随着工业化水平的提高,电机已成为人们生产生活中最重要的动力设备,被广泛应用于国民经济生产的各个领域。在电机长期运行过程中,不可避免地会发生一些故障,如果电机故障不能被快速有效地处理,容易造成重大事故。研究表明,电机转轴径向振动信号包含了大量有关电机运行状态的信息。本论文的研究目的是探索电机转轴径向振动检测的新方法,以解决目前传统光学干涉测量方法存在受散斑干扰严重、精度低、不易准直以及体型大,难以安装,测量超微型电机径向振动存在困难等问题,以期优化测量结构、提高测量精度并且可以用于超微型电机的径向振动测量。光纤测振传感器具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、精度高、易弯曲等特点。因此,本文采用光纤测振传感器测量电机转轴的径向振动,进而有效地判断电机的运行状态,实现电机故障预警和诊断,对避免重大事故的发生、降低维护成本具有重要意义。首先,针对光纤法布里-珀罗干涉（Fabry-Perot Interference,FPI）效应的机理以及基于多重希尔伯特转换（Multiple Hilbert Transform,MHT）相位解调算法展开研究。根据传统FPI原理构建了光纤FPI效应模型,导出了光纤FPI效应的输出光强、相位方程表达式,并提出使用基于MHT算法对光纤FPI传感器测振信号进行相位解调。在光纤FPI理论模型的基础上,构建基于微球超透镜的光纤FPI效应模型,并且使用基于MHT相位解调算法对基于微球超透镜的光纤FPI传感器测振信号进行相位解调。为进一步开展光纤FPI传感器测量微型精密电机转轴径向振动以及基于微球超透镜的光纤FPI传感器测量超微型精密电机径向振动奠定了理论基础。其次,针对传统光学测量方法光斑尺寸大,信号受散斑干扰严重,测量精度较低的问题,提出了一种基于光纤FPI传感测量方法。该方法使用单模光纤和耦合器组成测量系统,单模光纤作为传感探针,其端面与被测转轴径向位置形成法布里-珀罗腔（F-P腔）。当单模光纤中通入光时,单模光纤端面的反射光与转轴径向中心线位置的反射光发生干涉,利用光学干涉技术将电机径向振动引起的光波相位变化转化为光强变化,通过MHT相位解调算法获取相位变化信息,从而实现电机转轴径向振动的测量。实验结果表明,该方法可以有效测量微型精密电机转轴径向振动,并且能够实现电机故障诊断,解决了传统光学测量方法受散斑干扰严重,信号质量差,测量精度较低的问题。最后,针对超微型电机转轴直径小,直径为一毫米乃至亚毫米,传统测量方法体型大,难以安装,且光斑尺寸大,难以准直的问题,提出一种基于微球超透镜的光纤FPI传感器。该微型传感器由光纤和直径5微米的微球超透镜组成。微球超透镜与光纤组成传感探针,微球超透镜空气端端面与被测超微型电机转轴径向位置形成F-P腔。微球超透镜有着良好的聚焦性能,当来自光纤的出射光照射微球超透镜时,微球超透镜可以产生束腰半径为亚微米等级的光斑,光斑聚焦在转轴径向位置,同时,微球超级透镜还可以聚焦来自转轴径向位置的散射光或反射光,使携带径向振动信息的散射光或反射光重新返回光纤,并与光纤端面的反射光发生干涉。利用光学干涉技术将超微型电机径向振动引起的光波相位变化转化为光强变化,通过MHT获取相位变化信息,实现对超微型电机径向振动测量。实验结果表明,该方法可以有效地测量超微型电机径向振动,并且可以实现超微型电机故障诊断,克服了传统非光学测量方法体型大,结构复杂,难以安装等问题;同时也克服了传统光学测量方法光斑尺寸大、难以准直的问题。