CN108709624B - 一种高精度固有频率测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度固有频率测量方法及装置,使用夹具固定测量被测件的固有频率，将参考件和被测件同时固定，用参考件的固有频率反应夹具夹紧力大小变化，通过调节夹具夹紧力使参考件的固有频率与初始固有频率一致，然后再测量被测件的固有频率。装置主体呈“T”形，其下端为固定端，上端为安装端，两端的参考件之间插装有被测件，参考件和被测件的榫体后面垫装有垫片，调节螺栓安装于螺栓孔内并顶于垫片的内侧。本发明测量方法简单方便，测量装置容易携带，能够减小测量时夹具夹紧力对测量结果的影响，进而提高测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术，适用于对小型且形状规则的转子构件的检测，特别涉及一种高精度固有频率测量方法及装置。
背景技术
目前针对小体积构建的固有频率测量主要有两种摆放状态：一种是用夹具将被测件5的榫体11(如图1和图2所示)夹紧，另一种是将被测件5自由放置在平面上。前者在多次拆卸安装过程中，夹紧力的变化会对测量结果造成很大影响，夹紧力越大，构建的固有频率就越大；后者在测量轻质小型的构件时误差很大。当同一个构建需要多次处理或者多个相同构件需要检测固有频率时，上述两种方法很难满足精度要求。
发明内容
为了减小夹紧力变化对测量轻小构件固有频率造成的误差，本发明提供一种测量方法及其装置，有效减小在多次拆卸安装时因夹紧力的变化而造成的误差，提高检测精度。
本发明解决上述技术问题，采用下技术方案。
一种高精度固有频率测量方法，其步骤如下：
1)使用夹具固定测量被测件的固有频率，将参考件和被测件同时固定，用参考件的固有频率反应夹具夹紧力大小变化，参考件各项条件保持不变，调节夹紧力，当参考件固有频率前后一致时，则可保证在多次测量时被测件的固定状态前后一致，从而减小夹紧力变化造成的测量误差；
2)测量得到被测件和参考件的初始固有频率；并在后续的测量中，按照步骤1)夹紧所述被测件和参考件；通过调节夹具夹紧力使参考件的固有频率与初始固有频率一致，然后再测量被测件的固有频率。
一种高精度固有频率测量装置，包括装置主体和参考件，所述装置主体呈“T”形，其下端为固定端，上端为安装端，安装端的一侧设置有螺栓孔，安装端的另一侧设置有榫槽，榫槽的截面呈燕尾形；所述参考件前端的下面装有压电陶瓷，参考件后端为榫体，榫体与榫槽的燕尾形相匹配；榫槽的两端插装有参考件，两端的参考件之间插装有被测件，参考件和被测件的榫体后面垫装有垫片，调节螺栓安装于螺栓孔内并顶于垫片的内侧。
进一步，所述参考件与被测件的形状相同。
本发明的有益效果是，测量方法简单方便，测量装置容易携带，能够减小测量时夹具夹紧力对测量结果的影响，进而提高测量精度。经过测试可将相对误差缩小到0.5％以内。
附图说明
图1是被测件和参考件的主视图；
图2是图1的侧视图；
图3是本发明装配状态的立体示意图；
图4是本发明中装置主体的主视图；
图5是图4的侧视图；
图6是本发明中的垫片立体示意图；
图中：1.榫槽，2.螺栓孔，3.固定端，4.安装端，5.被测件，6.参考件，7.装置主体，8.垫片，9.调节螺栓，10.压电陶瓷，11.榫体。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1至图6，一种高精度固有频率测量方法，其步骤如下：
1)使用夹具固定测量被测件5的固有频率，将参考件6和被测件5同时固定，用参考件6的固有频率反应夹具夹紧力大小变化，参考件6各项条件保持不变，调节夹紧力，当参考件6固有频率前后一致时，则可保证在多次测量时被测件5的固定状态前后一致，从而减小夹紧力变化造成的测量误差；
2)测量得到被测件5和参考件6的初始固有频率；并在后续的测量中，按照步骤1)夹紧所述被测件5和参考件6；通过调节夹具夹紧力使参考件6的固有频率与初始固有频率一致，然后再测量被测件5的固有频率。
一种高精度固有频率测量装置，包括装置主体7和参考件6，所述装置主体7呈“T”形，其下端为固定端3，上端为安装端4，安装端4的一侧设置有螺栓孔2，安装端4的另一侧设置有榫槽1，榫槽1的截面呈燕尾形；所述参考件6前端的下面装有压电陶瓷10，参考件6后端为榫体11，榫体11与榫槽1的燕尾形相匹配；榫槽1的两端插装有参考件6，两端的参考件6之间插装有被测件5，参考件6和被测件5的榫体11后面垫装有垫片8，调节螺栓9安装于螺栓孔2内并顶于垫片8的内侧。所述参考件6与被测件5的形状相同。
实施例：
以下列举本发明的检测过程。采用的仪器设备有：便携式激光测振仪PDV-100，INV3062-C2(L)型信号采集分析仪，ATA-2210高压放大器，压电陶瓷和振动分析软件VibSoft5.1。
在第一次测量时，将被测件5和位于被测件5两侧的参考件6插入榫槽1中，将垫片8插入榫槽1内的被测件5和参考件6后面，然后将调节螺栓9沿着螺栓孔2旋入，以适当预紧力拧紧调节螺栓9固定被测件5和参考件6。将压电陶瓷10分别贴在被测件5和参考件6下面。测量时，由INV3062-C2(L)型信号采集分析仪输出正弦扫频激励信号，信号经由ATA-2210高压放大器放大然后接入压电陶瓷10对被测件5和参考件6施加振动激励。将便携式激光测振仪PDV-100正对被测件5和参考件6，采集振动信号，由振动分析软件VibSoft 5.1对振动信号进行FFT计算获得被测件5和参考件6的第一阶固有频率。
在第二次或者后续测量中，按照上述方法固定被测件5和参考件6通过调节螺栓9使参考件6的固有频率与第一次测量一致，然后对被测件5进行固有频率测量。如此即可减小装置主体7的榫槽1夹紧力对测量结果的影响。
以下是本发明测量的数据。测得第一阶固有频率如下表：
第一次测量，以适当预紧力拧紧调节螺栓9固定被测件5和参考件6后，测得被测件5和其两侧参考件6的第一阶固有频率分别为3110.0Hz，2981.3Hz和3068.8Hz。然后松开螺栓卸下被测件5和参考件6，然后重新安装。调节螺栓9使两个参考件6的固有频率接近对应的第一次测量结果。最终通过调节螺栓9使两个参考件6固有频率变为2968.8Hz和3075.0Hz，前后相对变化分别为0.42％和0.20％。此时测得被测件5固有频率为3105.0Hz，前后相对变化为0.16％。达到了减小夹紧力变化所造成的测量误差的目的。
Claims (3)
1.一种高精度固有频率测量方法，其特征在于，其步骤如下：
1)使用夹具固定测量被测件的固有频率，在同一装置上将参考件和被测件同时固定，用参考件的固有频率反应夹具夹紧力大小变化，参考件各项条件保持不变，调节夹紧力，当参考件固有频率前后一致时，则可保证在多次测量时被测件的固定状态前后一致，从而减小夹紧力变化造成的测量误差；
2)测量得到被测件和参考件的初始固有频率；并在后续的测量中，按照步骤1)夹紧所述被测件和参考件；通过调节夹具夹紧力使参考件的固有频率与参考件的初始固有频率一致，然后再测量被测件的固有频率。
2.一种根据权利要求1所述的高精度固有频率测量方法的装置，包括装置主体和参考件，其特征在于，所述装置主体呈“T”形，其下端为固定端，上端为安装端，安装端的一侧设置有螺栓孔，安装端的另一侧设置有榫槽，榫槽的截面呈燕尾形；所述参考件前端的下面装有压电陶瓷，参考件后端为榫体，榫体与榫槽的燕尾形相匹配；榫槽的两端插装有参考件，两端的参考件之间插装有被测件，参考件和被测件的榫体后面垫装有垫片，调节螺栓安装于螺栓孔内并顶于垫片的内侧。
3.根据权利要求2所述的高精度固有频率测量方法的装置，其特征在于，所述参考件与被测件的形状相同。
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