一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法
2023-10-07 19:52:54 2
專利名稱：一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法
技術領域：
本發明涉及振動數據分析技術，尤其涉及一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。
背景技術：
振動加速度傳感器在機械振動工程中得到了廣泛的應用。被測體的振動信號由振動傳感器獲取。測試時，振動傳感器直接與被測體接觸，靈敏反映振動變化。安裝在被測體表面的振動傳感器獲得的振動信號包含被測體內部所有零件的振動信息，獲取準確的故障診斷結果。任何一種測試方法所獲得的測試數據往往都是含有誤差的，測試因素對於測試結果有很大的影響。因此需要對多次同一測試條件下的測試數據結果進行分析與評價，以便有針對性地對測試條件進行改善，採取適當的測試方法，達到減小誤差的效果。有些機械工程中，由於生產條件的約束，如汽車變速器裝配生產流水線上需要對每個新裝配的變速器進行振動信號分析和故障診斷，振動加速度傳感器不能固定在單個變速器殼體上，需要用特殊的夾具將振動加速度傳感器彈壓在變速器殼體上，其每次彈壓的位置精度和力度對採集數據都有較大影響。因此需要進行測點精度分析與評價，以保證測試數據的一致性和較高的精度。在故障診斷實驗中，需要通過振動傳感器獲取各工況下不同測點位置的被測體振動信號，然後從振動信號中提取時域、頻域特徵值進行分析評價。首先對於某一固定位置多組採集樣本進行研究，以降低測量誤差，在此基礎上對不同位置處獲取多組採集樣本。目前，資料文獻中尚未發現系統化的算法以及相關的專利申請。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術中存在的不足，提供一種針對各工況下不同測點位置和某一固定位置多組採集樣本數據進行分析的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。本發明為實現上述目的所採用的技術方案是一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集；提取時域特徵值進行分析評價，計算均值RMS， 峰值Peak，峰值指標Crest，RMS/Peak/Crest離散百分比，根據傳感器位置、樣本數、RMS/ Peak/Crest離散百分比繪製RMS-Peak圖和箱線圖；通過時域同步平均、數據濾波、重採樣、 FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價；通過時域分析、頻域分析方法分析結果， 形成齒輪箱測點精度分析與評價結果。所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集的採集方式為採用計數器卡通過齒輪箱輸入軸的編碼器採集齒輪箱的轉速信號，採用信號採集卡採集齒輪箱殼體的振動信號；所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集的採集過程為a由計數器卡實時監測變速箱輸入軸的轉速，當轉速達到採集要求時，啟動信號採集卡的採集任務；b啟動的計數器卡，在接收到通過RTSI數據線傳遞的信號採集卡啟動的同時發出的觸發信號之後，計數器卡和信號採集卡開始同步採集數據；c在採集過程中，計數器卡通過循環實時累加每次從硬體緩衝區讀取到的脈衝個數，當脈衝個數達到了預設值時，退出循環；d計數器卡和信號採集卡停止從硬體緩衝區中讀取後續採集到的數據，結束採集任務。所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集，首先對齒輪箱的固定位置進行多次信號採集，再對不同位置處採集及多組樣本。所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集後，還要對轉速信號數據進行數字濾波。所述提取時域特徵值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標Crest， RMS/Peak/Crest離散百分比根據傳感器位置、樣本數、RMS/Peak/Crest離散百分比繪製 RMS-Peak圖和箱線圖的過程為a建立樣本集函數，保存原始採集樣本並提供全部文件名索引，確定參與分析的箱號集合數組b計算均值、峰值、峰值指標分別為
權利要求
1.一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集；提取時域特徵值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標Crest，RMS/Peak/Crest離散百分比，根據傳感器位置、樣本數、RMS/Peak/Crest離散百分比繪製RMS-Peak圖和箱線圖； 通過時域同步平均、數據濾波、重採樣、FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價； 通過時域分析、頻域分析方法分析結果，形成齒輪箱測點精度分析與評價結果。
2.根據權利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集的採集方式為採用計數器卡通過齒輪箱輸入軸的編碼器採集齒輪箱的轉速信號，採用信號採集卡採集齒輪箱殼體的振動信號。
3.根據權利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集的採集過程為a由計數器卡實時監測變速箱輸入軸的轉速，當轉速達到採集要求時，啟動信號採集卡的採集任務；b啟動的計數器卡，在接收到通過RTSI數據線傳遞的信號採集卡啟動的同時發出的觸發信號之後，計數器卡和信號採集卡開始同步採集數據；c在採集過程中，計數器卡通過循環實時累加每次從硬體緩衝區讀取到的脈衝個數，當脈衝個數達到了預設值時，退出循環；d計數器卡和信號採集卡停止從硬體緩衝區中讀取後續採集到的數據，結束採集任務。
4.根據權利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集，首先對齒輪箱的固定位置進行多次信號採集，再對不同位置處採集及多組樣本。
5.根據權利要求1-4所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法， 其特徵在於，所述通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集後，還要對轉速信號數據進行數字濾波。
6.根據權利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，所述提取時域特徵值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標Crest， RMS/Peak/Crest離散百分比根據傳感器位置、樣本數、RMS/Peak/Crest離散百分比繪製 RMS-Peak圖和箱線圖的過程為a建立樣本集函數，保存原始採集樣本並提供全部文件名索引，確定參與分析的箱號集合數組b計算均值、峰值、峰值指標分別為 RMS = -YxiPeak = max | XiCrest = Peak-RMS其中，X1, X2, X3, . . . , Xn為在有限長度的離散時間序列上得到的測量值；c計算RMS/Peak/Crest離散百分比；d根據箱號、樣本數、RMS/Peak/Crest離散百分比繪製RMS-Peak圖和箱線圖。
7.根據權利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特徵在於，所述通過時域同步平均、數據濾波、重採樣、FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價的過程為 A讀取信號數據文件； B讀取系統參數及齒輪箱傳動比參數； C計數器卡編碼器信號濾波； D計算各狀態參與時域平均運算的整旋轉周期數； E計算各軸旋轉2π角度對應的計算器卡的有效脈衝數； F計算各狀態參與時域平均運算的計數器卡有效脈衝數； G計算單位轉角間隔重採樣數； H計算計數器卡最小採樣脈衝數； I計算計數器卡重採樣計算處理步長； J重採樣；K FFT變換，得到功率譜； L計算階次譜，並繪圖輸出。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種針對各工況下不同測點位置和某一固定位置多組採集樣本數據進行分析的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。本發明通過振動加速度傳感器，以轉速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉速信號的同步數據採集；提取時域特徵值進行分析評價，繪製RMS-Peak圖和箱線圖；計算階次譜進行分析評價；通過時域分析、頻域分析方法分析結果，形成齒輪箱測點精度分析與評價結果。本發明能夠實現對齒輪箱殼體振動信號的階次分析，通過時域、頻域特徵分析，得到更能表徵各種故障特徵的最佳位置，減少測量誤差，確定振動傳感器的安裝位置，也為故障診斷的準確性提供了保障。
文檔編號G01H17/00GK102288286SQ201110162528
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者史海波, 周曉鋒, 姚秀琴, 尚文利, 胡東平, 胡國良 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所