近几十年来,大型汽轮发电机组、机车车辆曾发生过若干断轴等重大事故,促使旋转机械轴或轴系(后简称轴系)扭振研究不断深入发展,意义重大。当今对轴系扭振的研究主要集中在大型发电机组、车辆及船舶传动轴系领域,对轴系开展了扭振监测、减少扭振危害和转子疲劳寿命分析与管理等研究,其中轴系扭振测量占有非常重要的工程地位。轴系扭振测量是指轴旋转时,通过一定方法测量由交变角速度引起的弧长变形(或扭角)及角频率。在扭振测量的各种方法中,脉冲时序计数原理的测量方法优点多,其测量精度及性价比均较高,便于工程应用。针对本所以前研制的 DK-IIA 型扭振测量仪线路集成度低、环境适应性弱、接口通用性差,不易携行等缺点,本文研制了 DK-III 型扭振测量仪。该仪器基于脉冲时序计数法原理设计实现,在前端信号处理部分引入峰值时序检测与跟踪滤波技术,提高了抗干扰能力;采用 CPLD 大规模可编程逻辑器件设计计数与管理逻辑等,提高了电路设计集成度,缩小了体积,增加了稳定性;采用 MCU和 USB 接口实现数据传输与控制,增强了接口通用性和便携性。基于 COM 组件技术,应用 Visual Basic 语言和 Matlab 语言混合编程,编制了测量仪 PC 端的分析与信号处理软件,完成扭振计算、波形显示、数据保存及频谱与功率谱分析等功能。此外,为了适用于工程应用,还编制了远程监测软件,可将现场扭振数据上传到远程服务器,供远程监测与管理。在本项课题研制中,利用小型挠性转子实验台架,模拟实际测量环境,对开发的 DK-III 型扭振测量仪作了验证实验。实验中对轴的扭振固有频率,以及对给定的激励扭振进行了实测。将实验结果与传统电平转换电路测量结果及理论计算结果进行了对比分析。结果表明:复杂环境下的轴系扭振测量结果与理论计算结果吻合较好,相对传统方法取得了更好的效果。应用 DK-III 型扭振测量仪可以实现复杂环境下轴系扭振的较高精度测量。