0004]目前液浮加速 度計生產需求量越來越大，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量，避免生產周期和成本的浪費。裝入浮子組件的陀螺馬達運行穩(wěn)定性是保證加速度計K1穩(wěn)定精度的重要因素，在浮子組件裝配時對陀螺馬達運行振動信號進行檢測篩選，有利于高可靠的確保儀表裝調一次成功。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提出靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、分析與篩選方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、分析與篩選方法，步驟為:
[0008]I)將馬達安裝在支架組件上，然后通過INV3062采集分析儀和DASP VlO數(shù)據(jù)采集和信號處理設備對馬達進行數(shù)據(jù)采集，得到馬達的振動幅度與時間的關系曲線，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線；查找馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線中的馬達振動幅值高于0.5X1(T2時馬達的振動頻率；查找時除去500Hz ；
[0009]2)將馬達與加速度計信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機進行連接；[0010]3)啟動馬達，通過加速度計信號傳感器采集馬達上的振動信號并將振動信號轉換為模擬電信號，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換為數(shù)字信號，并進行抗混疊濾波處理，處理完成后將處理結果發(fā)送給計算機，計算機顯示馬達的振動時間與振動幅值之間的關系曲線，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線；
[0011]4)對步驟3)得到的馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線進行分析，如果在馬達振動幅值高于0.5 X 10_2時，馬達的振動幅值大于1.5 X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達的支架組件進行返修，如果在馬達振動幅值高于0.5 X 10_2時，馬達的振動幅值小于1.5X 10_2個重力加速度，則馬達符合安裝要求，進行后續(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運行時振動加速度信號進行采集、時頻分析，并跟蹤整個加速度計裝調過程，統(tǒng)計整表測試數(shù)據(jù)，將陀螺馬達振動加速度信號數(shù)據(jù)與整表測試數(shù)據(jù)相比較，總結出整表Kl穩(wěn)定精度較好加速度計對應的陀螺馬達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振動特性指標，從而在后續(xù)加速度計生產過程中起到指導作用。通過跟蹤統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，對于陀螺馬達振動加速度頻域信號在316Hz處(軸承滾動體公轉頻率)，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，遠小于加速度計技術指標要求的1.55 X IO-5,當振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，達至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馬達運行振動信號檢測、分析與篩選技術，陀螺馬達是為加速度計提供陀螺力矩的主要部件，使用中要求轉動穩(wěn)定，在加速度計慣性空間中位置固定，產生的振動小。安裝陀螺馬達的支架組件運行時產生的振動直接關系到儀表K1 (一次項)的穩(wěn)定性。本實用提供的方法是針對陀螺馬達運行時存在振動的特點，提出對安裝陀螺馬達的支架組件振動信號進行檢測、分析與篩選，達到控制液浮加速度計K1的穩(wěn)定精度。
[0015]本發(fā)明通過對浮子組件陀螺馬達振動信號的采集分析，及加速度計轉調過程的跟蹤統(tǒng)計，提出在陀螺馬達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驗進行裝配的過程不可控方式，通過量化指標有效地提高加速度計一次裝表合格率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為馬達支架組件運行中振動加速度信號測試結果示意圖。
[0017]圖2陀螺馬達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馬達振動信號檢測、分析與篩選過程流程圖
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0021]實施例
[0022]I)將馬達安裝在支架組件上，然后通過INV3062采集分析儀和DASP VlO數(shù)據(jù)采集和信號處理設備對馬達進行數(shù)據(jù)采集，得到馬達的振動幅度與時間的關系，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系；如圖1所示，由圖中可知，在馬達振動頻率為500Hz時，是由于馬 達本身的轉動引起的，在馬達振動頻率為316Hz時，馬達的振動幅值大，對加速度計測試穩(wěn)定精度的影響大；
[0023]2)將馬達與加速度計信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機進行連接；
[0024]3)啟動馬達，通過加速度計信號傳感器采集馬達上的振動信號并將振動信號轉換為模擬電信號，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換為數(shù)字信號，并進行抗混疊濾波處理等，處理完成后將處理結果發(fā)送給計算機，計算機顯示馬達的振動時間與振動幅值之間的關系曲線，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線；
[0025]4)對步驟3)得到的馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線進行分析，如果在316Hz時，馬達的振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達的支架組件進行返修，如果在316Hz時，馬達的振動幅值小于1.5 X 10_2個重力加速度，則馬達符合安裝要求，進行后續(xù)安裝。
[0026]本發(fā)明在浮子組件裝配過程中進行，在將陀螺馬達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行，保證傳感器測量軸與浮子組件坐標軸方向盡量保持一致，提高加速度信號測量準確度。將傳感器I與信號采集系統(tǒng)連接2，見圖3，使陀螺馬達開始運行，當馬達同步完成后，對振動加速度信號進行采集。數(shù)字信號采集參數(shù)設置為: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；信號時頻轉換:快速傅里葉變換(FFT)。將分析結果進行保存。
[0027]陀螺馬達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為陀螺馬達轉動頻率，316Hz為馬達軸承滾動體公轉頻率。影響316Hz處幅值的主要因素為支架組件安裝馬達時對馬達軸是否存在過大壓力造成變形、馬達止推軸承預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量的指標；另外，液浮加速度計馬達軸向竄動對整表測量精度影響最大，所以在進行指標判斷時，主要對馬達軸向振動加速度信號進行分析。將馬達軸向振動信號頻率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振動對整表Kl穩(wěn)定精度產生的影響。
[0028]采取本發(fā)明對某批次5只加速度計浮子裝調過程進行跟蹤，5只加速度計陀螺馬達振動加速度信號在 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)計數(shù)據(jù)可以看到，本發(fā)明對陀螺馬達振動加速度信號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。
【權利要求】
1.靜壓液浮陀螺加速度計馬達振動信號檢測、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)采集和信號處理設備對馬達進行數(shù)據(jù)采集，得到馬達的振動幅度與時間的關系曲線，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線；查找馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線中的馬達振動幅值高于0.5X 10_2時馬達的振動頻率；查找時除去500Hz ； 2)將馬達與加速度計信號傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機進行連接； 3)啟動馬達，通過加速度計信號傳感器采集馬達上的振動信號并將振動信號轉換為模擬電信號，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換為數(shù)字信號，并進行抗混疊濾波處理等，處理完成后將處理結果發(fā)送給計算機，計算機顯示馬達的振動時間與振動幅值之間的關系曲線，通過FFT變換得到馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線； 4)對步驟3)得到的馬達振動幅值與馬達振動頻率之間的關系曲線進行分析，如果在馬達振動幅值高于0.5X 10_2時，馬達的振動幅值大于1.5X 10_2個重力加速度，則對安裝馬達的支架組件進行返修，如果在馬達振動幅值高于0.5X IO-2時，馬達的振動幅值小于1.5X 10_2個重力加速度，則馬達符合安裝要求，進行后續(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:北京興華機械廠