段发阶，叶德超，龙 成

(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072)

基于PLL载频跟踪的电容式叶尖间隙测量技术

段发阶，叶德超，龙 成

(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072)

针对电容调频式叶尖间隙测量中存在的杂散电容问题和叶尖间隙信号的在线检测需求，设计了基于锁相环(PLL)载频跟踪的测量方案.方案中 PLL无差载频跟踪环路能够有效地抑制杂散电容造成的缓慢载频漂移；选择1,MHz的中频频率将信号带宽提高到 200,kHz，并设计了峰值采集控制时序以提高系统测量效率；理论推导出并用实验数据验证了信号的非线性模型.模拟实验结果表明，测量系统灵敏度高，具备了高速在线检测能力.

叶尖间隙；电容调频法；锁相环(PLL)；峰值采集

大型发动机的转子叶片与机匣内壁之间的微小间隙是影响发动机性能的重要参数.研究表明发动机的大部分性能参数都对间隙变化敏感[1]，如输出功率、动态增压比、静态增压比等.所以叶尖间隙的测量对于发动机的设计、开发、运行、维护都有重要的意义.

目前，叶尖间隙的测量方法主要有微波测量法[2]、激光多普勒法[3]、光纤测量法[4]、电容测量法[5]等.然而，由于测量环境极其恶劣、影响因素复杂，同时要求高速实时测量，现有的测量系统尚未达到实用化水平.电容法叶尖间隙测量具有结构简单、动态响应好、高温工作能力强等优点，适合工程上广泛应用.本文就电容法叶尖间隙测量展……