滚动接触疲劳实验机的抗干扰措施

　　引言

　　在轴承设计和制造过程中，滚动接触疲劳试验非常重要，它体现了轴承的可靠性和疲劳寿命。航空发动机轴承转速高、载荷大、工作环境复杂，各种干扰信号都会对其性能产生重大影响，往往会造成飞行事故。为了提高航空发动机轴承的抗干扰能力和稳定的运行环境，需要对其滚动接触疲劳抗干扰的措施进行研究，为轴承设计、制造和寿命评估提供依据。

　　RCTF600 滚动接触疲劳实验机是为满足航空运动构件的疲劳寿命试验而研制的，实验机可实现高转速( 15000r/m) 、大载荷( 6kN) 加载，能够进行加速、正常或退化接触疲劳试验。在接触疲劳实验中，工业控制计算机需要提取的信号有试件温度、压力、转速和位移等。如果现场干扰严重，那么工业控制计算机在这样的环境里提取信号面临着巨大的考验。RCTF600 滚动接触疲劳实验机的控制系统能否正常运行，并能获得精确的实验数据，其抗干扰能力是一个关键的影响因素。

　　1 干扰的形式及来源

　　干扰就是作用于控制系统的各种无用信号，也叫噪声，可分为横向干扰( 也称差模干扰) 和纵向干扰( 也称共模干扰) 两种基本形式。

　　1. 1 横向干扰

　　横向干扰是迭加在被测电压上的一种交流干扰信号，如图 1 所示。图中 Uo是被测信号，U1为信号源本身产生的干扰，U2为外界引入的干扰。

　　横向干扰主要是由空间电磁场引起的，传感器与变送单元和微机之间的各种电气设备所产生的交变电磁场会干扰传输线中的传输信号。变送器输出信号本身含有交流分量会干扰被测的直流信号，直流供电系统中含有的高频谐波、用电设备的起停等因素也会影响微机控制系统数据的采集。

　　1. 2 纵向干扰

　　纵向干扰是相对于公共的电位基准地( 指微机专用接地点的电位) 在微机的两个信号输入端同时出现的干扰，主要是由于接地不合理引入的。它可以是直流电压，也可以是交流电压。

　　纵向干扰只有在转变为横向干扰后，才对系统产生干扰作用，例如，因变送器( 或信号源) 与微机接地点不同，使两点的地电位不会同时产生纵向电流，从而引起纵向干扰。如图 2 所示。图中 Ucm为纵向干扰信号，R1、R2是输入信号线在内的信号源等效电阻，Z1、Z2为微机两个输入端对地的输入阻抗( 包括传输导线对地的漏电阻和分布电容) 。

　　设 Ucm为横向干扰，由图 2 可知:

　　由于

　　所以

　　可得

　　因此，当 R1≠R2，Z1≠Z2时，则纵向干扰转变为横向干扰，从而迭加在信号源 U0上造成危害。