大刚度弹性元件非接触式刚度测量技术的研究

摘要

文中弹性元件指的是伺服阀中的弹簧管和反馈杆，而大刚度弹性元件则定义为：现有刚度测量技术无法精确测量的一类刚度值较大的弹性元件。它们在伺服阀中起着重要的力反馈作用，随着对伺服系统输出功率和控制精度要求的不断提高，对伺服阀中的弹性元件，特别是大刚度弹性元件的刚度特性也有了更高的要求。而弹性元件的刚度特性主要靠刚度测量技术来保证，所以弹性元件刚度测量技术对伺服系统性能的提高具有重要的意义，本文主要研究的就是大刚度弹性元件的刚度测量技术。
　　首先，为了分析现阶段应用比较广泛的弹性元件刚度测量装置在测量大刚度弹性元件时的局限性，文章从测量原理、结构变形、数据采集等方面分别建立了误差分析模型。得到此刚度测量装置在测量大刚度弹性元件时，其机械部分自身的弹性变形和力测杆孔与弹簧管头部的接触变形是主要的误差来源，为提出新的测量方案和进行实验研究提供必要的理论依据和支持。
　　然后，根据误差分析的结果，有针对性的进行测量方案的改进，并进行了实验系统的设计和调试。新系统在机械结构方面取消了位置调整板，提高了测量台架的结构刚度；位移测量原理方面主要是更改了位移传感器类型以及位移的测量对象，引入了位移测杆；数据处理方面主要采用了Dixon准则进行粗大误差的剔除，刚度的计算采用线性拟合，有效的降低了随机误差对刚度测量的影响。
　　最后，在研制的新刚度测量系统上进行了实验研究，分别利用单因素和总体实验方法对误差分析中各因素对刚度测量精度的影响进行验证。最终实验结果表明，误差分析模型基本正确，新型的大刚度弹性元件刚度测量系统的测量结果稳定可靠，测试精度，满足测量大刚度弹性元件的要求。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 弹性元件刚度测量技术的发展现状

1.3 课题主要研究的内容

第2章 电感原理测位移刚度测量装置的误差分析

2.1 引言

2.2 刚度测量装置中的误差因素

2.3 刚度测量原理误差的分析

2.4 刚度测量装置的变形分析

2.5 数据采集过程中误差的分析

2.6 本章小结

第3章 提高弹性元件刚度测量精度方法的研究

3.1 引言

3.2 机械结构的改进

3.3 位移测量原理的改进

3.4 测量算法的改进

3.5 新测量方案总体结构变形的分析

3.6 本章小结

第4章 刚度测量实验系统的设计

4.1 引言

4.2 测量系统总体方案的确定

4.3 测量系统整体机械结构的设计

4.4 力测量系统的设计

4.5 位移测量系统的确定

4.6 自动加载系统的设计

4.7 计算机系统的设计

4.8 本章小结

第5章 刚度测量的实验研究

5.1 引言

5.2 传感器的标定

5.3 力测杆引起的误差对刚度测量精度影响的实验

5.4 台架刚度对刚度测量精度影响的实验

5.5 数据处理对刚度测量精度影响的实验

5.6 两测量系统刚度测量精度对比实验

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢