基于LabVIEW和网络的转子试验台测试系统开发

1、基于LabVIEW和网络的转子试验台测试系统开发1选题背景旋转机械是工业上应用最广泛的机械。许多大型旋转机械，如：离心泵、电动机、发动机、发电机、压缩机、汽轮机、轧钢机等，还是石化、电力、冶金、煤炭、核能等行业中的关键设备。本世纪以来，随着机械工业的迅速发展，现代机械工程中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展，出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生。为了对其进行安全生产和实行科学维护，需要研究旋转机械在线监测及预测技术。对旋转机械状态进行在线监测及预测可以有效地避免意外事故，消除续发损坏，节约大量维护费用；由于减少维修次数，

2、从而增加设备正常运转时间，提高设备利用率，缩减维修备件的库存及库存时间。机械设备运行状态的监测技术, 已经从单凭直觉的耳听、眼看、手摸, 发展到采用现代测量技术、计算机技术和信号分析技术的先进的监测技术, 诸如超声、声发射、红外测温等, 层出不穷。人工智能、专家系统、模糊数学等新兴学科在机械状态监测现今, 国内外较典型的状态监测方式主要有三种:1) 离线定期监测方式。测试人员定期到现场用一个传感器依次对各测点进行测试, 并用磁带机记录信号, 数据处理在专用计算机上完成, 或是直接在便携式内置微机的仪器上完成; 这是当前利用进口监测仪器普遍采用的方式。采用该方式, 测试系统较简单, 但是测试工作

3、较烦锁, 需要专门的测试人员; 由于是离线定期监测, 不能及时避免突发性故障。2) 在线检测离线分析的监测方式。亦称主从机监测方式, 在设备上的多个测点均安装传感器,由现场微处理器从机系统进行各测点的数据采集和处理, 在主机系统上由专业人员进行分析和判断。这种方式是近年在大型旋转机械上采用的方式。相对第一种方式, 该方式免去了更换测点的麻烦, 并能在线进行检测和报警; 但是该方式需要离线进行数据分析和判断, 而且分析和判断需要专业技术人员参与。3) 自动在线监测方式。该方式不仅能实现自动在线监测设备的工作状态, 及时进行故障预报, 而且能实现在线地进行数据处理和分析判断。由于能根据专家经验和有

4、关准则进行智能化的比较和判断, 中等文化水平的值班工作人员经过短期培训后就能使用。该方式技术最先进, 不需要人为更换测点, 不仅不需要专门的测试人员, 也不需要专业技术人员参与分析和判断; 但是软硬件的研制工作量很大技术中也找到用武之地.今后, 旋转机械状态监测技术趋向由离线定期监测方式、在线检测离线分析监测方式, 发展为自动在线监测方式。旋转机械状态监测技术正向多目标、多层次监测和网络化方向发展。越来越复杂的测试条件、高度自动化的工业化大生产迫切需要功能强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器。随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展和在测量与仪器上的应用以及测试的新理论

5、、新方法、新领域的发展导致了一种新型仪器虚拟仪器（Virtual Instrument）的诞生。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器的出现是测量仪器发展史上的一场革命。它充分利用最新的计算机技术来实现和扩展仪器的功能；用计算机屏幕可以形象、方便地模拟各种仪器的调控面板，以各种需要的形式表达输出检测结果；用计算机软件实现大部分信号的分析和处理，完成各种调控和测试功能。“软件即是仪器”，在虚拟仪器系统中，软件发挥着核心作用。已有这样的一类虚拟仪器及其系统，在其中，硬件仅是为了解决信号的输入输出，而核心功能以软件来完成，基于虚拟仪器，

6、用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，通过软件修改的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。DRZZS-A型多功能转子实验台是一个进行回转机械转速、振动、轴心轨迹以及动平衡等实验的综合测试装置。由于与其配套的软件不能达到我们的要求，因此提出开发一个用于该实验台的虚拟仪器。随着科学技术的迅猛发展，电子设备和技术向集成化、数字化和高速化方向发展，传统仪器的更新换代的速度也越来越快，而高校的经费有限，数字仪器价格昂贵，不可能大量采购，虚拟仪器正是解决这一矛盾的最佳方案。基于PC平台的虚拟仪器，可以充分利用学校的微机资源,完成多种仪器功能，并且可以组合成功能强大的专用测试系统，还可以通过软件进行

7、升级。在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能，开发结构简单操作方便、费用低的虚拟实验仪器，不仅可以减少实验设备资金的投入，为学生做创新性实验掌握现代仪器技术提供了条件，而且还可以用于一定的工程实际中，因此本课题的研究具有一定实际意义和应用价值。2方案分析 目前，研制虚拟仪器软件开发平台工作做得很好的是美国国家仪器公司(NI-National Instruments)和美国惠普公司（HP）。本设计选用美国国家仪器公司的LabVIEW软件，因为LabVIEW是专门为工程师尤其是测试工程师设计的。除了它的图形化编程方式适应工程师的思维

8、习惯以外，还有一个很大的原因就是它提供了进行测试信号分析处理所需要的各种类型的数据分析和处理工具。利用LabVIEW，工程师可以方便的搭建起需要的监测系统，并进行数据的分析和处理。其4大优势在于：性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成功能。现在大部分转子监测系统都是以计算机为中心测取转子振动的动态信号并进行分析,不仅可以完成振幅监测的工作,而且通过对信号的分析处理,可以极大丰富对转子运行状态和故障的了解。转子监测系统一般由振动传感器测取转子运行中所产生的振动信号,如径向振动、轴向振动等,通过振动传感器将机械振动的位移、速度和加速度转换为连续变化的模拟电信号,为了使计算机能够处理这些信号,

9、采用A/D接口板将连续信号变为离散信号,然后由计算机对采样信号进行分析。其中的软件部分就由虚拟仪器编制完成，因为作为传统仪器的革新产品，虚拟仪器有很多的优点。LabVIEW作为一种虚拟仪器开发平台,它在包括航空、航天、通信、汽车、半导体和生物医学等世界范围的众多领域内得到了广泛应用。本设计采用虚拟仪器技术对工业过程中转动设备的运行状态进行实时在线监测和数据分析,并利用虚拟仪器编程语言LabVIEW工具开发了一套监测软件,该软件前面板采用形象的按钮进行功能选择,真正做到操作简单灵活、运行可靠等特点。数据采集部分可以灵活的采集多个振动信号；数据分析提供强大的数字信号分析功能，包括时域、频域分析、相

10、关分析等,为进一步的故障诊断提供了依据。本系统主要用于实际的监测对象,配有相应的硬件,如传感器、数据采集卡等。DAQ卡将模拟信号转化为数字信号采集到计算机中,经过LabVIEW中的数据采集子VI将其转化为电压值,经过LabVIEW中的数字滤波器去掉高频噪音后进行信号分析,为机械的故障诊断提供依据。在熟悉LabVIEW软件、转子实验台的各种传感器的性能及工作原理的基础上，完成被测信号的数据采集输入、实时显示控制、转速和数据的测量与计算、被测信号的信号分析、保存与回放等功能。我的课题主要内容：速度传感器/加速度传感器测震动、磁电传感器/光电传感器测转速、转子轴心轨迹测量、转子动平衡、转子机械状态监

11、测等，完成整个系统的调试及测试。实验台简介：DRZZS-A型多功能转子试验台由：1底座、2主轴、3飞轮、4直流电机、5主轴支座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9RS9008电涡流传感器支架、10磁电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，几部分组成.如图2-1所示。配备各种传感器可以完成转速测量、振动测量、轴心轨迹、动平衡等多种实验。主要技术指标为：可调转速范围：02500转/分，无级电源：DC12V主轴长度：500mm主轴直径：12mm外形尺寸：640×140×160mm重量：12.5kg图2-1 DRZZS-A型多功能转子实验台传感器安

12、装位置示意图2.1 总方案设计 运用LabVIEW 8.2开发平台,采用总线仪器结构体系开发振动状态监测系统，状态监测系统如图2-2所示，传感器采用了电涡流传感器、光电传感器、磁电转速传感器、压电式加速度传感器和振动速度传感器拾取原始信号。硬件部分软件部分转子振动传感器信号调理数据采集卡LabVIEW程序图2-2 转子实验台振动测量系统总体结构软件部分利用LabVIEW 8.2开发平台进行设计，本软件采用了结构化和模块化的编程思想。在编程时按层次结构将每一个具体任务编制成结构完整、功能相对独立的子程序块。每个实验都将这些模块按一定的结构组合为另一较大的子程序块，最后将所有实验子程序组装为一实验

13、系统。测量主要分为九个实验：磁电传感器测量转速、光电传感器测量转速、磁电与光电传感器测量对比、加速度传感器测量振动、速度传感器测量振动、加速度和速度传感器振动测量对比、转子动平衡测量、轴心轨迹实验和旋转机械状态监测实验。软件部分总体构成如图2-3所示：LabVIEW应 用 程 序 各实验子程序 数据采集模块数据存储模块数据分析处理模块数据回放模块数据输出模块图2-3 应用程序总体构成本系统应用软件包括如下功能模块：1) 数据采集模块。数据采集模块完成被测信号的采集及采集的参数设置，即传感器获得的信号。2) 数据存储模块。数据存储模块完成将采集的数据以一定的格式保存在文件中，并存放在物理介质上，

14、以便操作人员查阅和进行进一步分析。3) 数据分析处理模块。数据分析处理模块是本系统软件的核心部分。它主要完成对采集数据的处理，提取对转子故障诊断有用的信息，并在前面板上显示，工程师可以根据这些信息进行故障诊断，为设备的故障诊断提供可靠依据。4) 数据回放模块。数据回放模块将存放在物理介质的数据文件进行读取，实现历史数据的调用、查看。5) 数据输出模块。数据输出模块是将参数的设置，数据计算处理完毕后的结果，以及波形图表等数据以预设形式进行填写、输出、打印，以报表形式输出。按测量实验来分类，结构如图2-4所示：转子实验台测试系统主界面磁电传感器测量转速磁电与光电传感器测量对比光电传感器测量转速加速

15、度传感器测量振动加速度和速度传感器振动测量对比旋转机械状态监测实验速度传感器测量振动转子动平衡测量轴心轨迹实验图2-4测试题同界面总体构成3系统的实现31 主程序设计采用标准状态机来加载各个实验子程序，使得没个实验为一个状态，这样就不需要按固定顺序来执行所有实验程序了，可以任意选择所要做的一个或多个实验。前面板和如图3-1所示，运行主程序后点击开始实验进入下一个界面，选择所要做的实验，如图3-4所示。配置序列将每个实验配置为状态机中的一个状态。实验者可以按要求选择实验和删除误选的实验。图3-1 主程序前面板图3-2 主程序程序框图初始化状态如图3-2所示，当前状态利用While循环的移位寄存器

16、进行存储，该寄存器连接至枚举型常量，枚举常量中已经添加了各个状态的的名称。而每个状态放在Case结构中，由添加了状态名的枚举常量作为控制条件。While循环每进入一步，便由Case结构判断进入哪一状态所对应的框，并执行其中的代码，复杂的代码就用子程序将该状态下的代码封装起来。只有程序出错、进入退出系统状态或是“退出”按钮触发，才会推出While循环，退出程序。第一个状态为初始化，为实验开始做准备。其次就是配置状态，让用户选择将要做的实验及其安排这些实验的顺序。由于配置序列里面的状态名称是字符串数组，所以要经过翻译序列将其翻译为枚举状态数组。图3-3状态机配置状态如图3-4、3-5所示，配置序列

17、是通过字符串的运算完成的，然后将每个运算步骤由事件结构处理，当“添加”、“删除”、“确定”的值改变，也就是这些按钮按下就执行相应的操作。图3-4 状态配置前面板图3-5 状态配置程序框图翻译序列是将配置序列中的选中的实验名称字符串数组作为输入字符串数组，通过字符串数组计算，翻译下一个状态数组及输出剩余数组传给While循环的移位寄存器，没运行完一个状态之后就进行一次翻译运算，直到遇到退出系统状态或则其他推出使循环情况。图3-6 翻译序列程序框图32 实验子程序设计与实现每个实验子程序的设计结构和流程是相同的，都是是由采集数据、保存数据、分析数据、结果显示，生成报表、结束程序这几部分组成。然后根

18、据不同实验的要求编写各个相应的模块。其流程图如图3-7所示：开始程序实时数据采集历史数据数据来 源数据处理计算结果显示波形显示结束程序是/否保 存保存报表生成图3-7 实验程序设计流程图 由于各个实验的结构和实现的编程思路基本相似，所以在此选取两个具有代表性的实验详细说明。321 加速度传感器测量振动实验中所采用的加速度传感器是压电式加速度传感器，其原理是将壳体所承受的加速度量转变为电信号输出。在经过前置放大器等一些处理后，再将电信号除以灵敏度就可以得到振动加速度信号。所以只要在将加速度信号两次积分就可以得到振动幅值信息了。程序前面板如下：（a）(b)图3-8 加速度传感器测量振动试验前面板(

19、a) 参数设置选项卡；（b）数据处理选项卡程序结构：如图3-9（a）所示，为了让整个实验连续进行，所有代码都置于While循环中，接着就用“开始”按钮控制一个Case结构，当用户激活“开始”按钮，数据流才进入Case结构，执行里面的代码。在Case结构里，先配置采集设置及其数据采集程序，然后将实时数据读取与历史数据读取两种情况的程序代码分别放置于一个Case结构的两个分支中，用“选择数据来源”按钮控制。因为读取数据时要连续进行，所以读取数据代码要放置于While循环中。在实时数据读取的循环结构里，还放置了一个保存与否的Case结构，让用户自由选择所要保存的数据段。由于数据流量比较大，所以在对数

20、据分析前先用数据列队函数处理一下，然后将列队出来的数据在再去分析处理及其输出。在数据分析的While循环中放置有“加速度分析”子程序、“加速度报表”子程序以及结果数据与分析图表。（a）(b)图3-9加速度传感器测量振动试验程序框图(a)实时数据读取；（b）历史数据读取322 转子动平衡测量在实际工作过程中人们通常用单面加重三元作图法进行叶轮、转子等设备的现场动平衡，以消除过大的振动超差。这一方法的优点是设备简单只需一块测振表。但缺点是作图分析的过程复杂，不易被掌握，而且容易出现错误。应此，在这里采用了一种简单易行的方法单面现场动平衡的三点加重法。 假设在假设转子上有一不平衡量m，所处角度为，用

21、分量mx、my表示不平衡量。mx=mcos （3-1）my=msin （3-2）为了确定不平衡量m的大小和位置，启动转子在工作转速下旋转，用测振设备在一固定点测试振动振速，设振速为V0，则存在下列关系 （3-3）式中为比例系数图3-10  三点加重法示意图    在P1(=0 )点加试重M，启动转子到工作转速，测得振动振速V1，有如下关系： （3-4）     用同样的方式分别在P2(=120o )和P3(=240 o )点加试重M，并测得振动值V2 ，V3，有如下关系： （3-5） （3-6） 

22、;   从公式（3-4）、（3-5）、（3-6）三式可以推出： （3-7） （3-8） （3-9）    从而可以进一步推得： (3-10) (3-11)即由mx，my计算不平衡质量m和位置。程序前面板如下：图3-11 转子动平衡实验主面板如图3-12所示，此程序的大结构与前一个实验一样的，只是由于实验的原理不用，在数据采集和分析处理方面要有所改变。由于要保证计算出V0、V1、V2、V3所采集的数据段数相等，数据采集和分析处理所用循环该用For循环来处理。采集数据组数由用户自定义。由前面实验原理可知，在V0、V1、V2、V3

23、没有全部求出来之前，mx，my就没法算出来的，而不平衡质量m和位置是需要已知mx，my的，所以在数据分析处理的For循环之外还要用一个顺序结构。 图3-12转子动平衡实验程序框图33 子模块的功能和实现331 数据采集模块数据采集是LabVIEW的核心技术之一，也是LabVIEW 与其他编程语言相比的优势所在。本系统使用LabVIEW的DAQmx技术，可以编写出强大的DAQmx应用软件。而其模拟信号数据采集是LabVIEW的DAQ的一个主要功能，为用户提供了功能强大，但方便快捷的模拟信号采集解决方案。设计流程如图7所示：创建任务选择通道及设置参数开始采集读取数据及显示结束任务清除任务图3-13

24、 数据采集流程图图3-14 数据采集框图程序图由于磁电传感器测量转速、光电传感器测量转速、加速度传感器测量振动、速度传感器测量振动和转子动平衡测量只需要使用单通道，而磁电与光电传感器测量对比、加速度和速度传感器振动测量对比和轴心轨迹实验需要双通道，旋转机械状态监测与分析实验则需要四通道。所以分别编制了三个数据采集程序如图8所示:图3-15 数据采集参数子程序（a）(b)(c)图3-16数据采集程序程序框图(a)单通道；（b）双通道；（c）四通道 （a） (b) (c)图3-17 数据采集前面板参数设计(a)单通道；(b)双通道；(c)四通道LabVIEW中提供了大量的DAQ函数，所以编程很方便

25、，只需要调出来组合所需就行了。332 数据存储与回放模块数据存储模块对所采集到的数据进存储, 为事后进一步的分析研究提供方便。回放测量模块主要是对存储下来的一些数据进行事后重现, 以便对某些数据进一步分析研究。LabVIEW支持的储存数据文件格式有:文本文件、二进制文件、表格文件、数据记录Dataalog文件、波形数据文件、LabVIEW测试数据文件、TDMS文件等。文本文件是最容易使用和共享的格式，它可以用字处理软件或电子表格程序，例如Word或Excel来读取或处理数据。不过除非数据原本是文本格式，否则储存为文本格式会增加所占的磁盘空间，而且存取速度慢。二进制格式的文件是ASC码字节流，这

26、是存取速度最快，格式最紧凑的数据储存方式。存取二进制格式文件必须把数据转为二进制字符格式，并且必须准确掌握存取数据所用的数据类型，文本文件和二进制文件都叫字节流文件。数据记录文件也是二进制格式文件，它存储复杂结构的数据最简单快捷，而且很容易随机访问数据。向数据记录文件写数据时，每一个记录就是一个簇。波形数据文件包含了数据特有的一些信息，例如采样起始时间、采样间隔等。LabVIEW测量数据文件是一种以制表为Tab分隔的文本文件，由快速VI存取，也可以用字处理软件或电子表格程序打开，除了数据以外，还包括生成数据的日期、时间等信息。 存取程序的编程实现 由于采集到的数据都是波形数据类型，所以在此采用

27、波形数据文件形式来保存于读取。图3-18 波形数据保存函数图3-19 波形数据读取函数333 数据输出模块 据输出形式主要是生成、打印报表。根据实验要求，报表的内容主要是前面板的数据波形图，因此在编辑报表子程序时只需要用调用节点函数获取前面板特定控件的图片。其中一个报表子程序包装后入图3-20所示：图3-20 报表程序 图3-21报表程序程序框图334 数据分析处理模块数据处理与分析模块是本系统软件的核心部分。它主要完成对采集数据的处理,提取对旋转机械故障诊断有用的信息,根据这些信息对旋转机械状态进行实时监测,监测的结果返回到界面上显示，为判别机械状态的好坏提供依据。数据的处理与分析的过程如图

28、3-22所示：原始信号数字低通滤波幅频谱分析幅频谱图显示功率谱分析自/互功率谱分析信号时域显示时域分析相关分析自/互相关分析图3-22 信号处理与分析框图由数据采集子程序采集进入LabVIEW软件系统的原始信号进入信号处理与分析子程序，先经数字低通滤波器处理，滤去原始信号中的噪声成分，然后进入到各分析模块进行分析，分析结果返回到界面上显示。图3-23 信号处理与分析子程序处理与分析子程序是本系统最核心的部分，所以设置的参数也比校多，分别有传感器的灵敏度设置、IIR型滤波器的各参数设置、窗函数参数设置和相关分析信号的选择。最后的输出有波形输出和结果输出。由于这些分析函数和参数设置函数都是LabV

29、IEW数据库里内置的，所以使用时只需要选择和调用。图3-24 数字滤波器的前面板IIR型滤波器前面板有滤波器的算法、类型、阶数、上、下限频率等参数可以输入调节，用户可以根据所采集的数据类型选择合适的参数，以获得较好的信号进行分析。由于实验中的信号都是低频信号，故本系统选用低通滤波。在实际测量中，采样长度总是有限的，采样信号只是所测量信号的连续时间信号的截断，这就不可避免地引起谱泄漏，造成计算所得的频谱与实际信号的频谱不一致，减少谱泄漏的一个最直接的方法就是使用平滑窗。对采样信号加窗，可以减少截断信号的转折沿，从而减少谱泄漏，在这个意义上，平滑窗相当于窄带低通滤波器。对信号加窗等于时域信号乘以窗

30、函数。因为时域中的相乘等于频域中的卷积，加窗信号的频谱等于信号频谱与窗函数频谱的卷积，所以加窗将改变时域信号及频谱的形状。加窗设置函数提供了Hamming、Hanning、 Rectangular、Triangled等多种窗函数供用户选择。如图3-25所示：图3-25谐波参数设置前面板34 远程控制的实现根据实验的要求，要实现实验程序的远程控制。而LabVIEW利用VIServer模块可以实现LabVIEW自程序的远程控制。首先在LabVIEW Web Server 端的计算机开启LabVIEW Web Server服务，在Client 端计算机的VIServer中设置IP及网络端口，连接后就

31、可以实现程序的远程控制了。4实验测量与结果分析41 测试的环境及条件模拟测试在实验室进行，图4-1是在实验室中我们所使用的实验平台，该平台所用到的器件包括：DRZZS-A型多功能转子实验台，传感器德普施的转换盒，NI USB-6008采集卡，装有LabVIEW所编的测量软件的计算机。图4-1 实验平台DRZZS-A型多功能转子实验台系统介绍：图4-2 DRZZS-A型多功能转子实验台系统图4-3 传感器信号采集模块图4-4 数据采集卡测量时先由转子平台产生信号，再经传感器、前置放大器等信号调理设置将信号转化为容易检测、传输、和处理的电信号，再由NI USB-6008数据采集卡(USB接口，10

32、 kS/s 多功能数据采集卡：8路12位模拟输入通道；12条数字I/O线；2路模拟输出通道，1个计数器。)采集到计算机里面，经LabVIWE处理保存到计算机内。图46是实测的连线示意图。转子转动传感器信号调理器数据采集卡计算机（LabVIEW程序）电源测试前端硬件部分软件部分信号产生图4-5 实测连线示意图传感器感应的转子振动信号为微弱的电信号，在采集卡采集前要将信号放大，这个工作就由信号前置放大部分完成。42 各实验测量在运行程序之前，将试验台的各个设备的接线接好，让转子运转起来，待转子运转平稳了再运行主程序，选择要做的实验，点击“确定进入实验。在实验开始之前先设置好参数：选择通道、设置采样

33、点数、采样频率等，然后就点击界面上的“开始”按钮就正式进入实验阶段。421磁电传感器测量转速磁电传感器安装在转子实验台上专用的传感器架上，使其探头对准测速用15齿齿轮的中部，调节探头与齿顶的距离，使测试距离为1mm。在已知发讯齿轮齿数的情况下，测得的传感器输出信号脉冲的频率就可以计算出测速齿轮的转速。如设齿轮齿数为N，转速为n，脉冲频率为f，则有：n=f/N 。通常，转速的单位是转/分钟，所以要在上述公式的得数再乘以60，才能得到转速数据，即n=60×f/N。所以，可以使用频率计测量转速来检验程序的正确性。实验界面如图4-6所示：图4-6磁电传感器测量转速数据图图4-7手握式测速仪测

34、量结果422 光电传感器测量转速将反光纸贴在圆盘的侧面，调整光电传感器的位置，一般推荐把传感器探头放置在被测物体前23cm，并使其前面的红外光源对准反光纸，使在反光纸经过时传感器的探测指示灯亮，反光纸转过后探测指示灯不亮（必要时可调节传感器后部的敏感度电位器）。当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n，即f=n。实验界面如图4-7所示:图4-8电传感器测量转速数据图423 磁电与光电传感器转速测量对比将磁电与光电传感器两个通道采集的数据分别处理同时显示在同一面板上进行对比。实验界面如图4-8所示:图4-9磁电与光电传感器转速

35、测量对比424 加速度传感器测量振动实验中所采用的加速度传感器是压电式加速度传感器，其原理是将壳体所承受的加速度量转变为电信号输出。在经过前置放大器等一些处理后，再将电信号除以灵敏度就可以得到振动加速度信号。所以只要在将加速度信号两次积分就可以得到振动幅值信息了。实验界面如图4-9所示：图4-10度传感器测量振动425 速度传感器测量振动实验中采用的是磁电式速度传感器，为惯性式速度传感器，其工作原理为：当有一线圈在穿过其磁通发生变化时，会产生感应电动势，电动势的输出与线圈的运动速度成正比。将采集到的信号除以灵敏度，就为振动速度信号。然后将振动速度信号进行一次积分就得到了振动幅值信息。实验界面如

36、图4-10所示：图4-11度传感器测量振动426 加速度和速度传感器振动测量对比将加速度传感器与速度传感器两个通道采集的数据分别处理后同时显示在一个面板上进行对比。实验界面如图4-11所示：图4-12加速度和速度传感器振动测量对比427 转子动平衡实验实验原理在前面已经说明。这里就只叙述实验步骤： 1、在转子实验台的配重盘上选取一个位置（比如贴反光纸的位置）作为初始位置（即P1点），然后用转子实验台附件中的螺钉，任意选取一个位置加上，作为不平衡重。  2、启动转子/振动实验台到稳定转速，点击“数据采集开始”按钮，再点击“获取初始振动数据”按钮，获取初始振动数据，然

37、后停止运行转子实验台。3、取一个已知质量的螺钉（此处为3.15克），在为0的点即P1点添加试重，启动实验台到稳定转速，点击“数据采集开始”按钮，再点击“获取角度为0的振动数据”按钮，获取为0的振动数据，然后停止运行。4、取下该螺钉，从0位置开始沿逆时针方向转动120°，固定螺钉，再启动试验台，点击“获取角度为120度的振动数据”按钮，获取为120°的振动数据，再次停止转子运行。 5、再取下该螺钉，从零位置开始沿逆时针方向转动240°，固定螺钉，再启动试验台，点击“获取角度为240度的振动数据”按钮，获取为240°的振动数据，再次停止运行，即可计算出不平衡

38、试件的质量和位置。图4-13安装螺栓的示意图图4-14子动平衡实验数据图428 轴心轨迹实验电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。轴心轨迹是转子运行时轴心的位置，在忽略轴的圆度误差的情况下，可以将两个电涡流位移传感器探头安装到实验台中部的传感器支架上，相互成90度，并调好两个探头到主轴的距离（约1.6mm），标准是使从前置器输出的信号刚好为0（mV）。这时，转子实验台启动后两个传感器测量的就是它在两个垂直方向(X,Y)上的瞬时位移，合成为李沙育图就是转子的轴心运动轨迹。实验界面如图4-15所示：图4-15轴心轨迹实验数据图429 状态监测与分析实验对转子实验台的转速、振动及轴心轨迹情况进行全面同时监测。这是需要四个通道同时采集数据，分别处理后同时显示。可