0 引言

电动机作为运动控制系统的核心部件在工业生产中被广泛应用，然而电动机长期运行会发生故障，轻则影响正常生产，造成经济损失，重则危害人身安全，因此需要对电动机运行状态进行监测和诊断[1]。作为反映电动机工作状态的一个重要参数，电动机转速对于发现电动机故障有着至关重要的作用。

电动机转速的测量方式有很多种，按照工作原理划分，可以分为数字式、模拟式和同步式3种方式[2]。随着计算机技术的快速发展和传感技术的广泛应用，数字式测量法和其他2种测量方法相比，优势越来越大，因此现在普遍采用数字式测量法。根据测量原理来划分，数字式测量法可分为3种：测频法（M法）、测周期法（T法）、频率周期同步法（同步M/T法）。M法是通过测量单位时间内脉冲发生器产生的脉冲数来计算转速。T法是通过测量单孔码盘2次脉冲间的时间，再以晶体振荡产生的标准脉冲来度量这一时间，从而得出转速。这2种测速方式各有适用范畴，测频法一般用于高速测量，当转速降低时，测量误差也随之增大。而测周期法一般用于低速测量，当转速升高时，测量误差也随之增大。同步M/T法综合这2种测量方式，它是同时测量检测时间和在此检测时间内脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速[3]。以上3种方法均需借助光电或磁电传感器实现，即安装光电编码器或永久磁钢等[4]。这些传感器有的与电动机同轴连接，有的由电动机直接带动旋转，是典型的接触式测量方法。在使用微电动机的一些场合，比如说动力调谐陀螺仪的驱动电动机上，如果使用这种方法，在电动机的驱动轴上安装传感器，在转动中必然会产生附加力矩，从而对陀螺仪造成损害。在某些电动机的转轴上甚至根本无法安装传感器，所以，这些方法也很难满足远距离遥测的要求。因此在电动机体积较小、被测空间有限和不能在电动机转轴上附加物体等条件下，以上方法很难满足测量要求。此外，由于需要安装传感器，传感器的结构和安装情况，会不可避免地带来误差。

1.2 方法 对119名发生血源性暴露医务人员的人群分布、暴露方式及部位、暴露源种类、暴露后处理方式、预防用药及结果等情况汇总分析。

本文介绍的面内激光多普勒测振仪（ILV-S01），采用非接触式测量方法，灵敏度高、线性误差小、动态响应快，能够较精确地测量电动机转速。

传统企业会计工作人员只需具备会计专业知识便可以顺利开展工作，但在信息化快速发展的时代，要想适应并做好企业会计工作，除了要掌握专业的会计知识和技能外，在计算机软件操作和业务管理知识上也要求有较强的能力和素质，这样才能尽快过渡会计信息化带来的断层问题，培养复合型人才，加快企业会计信息化的步伐。

1 面内LDV测量原理

面内LDV测量光路原理如图1所示，光束Ⅰ和光束Ⅱ2束光频率相差fc=40 MHz,2束光经透镜Ⅰ聚焦于被测物表面，散射光再经透镜Ⅰ变为平行光，再经反射镜反射，经过透镜Ⅱ汇聚到光电接收器表面，最后由光电接收器将光电信号传送给信号处理系统 [5-6]。被测物以速度v运动，光束Ⅰ和光束Ⅱ与速度v的夹角分别为θ1和θ2，其中一束散射光与速度v的夹角为θ3，激光的频率为f0，fc为声光调制的频率。则光束Ⅰ和光束Ⅱ在被测物表面发生散射后，产生的散射光多普勒频移为[7]：

可以看出，“对高校部门决算报表分析文字说明属于无用分析以及不能正确运用决算分析的各种方法”这两方面因素是区内外高校认知最大的区别，这其中原因也是相关联的，因为不能正确使用决策分析方法，所以数据分析准确性及相关性不高，运用于实际工作就比较少。同时也能看出来区外财务人员对能正确运用决算分析的各种方法认同度更高。

对输出进行积化和差运算，得到结果为两项之和，第一项为两输入的差频分量，第二项则为和频分量。这样，信号v1经过相敏检波器之后，其频谱在频率轴上发生了偏移，即从原频fc+Δf偏移到Δf和2fc+Δf，如图3所示。

 

  

图1 面内LDV测量光路图

相敏检波器前的放大器和带通滤波器分别是为了放大信号和抑制噪声，为了使中心频率为0的信号通过，在相敏检波器后放置一个低通滤波器，滤除中心频率为2fc的信号以及频带之外的噪声[9]。这样信号就可以通过数据采集卡进行A/D采样了，模拟信号转换为数字信号后，再由计算机进行FFT处理，在频谱图上取幅值最大的频率，即为频差Δf。

 

对上式平方项展开，滤去高频光学频率项，可以得到

 

式中，B为常数，与光电接收器光电转换效率有关[8]。

式中：A1和A2为光波振幅；φ1和φ2为初相位。光电接收器输出i（t）正比于合振动的平方，因此

 

直流项也可以通过滤波器滤掉。交流项的频率为：

 

式中，V1和V2分别为测量信号和参考信号的幅值。相敏检波器本质上是个乘法单元，因此相敏检波器实际上是进行了v1和v2的乘法运算，输出结果为

光电接收器输出的信号频率为fc+Δf，如果直接由数据采集卡进行A/D采样，为了防止频谱混叠，采样频率至少为2（fc+Δf），即80 MHz+2Δf,现有数据采集卡不支持这么大的采样频率，故需要对信号进行频谱迁移，以方便A/D采样。设计锁相放大器实现频谱迁移，其结构如图2所示。

直流电动机的转轴是电动机输出机械效率的主要部件，当输入电压恒定时，它能够产生匀速的转动，并且转动的速度与输入电压成正比。本次实验使用27A280型直流电动机，其额定电压是12 V,额定转速是7500 r/min,实际测量其转轴直径为3 mm。实验装置如图4所示，实验中，用直流稳压电源给电动机施加12 V的直流电压，因此理论上电动机主轴上一点的线速度为

  

图2 锁相放大器

相敏检波器是锁相放大器实现频谱迁移的最重要环节。如图2所示，输入到相敏检波器的测量信号和参考信号分别为：

 

式中，α=θ1-θ2，在本实验激光测振仪光学系统中，sin（α/2）=5/43，由此可得，被测物的速度v=43cΔf/（10f0），与多普勒频移Δf呈线性关系。

 

由于对排风冷量进行了回收对新风进行预冷，同时采用排风蒸发冷却技术降低了制冷系统的冷凝压力，提升了双冷源新风机组的制冷效率，制冷性能系数和除湿性能系数都比常规冷冻除湿有了显著提高。

  

图3 相敏检波器的频谱迁移

光本质上是一种电磁波，光束Ⅰ和光束Ⅱ散射光到达接收器的光振动可以写为：

子宫切口憩室在妇产科存在有极高的发生率,对产妇产后健康造成较为严重影响,促使其生活质量持续下滑。手术治疗已成为该症最为主要的临床处理方式。

2 实验

Evaluation of geological hazards in the construction site of a flood protection bank

 

  

图4 入射光束与电动机转轴位置示意图

实验时，将直流电动机竖直放置、转轴空载，两入射光束通过透镜汇聚在转轴侧面上一点处[10]。调节电动机的相对位置，通过滤波器观察输出信号，当输出信号频率达到40 MHz时，信号强度达到最佳，如图5所示。测量光束与被测转轴的相对位置如图4所示，两束测量光束所在的平面垂直于转轴轴线，这样就可以利用面内LDV测速的原理测得转轴上一点的线速度，利用简单的换算关系即可得到电动机转速。

  

图5 信号强度最佳时控制箱输出信号

调好电动机位置后，给电动机通电，转轴以恒定速度转动，光学头采集电动机速度信号，对采集信号进行放大及滤波处理，再由数据采集卡进行采集，采集到的数据由专用软件QuickSA进行数据处理得出转动线速度。线速度和多普勒频移的关系为

 

3 结果与误差分析

为了验证实验系统的稳定性和可靠性，在保证信号强度较佳的前提下，在2个不同的位置进行了2次实验，每次实验均进行了2次通断电，得到实验数据如图6所示。

没有思想解放就没有改革开放，一次大的思想解放，将会达成进一步改革的方向性的共识，因此思想解放永远在路上。

图6中系列1和系列2分别代表2次实验，黑色和黄色线是每200个数据取平均值所得。可以看出，2次实验数据重复性较好，移动平均后曲线较平滑，毛刺较少，说明数据较稳定。图中可以看出，电动机转速在1240 mm/s左右，即1.24 m/s，与理论速度1.18 m/s之间的相对误差为5.1%，说明本激光测振仪能够较好地测量电动机转速。

实验的误差来源很多。有实验系统本身的误差，比如光路误差、电路误差等。还有由外界环境引起的误差，比如杂散光的干扰、电源的不稳定[11]；分析这些误差有助于进一步提高测量精度[12]。

  

图6 两次实验测得电动机转速数据

光路系统中的误差可能来源于激光器、光电检测器以及光学镜面。激光器发出的光并不是频率单一的单色光，频率具有一定加宽并且不稳定，这些问题会导致计算多普勒频移时发生偏差。激光的单色性取决于激光器的结构和制作工艺，激光器电源的不稳定会导致激光的不稳定，因此，应当选用性能良好、电源稳定的激光器，使用前将其预热一段时间，使测量时频率稳定。光电检测器是获取多普勒信号的关键器件，它的主要噪声有热噪声、散粒噪声、低频噪声和暗电流[13]，这些噪声经过放大器后，会随着信号一起被放大，所以应选用性能优良的光电检测器。由于光学镜面不可能是理想的镜面，不可避免地会向周围散射杂散光，并有一定的像差，这些杂散光的引入和像差的产生也会影响到光路系统[14]。因此，对光路的优化处理是很有必要的。

硬件电路也是主要的误差来源。本次实验中的电路要处理的信号中心频率为40 MHz,已经到了射频的范围，所以电磁兼容设计对减小电路的误差起了很关键的作用。为了抑制射频信号的干扰，电子元器件应尽量采用贴片式的封装，贴片封装的电子元器件体积小、功耗小、暴露的引线部分小，可以大大减小电路元器件之间电磁发射带来的影响，抑制电磁干扰[15]。此外，在信号传输过程中，应采用屏蔽电缆，屏蔽电缆的屏蔽层接地，可以减小外界信号的影响。其他误差包括由于电动机安装位置不理想引起的误差，若电动机转轴并非完全垂直于水平面，转动时会引起误差。同样若电动机安装得不牢固，电动机转动的同时必然会附带一定的振动，为后续信号带来干扰。这就需要良好的紧固件和安装方法。

4 结 论

用面内激光测振仪测量电动机转速，实验结果表明，测量准确度较高。相比于传统加速度计需要依附在被测物表面，面内激光测振仪以激光作为信息携带的媒质，只需激光束照射到被测物表面即可，测量方便，不影响被测物状态，可靠性更强。在物体振动和速度测量领域，激光测振仪都有广阔的应用前景。

[参 考 文 献]

[1] 姜威威,耿森润,李文,等.电动机振动的频谱分析[J].工业控制计算机,2011,24(11)：48-49.

[2] 陈雅文.直流微电动机测速新方法[J].微电动机,1999,32(1)：36-37.

[3] 王知平.基于89C51的转速测量系统设计[D].南京：东南大学,2005.

[4] 于庆广,刘葵,王冲,等.光电编码器选型及同步电动机转速和转子位置测量[J].电气传动,2006,36(4)：17-20.

[5] DRAIN L E,王仕康,沈熊.激光多普勒技术[M].周作元,译.北京：清华大学出版社,1985：41-59,86-90.

[6] 沈熊.激光多普勒测速技术及应用[M].北京：清华大学出版社,2004：37-53.

[7] 张霄元.利用激光多普勒效应远距离目标切向位移测量技术研究[D].天津：天津大学,2001.

[8] 雷玉堂.光电检测技术[M].北京：中国计量出版社,2009.

[9] 高晋占.微弱信号检测[M].北京：清华大学出版社,2004.

[10] 钟莹.微机电系统谐振器面内运动检测的激光多普勒方法[D].天津：天津大学,2005.

[11]邹泓,赵洋.激光多普勒测量中信号的误差分析[J].光学技术,2000,26(3)：235-237,240.

[12]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京：机械工业出版社,2000：11-19.

[13] 贺顺忠.工程光学实验教程[M].北京：机械工业出版社,2007.

[14] 郁道银,淡恒英.工程光学[M].北京：机械工业出版社,2011.

[15] 向红标,张涛,李醒飞,等.激光差动多普勒的信号处理电路设计[J].电子测量技术,2007,30(6)：153-156.