[发明专利]一种高精度回转体跳动在位测量方法

权利要求书

1.一种高精度回转体跳动在位测量方法，包括以下步骤：

1）、使被测轴停转，分别安装激光位移传感器，电涡流传感器和霍尔传感器，使激光位移传感器，电涡流传感器和霍尔传感器分别对准被测轴，激光位移传感器与电涡流传感器位于同一个圆周上，该圆周与被测回转体同轴，电涡流传感器有3个，霍尔传感器套装在其中一个电涡流传感器上；激光位移传感器，电涡流传感器和霍尔传感器分别与处理器连接；在被测轴上安装能被霍尔传感器识别的标记；

2）、以套装有霍尔传感器的第一电涡流传感器作为基准调节各个传感器的位置，以被测轴圆心作为原点，以第一电涡流传感器所在的直径作为X轴构建平面直角坐标系，第二电涡流传感器所在的直径与X轴的圆周夹角为，第三电涡流传感器所在的直径与X轴的圆周夹角为，激光位移传感器所在的直径与X轴的圆周夹角为，分别记录第一电涡流传感器的测量方向角，第二电涡流传感器的测量方向角，第三电涡流传感器的测量方向角和激光位移传感器的测量方向角；

3）、在被测轴表面上吸附4个磁钢，磁钢作为霍尔传感器能够识别的标记；被测轴开始转动，待转速稳定之后，采集霍尔传感器所输出的周期性脉冲信号，在一个周期之内，根据相邻2个脉冲之间的间隔时间的比例a，2πa就是相邻2个传感器之间的圆周布置夹角，分别记录第二电涡流传感器所在的直径与X轴的圆周夹角，第三电涡流传感器所在的直径与X轴的圆周夹角和激光位移传感器所在的直径与X轴的圆周夹角；

4）、将被测轴调节到合适转速，使每圈采样点数N应为2的n次幂，n为整数；

5）、获取第一电涡流传感器测量的信号，第二电涡流传感器测量的信号，第三电涡流传感器测量的信号，激光位移传感器测量的信号；

(1)

(2)

(3)

(4)

其中，为做去直流分量之后的信号，为做去直流分量之后的信号，为做去直流分量之后的信号，为做去直流分量之后的信号，为被测轴表面得电跳动序列，为被测轴表面得机械跳动序列，为被测轴表面得综合跳动序列，为机床主轴回转误差在X轴方向上投影的分量做去直流分量之后所得的信号，为机床主轴回转误差在Y轴方向上投影的分量做去直流分量之后所得的信号；

6）、假设每圈采样点数为N，则采样间隔为，分别对夹角，和做时域离散处理，

（5）

对上述式（1）-式（4）分别做时域离散处理，得到：

(6)

(7)

(8)

(9)

其中：n=0,1,2,3,…,N-1；

7）、构造的加权和序列，如下：

(10)

同时，设为仅基于的序列，即：

(11)

令，式(11)=式(10)，可求得：

(12)

对式(11)做离散时间傅里叶变换，如下：

(13)

令

(14)

称为加权系数，于是有：

(15)

8）、通过对式(15)做离散时间傅里叶逆变换的方法，求得综合跳动误差，进而将的值代入式(6)~式(9)，可先后求出、，如下：

(15-1)

(16)

(17)

9）、将和分别代入式（1）-（4），求出和：

(18)

(19)

10）、求出被测工件在测量截面的跳动量，如下：

。