家电电机的高通量生产测试

--- 零维护成本的传感器系统

         IVS工业型激光测振仪尤其适用于生产环境下的振动测量。如图1所示，系统采用激光作为探测手段，没有外部控制元件，它通过内部串口进行配置，避免了在设备维修和维护过程中对配置的无意更改。

图1 电机的非接触式噪声试验

使用光学测量方法的其它优点包括：

无需粘贴布线，避免和被测物体直接接触

激光光斑小，可测量难以接近的区域

与传统的加速度计不同，光学测量方法无附加质量影响，获取的是物体真实的振动特性

当工作距离较大或发生变化时，激光点可实时调整，如面对不同的测试对象和模型时

定制的测试程序

主要有两种方法来测量电机：升速和/或恒速时的振动测量（如图2）。这意味着必须设计出能灵活控制电机转速的测试台，其功能包括采集和监测被测电机的实际转速。测试过程中，记录单个被测点的结构噪声，再使用软件进行数据评估。

通过测试台来设置控制电压来指定RPM值，例如使用无反馈的信号发生器，或者直接设置电机转速值再进行调节。在第一种情况下，必须使用编码器或与电机转速成正比的模拟电压来测量实际电机转速。

图2 两种不同测量过程的时间-速度曲线

本次试验使用的QuickCheck测试软件，负责整个测试过程的控制和数据评估。其集成的函数发生器，可灵活调节梯形速度的增加量、最大电压值和恒定电压的持续时间。用户可根据测量周期的总耗费时间来调整测量时间。或者，根据生产周期来指定测量时间，再相应地调节电机转速。

电机转速设置完毕后开始振动测量。可根据电机转速规格或实际转速值进行分段测试，如转速范围为500~2500 RPM的区间段，或如图2所示的8000~15000 RPM的区间段。软件基于速度信号搜索相应的时域，对该范围内的振动信号进行分析。每台电机的时域信号各不相同，并有其独自的动态特性。

高效数据评估

QuickCheck为测试工作台提供的数据评估模块，可简化测试并提升用户的使用体验（如图3）。本次分析中，RPM预先设定，QuickCheck只分析相关时间段中各个测量通道对应的测量数据，然后使用可调节程序获取该数据的频谱图。根据这些数据计算出的各种特性与规定的极限值进行比较（例如，带宽为100~300 Hz内的频带能量或峰值）。

图3 QuickCheck测试软件中数据评估模块的截图

在恒速测量时，可以选择特定时域进行分析，使用前述的方法进行设置和计算特性。离线分析时，还可将测得的时域信号保存起来，用于后续的阶次分析。

以这种方式计算的所有特性都显示在QuickCheck测试软件的表格中。被测电机通过测试后进入下一个生产步骤，前提是其所有特性都必须在规定的范围内。测量结果可很方便地保存在带有测量时间标识的数据库中。此外，QuickCheck还可读取条形码或二维码，获取每个电机的序列号信息，并和相应的测量值一起保存。这个功能非常实用，可帮助用户随时追踪每个产品的生产和测试结果。

鸣谢

Wolfgang Ochs