张烨

（西安紫星电子科技有限公司，陕西西安，710072）

0 引言

在进行转子动平衡分析时，需要准确测量转子基频振动信号的幅值A和相位θ。对于采样序列x(1)、、x(2)、…x(N)，基频振动的幅值A和相位θ与FFT基频幅值A1和相位θ1存在关系：A= 2A1/N,θ=θ1，其中N为采样点数（满足N= 2n，n为正整数的条件），因此一般都是通过对振动信号进行FFT来计算A和θ。根据数字信号处理理论可知，对N点采样序列进行傅立叶变换后，如果序列为非整周期截断，则会因为谱泄漏造成FFT幅值和相位的失真[1]，从而不能准确得到基频振动的幅值和相位。解决这个问题的有效办法就是采用整周期采样。

常用的整周期采样方法是通过数字锁相环[2]来实现的。其基本原理是在锁相环和计数器的共同配合下，键相信号在锁相环输入端产生一个脉冲信号，输出端就会输出N个脉冲信号触发A/D转换，实现N倍频的整周期采样。由于当前采样脉冲输出频率是根据上一周期得出的，如果转速波动引起周期变化较大，那么这种方法也并不能真正实现整周期采样。此外，锁相环的时基分辨率对于采样也有较大影响[3]。因此该方法适用于转速较低、波动较小的场合。某型航空发动机转速高、速度波动较大，不适宜采用锁相环来进行整周期采样。针对这个情况，本文利用软件方法，通过键相信号作为振动信号整周期截取的依据[4]，实现了整周期采样。

所谓键相信号，是由安装在转轴上的涡流传感器在转轴每转一圈时产生的脉冲，它的每一个脉冲唯一对应于转子周向一固定点，可以用于确定转子上其它径向振动量信号的相位，该脉冲能为振动信号提供转轴每转一圈时的参考标准。……