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《基于PSD的轉(zhuǎn)軸振動位移測量與分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年第33卷第9期傳感器與微系統(tǒng)(T啪sducerandMicrosystemTechnologies)135DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)09-0135-03基于PSD的轉(zhuǎn)軸振動位移測量與分析孫小超，周文，李明濤，李菊香(西北機電工程研究所，陜西咸陽712099)摘要：針對脈沖發(fā)電機轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時振動位移的測量工作，以一維位置敏感探測器(PSD)作為傳感器，C8051F040為微處理器，設(shè)計了一種轉(zhuǎn)軸振動位移測量裝置，該裝置采用串口與上位機通信，上位機操作界面采用VB進行設(shè)計，對采集數(shù)據(jù)進行顯示和分析；介紹了測量原理，從硬件和軟件方面討論了系統(tǒng)構(gòu)成，
2、對實際測量信號進行了處理、計算和分析。實驗測量表明：測試結(jié)果滿足轉(zhuǎn)軸振動位移測量要求。關(guān)鍵詞：振動位移；一維位置敏感探測器；C8051F040；VB中圖分類號：TP274文獻標識碼：A文章編號：1000-9787(2014)09-0135-03MeasurementandanalysisofvibrationdisplacementofaxisofrotationbasedonPSDSUNXiao-ehao，ZHOUWen，LIMing·tao，LIJu-xiang(NorthwestInstituteofMechanical&ElectricalEngineering，Xianyang
3、712099，China)Abstract：InordertomeasuFethevibrationdisplacementofaxisofrotationinhighspeed．a(chǎn)kindofsh幽vibrationdisplacementmeasurementdeviceisdesigned，usingone—dimensionalpositionsensitivedetector(PSD)assensorandC8051F040asmicrocontroller．AserialportisusedtocommunicatewithupperPC，operationinterface
4、ofupperPCisdesignedwithVB，whichcandisplayandanalyzeoncollecteddatas．Measuringprincipleisintroduced，discusssystemarchitecturefromaspectsofhardwareandsoftware，actualmeasurementsignalisprocessed，computedandanalyzed．Experimentalmeasurementshowthatmeasurementresultcanmeetmeasurementrequiremenfofvibrat
5、iondisplacementofaxisofrotation，Keywords：vibrationdisplacement；oue—dimensionalPSD；C8051F040；VB0引言用J?？招拿}沖發(fā)電機作為一種新型脈沖功率電源，通過旋本文采用一維PSD作為傳感器，對高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸振動轉(zhuǎn)發(fā)電機系統(tǒng)將慣性能轉(zhuǎn)換為電能，集儲能、機電能量轉(zhuǎn)換位移進行了精確測量，為空心脈沖發(fā)電機轉(zhuǎn)軸設(shè)計提供了和功率調(diào)節(jié)于一體，被認為是未來實戰(zhàn)化電磁炮武器系統(tǒng)重要的依據(jù)。的首選電源j?？招拿}沖發(fā)電機為了獲取高儲能密度，轉(zhuǎn)1PSD結(jié)構(gòu)及其工作原理子往往要被拖到高轉(zhuǎn)速j，高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸振動位移的測量PSD的工作
6、原理基于橫向光電效應(yīng)，圖1顯示了其結(jié)構(gòu)。PSD由三層構(gòu)成，最上一層是P層，下層是N層，中對于空心脈沖發(fā)電機轉(zhuǎn)軸材料的選取和設(shè)計具有重要的意間插入一較厚的高阻I層，形成P—I—N結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的特點義。高靈敏度光電位置敏感探測器(positionsensitivedetec—是I層耗盡區(qū)寬，結(jié)電容小，光生載流子幾乎全部都在I層tor，PSD)是一種新型的光電器件，又稱為坐標光電池，它耗盡區(qū)中產(chǎn)生，沒有擴散分量的光電流，因此，響應(yīng)速度比是一種非分割型器件，可將光敏面上的光點位置轉(zhuǎn)換為電普通PN結(jié)光電二極管要快得多J。當(dāng)PSD表面受到光照信號。PSD的主要特點是位置分辨率高、響應(yīng)速度快、光譜射時
7、，在光斑位置處產(chǎn)生比例于光能量的電子一空穴對流過響應(yīng)范圍寬、可靠性高、處理電路簡單，光敏面內(nèi)無盲區(qū)，可P層電阻，分別從設(shè)置在P層相對的兩個電極上輸出光電同時檢測位置的光強，測量結(jié)果與光斑尺寸和形狀無流，和，2，由于P層電阻是均勻的，電極輸出的光電流反關(guān)]。PSD能獲得目標位置連續(xù)變化的信號，在位置位比于入射光斑位置到各自電極之間的距離，采用PSD的，1移、距離、角度和其相關(guān)量的檢測中獲得越來越廣泛的應(yīng)收稿日期：2Ol4_o6—121
