26、振动加速度测量与金属加工中工艺对象运动建模

振动加速度测量与金属加工中工艺对象运动建模

1. 振动加速度测量

1.1 测量过程

振动加速度的测量借助微控制器 21 完成。微控制器 21 依据已知的转换方程，对二进制代码进行处理，从而计算出当前的振动加速度值。所得到的振动加速度值通过微控制器 21 的第二个输出端提取。在完成当前坐标轴上振动加速度值的提取后，会立即启动下一坐标轴的振动加速度测量。当三个坐标轴的振动加速度测量全部完成后，测量过程会循环重复进行。

1.2 自测试模式

在自测试模式下，引导信号从控制总线 20 传输至振动加速度传感器 1 的输入端。信号供应后，振动加速度传感器 1 的所有输出端会建立起先验已知幅度的电压。随后，按照上述算法对振动加速度传感器 1 每个输出端的信号进行测量，并将测量结果与先验已知的电压值进行比较。若两者不一致，则判定系统出现故障，并通过微控制器 21 的第二个输出端发送相应信号；若测量值与先验已知电压值一致，则判定测量设备适合继续运行。

1.3 误差分析与改进

研究得出了电容式微机械加速度计安装不垂直时附加误差分量的数学模型。结果表明，在主测量转换器轴与坐标系引导轴的正常偏差范围内（正确安装时偏差不应超过平角的±5 度），水平测量轴上的误差值最大，可达 0.855 m/s²。

同时，探讨了利用计算出的误差值来提高基于电容式微机械加速度计的振动加速度测量方法精度的可能性。实验证明，使用计算出的误差值时，仍存在未考虑的误差分量，水平测量轴上的最大误差值可达±0.2 m/s²。

为解决误差问题，提出了智能自校准测量振动通道的运行算法和结构示意图。该通道能够自动消除振动测量结果中的附