应用加速度计测试动态转角误差

　　机械工程领域中，回转体转角误差的测试与分析十分重要，测试的专用仪器也很多，如磁分度仪、光栅式测量仪、惯性式测量仪等.这些仪器都有很高的测量精度，也都可以直接测量转角误差.但是这类仪器的共同缺点均是要求很高的制造水平，只能在被测对象静态条件下完成测试工作，而且价格昂贵.

　　本文论述利用加速度计测试回转体动态转角误差，就是我们针对上述测试仪器的弊端提出的一种新的测试方法.

　　1测试方法和基本原理

　　对于任何一个回转体，只要测得其角加速度，则可由公式:

　　求得转角对于时间的函数，即转角函数是回转体角加速度对时间的双重积分.但是角加速度的测试在工程实际中较难实现，因为角加速度与半径R处的切线加速度A(t)有如下关系(见图1).因此转角函数可以改写成

　　由于测点半径R测试很不方便，如果选两测点A、B，其切向加速度函数分别为A(t)和B(t)，两测点的径向距离为L，则有:

　　这样我们便得到本文提出的基本关系式:

　　考虑到计算机只能处理离散信号，上式可以改写为:

　　式中:N为采样点数，T为采样间隔.

　　分析上面的公式可知，只要测得A、B两点的切向加速度函数及两点间的径向距离L，即可求得转角函数必。

　　上述关系式的转换，体现到具体的测试系统中，可以归纳如下的优点:

　　(l)可以利用通用的加速度计作为测量元件，大大地简化了测试装置;

　　(2)由于可以精确控制L的尺寸，因而有利于提高测试精度;

　　(3)这样的转换可以消除因振动(不包括扭振)等原因造成的回转体平动引起的测量误差.

　　2测试方法的实验分析

　　本次实验，测试的对象是YB318OH型滚齿机的工作台回转角误差函数，分析仪器是SM一2100型信号分析仪，传感器为yD一1型加速度计.测试时以自行设计制作的水银集流环取出两个加速度信号(见图2)。为了得到较好的测试效果，测试前和测试中，应注意以下几个问题。

　　(l)加速度传感器应该事先标定，且横向效应值尽可能相等，理想的做法是连同后接仪器一起标定。

　　(2)由公式(2)知，L取值越大，转角分辨率越高.实验中取:L=0.12m，即两加速度传感器装在特制的弯板上，保证其与弯板绝缘且中心控制在L士0.05rnln。弯板装在工作台的径向T型槽内保证两加速度计安装面与工作台切向垂直。

　　(3)加速度计安装时应尽量使其最大横向效应方向(厂家标记)一致且避免与工作台的径向及轴向重合，以减少工作台在这两个方向上的振动对测试结果的影响.