摘要本文根据课题要求，综合比较微型转动惯量测试台可能可行的三种测试方法，包括落体法、单线扭摆法和台式扭摆法，最终选择了台式扭摆法。为了测量质量范围为30g-250g的模型转动惯量，本文完成了测量系统总体设计、测量装置结构设计等工作，并对其中重要的零件(转轴)进行了有限元仿真。测试系统采用磁悬浮结构，利用PSD传感器、磁力平台和磁悬浮平台完成磁悬浮控制；利用光电传感器完成信号采集和扭摆周期的测量，然后得到构件转动惯量。最后通过理论法案的改进，对测量时可能产生的误差原因进行分析，提出阻尼比算法提高测试台的精度。60666

毕业论文关键词：转动惯量  磁悬浮  有限元  结构设计

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title   Methods of  Miniature Inertia Test Bench                     

Abstract

Based on the requirements of the subject, comprehensive comparative three methods of miniature inertia testing, consist of the falling method, single pendulum method and desktop pendulum method, the desktop pendulum method was finally selected. To measure the inertia of mode whose mass ranges of 30g-250g, this article completed the overall and structural design of the measuring system and other work ,and FEM of one of the important parts was completed. Test system uses magnetic levitation structure, and completes the control of levitation relying on PSD, magnetic levitation platform; completes signal acquisition and measurement of torsion cycles relying on photoelectric sensors , so that inertia can be calculated. Through improvements of theoretical bill, and analysis of the causes of measurement error in test, damping ratio algorithm was proposed for improving the accuracy of this test bench in the last.

Keywords:  Inertia  Magnetic levitation  FEM   Structural Design

目录

1  引言 6

1.1  构件转动惯量测试的意义 6

1.2  转动惯量测试发展现状 7

1.3  转动惯量测试方法研究现状 8

1.3.1  落体法 8

1.3.2  单线和三线扭摆法 9

1.3.3  台式扭摆法 11

1.3.4 复摆法 12

1.4  测量方法的比较 12

2   测试方法和原理的选择 14

2.1  扭摆法测量转动惯量公式的推导 14

2.2  台式扭摆法扭摆周期的测量方法——光电计时法 16

2.1   光电计时法的原理 16

2.2  光电传感器 16

2.2.1  光电传感器的工作原理 16

3、磁悬浮式测试台的机构设计 20

3.1   总体设计 20

3.2  磁悬浮功能的实现 21

3.2.1  PSD传感器 21

3.2.2  磁悬浮（电磁）轴承 23

3.3  磁悬浮平台和磁力平台 24

3.4  控制线路及放大器的选择 26

3.5  数据采集卡和A/D转换