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图3.1 汽轮机转子模拟实验台简图
3.1 汽轮机转子模拟实验台整体结构设计
汽轮机转子模拟实验台由驱动电机、扭矩传感器、联轴器、支撑轴承、叶片、轴承、基础平台和垫脚等组成。
驱动电机：产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源；实验中为实验台的动力源。
扭矩传感器：对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号；实验中用来检测扭矩最大处的扭矩。
联轴器：用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件；实验中用来连接驱动电机和转子轴承。
支撑轴承：一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩；实验中用来支撑转子及其轴承。
叶轮：汽轮机的传动部分；实验中作为模拟对象。
轴：支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件；实验中起支承转子与之一起回转。
基础平台：专门应用于大型设备的基础平台（平板），具有设计合理，结构稳定，耐磨损等特点，可实现3000mm-6000mm的平板拼接，产品是通过刮制或研磨制成；实验中支撑和放置实验各个部件。
减振垫脚：减小实验台的振动。
振动传感器：检测实验中各部件的振动情况。
转速传感器：实时监控实验中驱动电机转速。
3.2 测试系统选择与设计方案
根据试验要求在实验台中的传感器主要为力传感器、应力传感器和振动传感器几种作为主要测量元器件，力传感器主要用来对实验载荷在实验过程中对支撑轴承受力检测，应力传感器主要用来对汽轮机转子叶片静态应力进行检测，振动传感器主要用于汽轮机转子叶片动态振动的实时监测。
3.2.1振动传感器
振动传感器在测试技术中是关键部件之一，它的作用主要是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。
振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。
一般来说，振动传感器在机械接收原理方面，只有相对式、惯性式两种，但在机电变换方面，由于变换方法和性质不同，其种类繁多，应用范围也极其广泛。
在现代振动测量中所用的传感器，已不是传统概念上独立的机械测量装置，它仅是整个测量系统中的一个环节，且与后续的电子线路紧密相关。
由于传感器内部机电变换原理的不同，输出的电量也各不相同。有的是将机械量的变化变换为电动势、电荷的变化，有的是将机械振动量的变化变换为电阻、电感等电参量的变化。一般说来，这些电量并不能直接被后续的显示、记录、分析仪器所接受。因此针对 不同机电变换原理的传感器，必须附以专配的测量线路。测量线路的作用是将传感器的输出电量最后变为后续显示、分析仪器所能接受的一般电压信号。因此，振动传感器按其功能可有以下几种分类方法：
按机械接收原理分：相对式、惯性式；
按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式；
按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。
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