双锥面测量胀差原理.pdf

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1、双锥面测量胀差原理.doc斜面测量胀差原理随着旋转机械的大型化，要求检测的位移量也逐渐增大。由于受制于传感器技术发展的限制，各类非接触式传感器已无法满足大量程范围的需要。为了使用较小量程的传感器来测量到更大的量程范围，斜面测量被广泛应用于大型旋转机械的位置测量上。斜面测量的原理图如下：在转轴上加工一个角度为α的斜面，使用涡流传感器监视该斜面离探头的距离（Dp），通过斜角的转换，求出转轴在轴向的实际位移量（D）。探头α主轴α从上图的三角矢量图中，可以求出D=Dp/Sin(α)如果使用一个线性工作范围为4mm的传感器，斜面角度为8°，则由上述公式可以求出，D最大可测到约2

2、8.74mm的量程。这样就可以使用小量程的传感器，测量较大的位移量。普通的在轴向安装的传感器，不会受到转轴径向位移的影响，但使用斜面测量的方法，转轴的径向移动，也将被安装在斜面上的传感器所拾取。1双锥面测量胀差原理.doc下图表示了径向位移对实际测量的影探头α主轴αα假设转轴在径向有一个向上的位移量d，垂直于斜面的位移量为dp。通过左面的矢量分解图，可得：dp=d×cos(α)通过右边的矢量分解图，可得：D’=dp/sin(α)最终：D’=d×cos(α)/sin(α)=d×ctg(α)假设α=8°，d=0.1mm，则D’=0.71mm。可见，在双斜面测量中，转轴的径

3、向位移对于轴向测量会产生较大影响。因此径向位移必须被补偿。2双锥面测量胀差原理.doc单斜面测量下图是典型的单斜面测量方式，探头1用于检测斜面位移，探头2用于检测径向位移。探头1探头2α主轴两个探头的信号被送入仪表，将探头1测得的位移量转换为轴向位移量，去除探头2测得的位移量的影响值，即得到实际的轴向位移量。双斜面测量下图是双斜面测量示意：探头1探头2α主轴αα探头1探头23双锥面测量胀差原理.doc在转轴上有两个相同角度的斜面，使用两支相同的传感器测量。如果转轴向右移动的距离为D，可以通过矢量分解图得到，探头1至测量面的减少了的距离（Dp1）与探头2至测量面增加了的

4、距离（Dp2）相等，方向相反。参考下图，假设转轴向上移动了的位移是d，通过三角转换，不难得出，径向位移d对探头1测得的轴向位移的D1’，与探头2测得的轴向位移的D2’，数量相等，方向相反。探头1探头2α主轴αααα探头1探头2综合向右的轴向位移和向上的径向位移，探头1测得的综合位移值是Dp1+dp1，求得的最终径向位移是D+D1’，探头2测得的综合位移值是Dp2-dp2，（从图中可见，Dp2与dp2方向相反），测得的最终径向位移是D-D2’，因为D1’=D2’，所以将两个探头所测得的值相加得到2倍的轴向位移，将此值除以2，就可以得到真实的轴向位移值D。这样，通过双锥面

5、的设计，就将径向位移的影响消除了。通用电气（（（中国（中国）））有限公司）有限公司/本特利产品服务曹琛4