動平衡儀的發(fā)展和介紹

動平衡儀發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。直到上世紀末40年代，所有的平衡工序都是在采用純機械的平衡設備上進行的。轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速通常取振動系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速，以使振幅zui大。在這種方式下測量轉(zhuǎn)子平衡，測量誤差較大，也不安全。 

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和剛性轉(zhuǎn)子平衡理論的普及，五十年代后大部分平衡設備都采用了電子測量技術(shù)。平面分離電路技術(shù)的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。直到七十年代，硬支承平衡機的出現(xiàn)可以認為是平衡機發(fā)展*的一次飛躍。它采用靜態(tài)下的平衡尺寸設定，消除了傳統(tǒng)軟支承平衡機需頻繁的動態(tài)調(diào)整的不便，形成了*定標的平衡機。八十年代，壓電傳感器技術(shù)又給平衡機的發(fā)展帶來一次革命。采用這種技術(shù)的平衡機在不需要非常高速的平衡領域基本取代了軟支承平衡機。 

目前，隨著微機技術(shù)的運用，將平衡機又帶入一個嶄新的時代，平衡機在性能、精度、可操作性方面均有了顯著的提高。平衡機已經(jīng)集光、電、 機各方面的技術(shù)于一身。并且在電動工具、機械制造、風機、電機、造紙、紡織、家用電器、冶金等領域得到越來越廣泛的應用。 

一個不平衡的轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)過程中對其支承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生一個壓力，并導致振動。因此，對轉(zhuǎn)子的 動平衡是十分必須的。平衡機就是對轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行動平衡校驗，動平衡的作用是： 

● 提高轉(zhuǎn)子及其構(gòu)成的產(chǎn)品質(zhì)量 
● 減小噪聲 
● 減小振動 
● 提高支承部件（軸承）的試用壽命 
● 降低使用者的不舒適感 
● 降低產(chǎn)品的功耗 

動平衡儀從原理方面可以分為硬支承平衡機、軟支承平衡機、半硬支承平衡機。 

硬支承平衡機是平衡轉(zhuǎn)速遠低于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“硬”狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)子可以在接近實際軸承條件下進行平衡校正。具有操作簡便、安全性能好的特點。 

軟支承平衡機是平衡轉(zhuǎn)速大于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“軟”狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)子校驗平衡時。支承條件與實際軸承工作條件不同。具有測量精度高的特點。 

半硬支承平衡機是平衡轉(zhuǎn)速在0.3～0.5倍參振系統(tǒng)共振頻率之間的平衡機。同時具有有硬支承平衡機支承剛度高的特點，又有軟支承平衡機精度高的優(yōu)點。平衡機從應用方面分可分為立式平衡機和臥式平衡機；平衡機和通用平衡機(含萬向節(jié)傳動平衡機)。臥式平衡機是被平衡轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在平衡機上呈水平狀態(tài)的平衡機。適用于有轉(zhuǎn)軸或可裝配工藝軸的轉(zhuǎn)子，如機床主軸、滾筒、風機、增壓器、電機轉(zhuǎn)子、汽輪機等等。 

立式平衡機是被平衡轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在平衡機上呈垂直狀態(tài)下的平衡機。適用于轉(zhuǎn)子本身不具轉(zhuǎn)軸的盤狀工件如離合器、齒輪、風扇、壓盤及其總成、制動盤、風葉、水泵葉輪、汽車飛輪、剎車轂、皮帶輪、砂輪等盤類零件。 

通用平衡機是指能對形狀和支承形式比較規(guī)則的轉(zhuǎn)子進行動平衡的平衡機。通用平衡機操作簡單，效率也較高。 

動平衡儀是能對支承形式和外觀與一般轉(zhuǎn)子不同的轉(zhuǎn)子進行平衡的平衡機，例如特別針對發(fā)動機的曲軸，汽車的傳動軸進行設計的平衡機，功能專一

目前，在定量地給出測量儀器可靠性的參數(shù)中存在一些不規(guī)范，不確定度評定中出現(xiàn)一些誤區(qū)而過于復雜，本文結(jié)合上近年來的規(guī)范性文件，提出一些看法供討論。 

1.測量準確度、測量儀器準確度都只是一個定性的概念。 

我國計量技術(shù)規(guī)范JJF1001-1998《通用計量術(shù)語及定義》按當前上公布的《計量學通用術(shù)語》（VIM）把它們的定義強調(diào)為一種定性概念。去年由計量導則聯(lián)合委員會（JCGM）公布的《VIM》第三版修訂稿中，仍維持這一觀點，并指明不能用一個數(shù)值來給出。 

也就是說，不能把準確度表示為例如：0.4％；16mg；≤16mg；±16mg等類。 

測量儀器計量性能的指標應按《JJF1001》。 

2.測量不確定度、測量儀器不確定度。 

測量不確定度的定義按1995年ISO等7個組織所公布的《測量不確定度表述導則》（GUM）以及我國計量技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》為： 

表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相的參數(shù)。 

也可以定義為： 

由測量結(jié)果給出的被測量估計值的可能誤差的量度，或表征被測量的真值所處范圍的評定。 

因此，它是： 

a) 測量結(jié)果可疑程度的定量表述； 
b) 只與測量結(jié)果相； 
c) 來源于為得到測量結(jié)果的各個操作環(huán)節(jié)。而“測量儀器不確定度”在JCGM04年VIM第三版修訂稿中*次以正式術(shù)語出現(xiàn)并定義為：由測量儀器校準確定的，測量儀器引起的不確定度分量。 

它是通過該測量儀器所得到的被測量的測量結(jié)果不確定度中的一個分量，往往是十分主要的一個。如果儀器的供應者提供了它，對使用者來說，在評定測量結(jié)果的不確定度時，就簡化了很多而且更為可靠?？上В斍皫缀鯖]有一個廠家進行了評定并給出了這個參數(shù)。 

3.測量不確定度評定中簡化的一些途徑。 

a) 忽略諸多分量中那些對合成不確定度影響不到0.1的分量； 
b) 盡可能利用過去同類檢測中的檢測結(jié)果或不確定度評定結(jié)果； 
c) 盡可能利用技術(shù)規(guī)范中所給出的檢測方法的不確定度，例如：方法的重復性、重復性限、復現(xiàn)性限（再現(xiàn)性限）等； 
d) 沒有必要評定擴展不確定度Up時，可以只給出U，而不必去評定各分量的自由度； 
e) 只有在合成不確定度的有效自由度很小時，例如小于6，才有必要采用插入法來計算包含因子kp； 
f) 當出現(xiàn)輸入量估計值有可能相關(guān)時，可以估計為強相關(guān)的情況下，相關(guān)系數(shù)r可取＋1，或－1，弱相關(guān)情況下，可?。?.5或－0.5； 
g) 當輸入量與輸出量間的函數(shù)關(guān)系呈現(xiàn)非線性時，可采用相對標準不確定度來合成而不必求偏導數(shù)； 
h) 很多情況下，可把不確定度的分量按系統(tǒng)效應與隨機效應分別評定后合成而使評定過程簡化； 
i) 如果要求有較大的自由度，一般不小于10就行了，不必太大。