基于掃頻光學(xué)相干多點(diǎn)測(cè)振儀的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡監(jiān)測(cè)方法

伏喜斌，林杰文，鐘劍鋒，徐火力，劉東明，池守疆，張秋坤，鐘舜聰，王東，張焱

（1.廈門(mén)市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，福建 廈門(mén) 361000；2.福建省太赫茲功能器件與智能傳感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350108；3.福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州 350116；4.中國(guó)航空油料有限責(zé)任公司廈門(mén)分公司，福建 廈門(mén) 361000；5.浙江創(chuàng)力電子股份有限公司，浙江 溫州 325025）

引言

旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)生活中，如發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和電動(dòng)機(jī)等，其轉(zhuǎn)軸振動(dòng)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含有豐富的信息，可用于分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況。因此，對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)信息進(jìn)行高精度、高靈敏測(cè)量有著重要意義。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)軸故障主要有轉(zhuǎn)軸不平衡、不對(duì)中、碰磨、油膜渦動(dòng)及轉(zhuǎn)軸裂紋等[1]，其中轉(zhuǎn)軸不平衡故障最為常見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械有超過(guò)50%的故障是由于轉(zhuǎn)軸不平衡引起的。不合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)軸的制造和安裝誤差，以及運(yùn)行中轉(zhuǎn)軸的腐蝕、磨損、零部件的松動(dòng)及脫落等都可能引起轉(zhuǎn)軸不平衡故障。通常情況下，轉(zhuǎn)軸穩(wěn)態(tài)工作時(shí)可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸軸心軌跡診斷法和全譜診斷法提取轉(zhuǎn)軸振動(dòng)特征[2]；在轉(zhuǎn)軸的啟停狀態(tài)下則可通過(guò)波德圖、奈奎斯特圖、瀑布圖和轉(zhuǎn)軸中心位置圖提取振動(dòng)特征[3-5]。

為實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的提取，研究者提出了多種測(cè)量方法，主要可以分為兩類(lèi)：接觸式振動(dòng)測(cè)量法和非接觸式振動(dòng)測(cè)量法。加速度計(jì)是一種常用的用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)測(cè)量的接觸式傳感器，受傳感器測(cè)振原理的限制，通常需要將接觸式振動(dòng)傳感器安裝于軸承座等非旋轉(zhuǎn)部件上，間接地獲取轉(zhuǎn)軸振動(dòng)信息。YANG Y 等人通過(guò)增加信號(hào)處理的計(jì)算量來(lái)減少軸承座上加速度計(jì)的數(shù)量[6]。為實(shí)現(xiàn)基于加速度計(jì)的低轉(zhuǎn)速軸承故障診斷，HAN T 等人提出了一種結(jié)合Teager 能量算子和互補(bǔ)系綜經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾男盘?hào)處理方法來(lái)檢測(cè)低頻故障特征[7]。HOU S M 等人則摒棄了傳統(tǒng)的共振解調(diào)技術(shù)，利用共振原理設(shè)計(jì)了低頻共振加速度計(jì)來(lái)捕捉極低速滾動(dòng)軸承的故障[8]，然而當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件與非旋轉(zhuǎn)部件之間的傳遞系數(shù)較小時(shí)，這種方法將不可靠。因此，研制出一種簡(jiǎn)單且直接的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量方法十分必要。

利用非接觸式測(cè)振方法對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)進(jìn)行直接測(cè)量成為了一種很好的可替代方案，如電渦流傳感器、激光多普勒測(cè)振儀等。XIANG L 等人利用基于激光多普勒原理的激光扭振儀測(cè)量了轉(zhuǎn)軸的扭振[9]。ROTHBERG S 等人提出了一種用激光測(cè)振法測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法[10]。YAMAGUCHI T 等人利用電渦流位移傳感器實(shí)時(shí)獲取單轉(zhuǎn)Lissajous 圖和占用分布圖來(lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)[11]。MIRZAEI M 等人利用1 個(gè)勵(lì)磁線圈和2 個(gè)拾取線圈設(shè)計(jì)了一種線性誤差為0.5%、且適用于旋轉(zhuǎn)桿振動(dòng)測(cè)量的新型電渦流傳感器[12]。SHEN S S 等人運(yùn)用電渦流傳感器和虛擬儀器構(gòu)成的軸心運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子軸心運(yùn)動(dòng)軌跡[13]。然而，激光多普勒技術(shù)是利用激光的多普勒頻移與被測(cè)目標(biāo)的移動(dòng)速度成正比的原理進(jìn)行測(cè)振的，對(duì)于靜止或緩慢移動(dòng)目標(biāo)的測(cè)振較為困難，且該技術(shù)對(duì)所使用激光的單色性及穩(wěn)定性要求較高，需要較為復(fù)雜的信號(hào)處理電路對(duì)探測(cè)的光信號(hào)進(jìn)行處理，如寬帶放大器、濾波器組、放大調(diào)節(jié)器等。電渦流傳感器的電壓輸出則受被測(cè)體電磁特性影響很大，針對(duì)不同材料的被測(cè)體，電壓與探測(cè)距離之間的比例系數(shù)需要重新標(biāo)定[14-15]。

本文將頻分復(fù)用技術(shù)[16]與掃頻光學(xué)相干測(cè)振儀（swept-source optical coherence vibrometer,SSOCV）相結(jié)合提出SSOCMV，在SSOCV 基礎(chǔ)上用一條2×4光纖耦合器和單點(diǎn)光電探測(cè)器便可實(shí)現(xiàn)兩自由度方向的同步振動(dòng)測(cè)量。提出的SSOCMV 從機(jī)理上避免激光多普勒測(cè)速儀對(duì)激光單色性與穩(wěn)定性的高要求，降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光多普勒測(cè)振儀的性能互補(bǔ)，并利用多波長(zhǎng)分量的差分效應(yīng)突破單頻激光干涉的相位極限，以實(shí)現(xiàn)納米量級(jí)至厘米量級(jí)大動(dòng)態(tài)范圍的單點(diǎn)振動(dòng)測(cè)量[17-18]；且其振動(dòng)測(cè)量結(jié)果與被測(cè)目標(biāo)的材質(zhì)無(wú)關(guān)，無(wú)需重復(fù)標(biāo)定。因此，SSOCMV 系統(tǒng)具有非接觸、高精度、多點(diǎn)同步測(cè)振和大動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)點(diǎn)；且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)精度高，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障檢測(cè)、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和參數(shù)識(shí)別等方面具有較好的應(yīng)用前景。

1 測(cè)量系統(tǒng)及原理

本文所提出的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。2×4 光纖耦合器將掃頻激光器輻射出的光等分為4 束光，分別為X軸探測(cè)光、X軸參考光、Y軸探測(cè)光和Y軸參考光。X軸探測(cè)光被X軸光纖探頭聚焦至轉(zhuǎn)軸表面，攜帶有轉(zhuǎn)軸表面位置信息的探測(cè)光被發(fā)射而回，在光纖耦合器處與反射而回的X軸參考光耦合并發(fā)生干涉。

圖1 基于掃頻光學(xué)相干多點(diǎn)同步測(cè)振儀的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測(cè)量系統(tǒng)原理圖Fig.1 Schematic diagram of trajectory measurement system for rotation shaft center based on sweepfrequency SSOCMV

由于直流信號(hào)的存在不影響探測(cè)目標(biāo)位置信息的提取，這里忽略直流項(xiàng)，則X軸干涉信號(hào)表達(dá)式為[17]

式中：S xr(t)為X軸反射而回的參考光的功率譜密度函數(shù)；S xp(t)為X軸反射而回的探測(cè)光的功率譜密度函數(shù)；ΔLx為X軸探測(cè)光與參考光的光程差；t1為掃頻激光器開(kāi)始輸出激光的時(shí)刻；T為掃頻持續(xù)時(shí)間；k(t)為t時(shí)刻掃頻激光器輻射出的激光波數(shù)。光源的波數(shù)與波長(zhǎng)可通過(guò)式（2）進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

同時(shí)，Y軸探測(cè)光被Y軸光纖探頭聚焦至轉(zhuǎn)軸表面，攜帶有轉(zhuǎn)軸表面位置信息的探測(cè)光被反射而回，在光纖耦合器處與反射而回的Y軸參考光耦合并發(fā)生干涉。Y軸干涉信號(hào)的表達(dá)式為

式中：Syr(t)為Y軸反射而回的參考光的功率譜密度函數(shù)；Syp(t)為Y軸反射而回的探測(cè)光的功率譜密度函數(shù)；ΔLy為Y軸探測(cè)光與參考光的光程差。

X軸與Y軸采集到的干涉信號(hào)如圖2（a）和圖2（b）所示。調(diào)節(jié)X軸光路的光程差與Y軸光路的光程差，可改變干涉信號(hào)的頻率，使2 個(gè)單頻干涉信號(hào)同步傳輸而不發(fā)生混疊。2 個(gè)單頻干涉在光纖耦合器處耦合，形成的雙頻干涉信號(hào)如式（4）所示：

圖2 掃頻光學(xué)相干多點(diǎn)同步測(cè)振儀信號(hào)檢測(cè)原理Fig.2 Schematic diagram of signal detection for sweepfrequency SSOCMV

此雙頻干涉信號(hào)被信號(hào)采集裝置所采集，雙頻干涉信號(hào)如圖2（c）右上角的f1和f2所示，由于信號(hào)采集裝置只能接收到干涉信號(hào)的實(shí)部部分，則在信號(hào)采集裝置處的干涉信號(hào)表達(dá)式為

對(duì)式（5）進(jìn)行傅里葉變換可得：

從式（5）中的傅里葉變換結(jié)果可得到轉(zhuǎn)軸軸心在X軸與Y軸的位置信息分別為ΔLx/2和ΔLy/2。圖2（c）右下角信號(hào)為圖2（c）右上角f1和f2雙頻干涉信號(hào)的傅里葉變換結(jié)果。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的采集，光學(xué)相干測(cè)振儀的信號(hào)采集裝置可采集到在該時(shí)間段內(nèi)密度隨時(shí)間變化的雙頻干涉信號(hào)序列。對(duì)這一序列的干涉信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換后，可在X軸與Y軸對(duì)應(yīng)的頻帶處提取出轉(zhuǎn)軸軸心的位移變化，如圖2（c）所示。隨后使用漢寧窗能量頻譜校正算法對(duì)干涉信號(hào)頻率進(jìn)行精確估計(jì)，提高系統(tǒng)空間位移分辨率[17]。提出的基于掃頻光學(xué)相干多點(diǎn)測(cè)振儀的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡監(jiān)測(cè)方法測(cè)得位移精度達(dá)0.44 nm[19]，比電渦流傳感器具有更高的位移分辨率和更好的信噪比。最后，結(jié)合測(cè)量的兩個(gè)方向位移以及兩探頭的夾角即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸軸心軌跡的矢量振動(dòng)測(cè)量。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡檢測(cè)中，電渦流傳感器是較為常用的探測(cè)傳感器。在轉(zhuǎn)軸的同一徑向位置以90°夾角安裝2 個(gè)電渦流傳感器，用以測(cè)量2 個(gè)垂直方向的軸心振動(dòng)數(shù)據(jù)[20]。作為一種成熟的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量技術(shù)，其有效性與準(zhǔn)確性已得到證實(shí)。為驗(yàn)證提出的SSOCMV 在轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測(cè)量中的可行性與精確性，搭建如圖3所示的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)利用電渦流傳感器與SSOCMV 對(duì)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)情況進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。

圖3 實(shí)驗(yàn)裝置圖Fig.3 Physical image of experimental device

電渦流測(cè)振系統(tǒng)由X軸與Y軸電渦流傳感器（東華測(cè)試，型號(hào)5E102）和信號(hào)采集裝置（東華測(cè)試，DH5922 動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)）組成；SSOCMV由掃頻激光器、2×4 光纖耦合器、X軸與Y軸參考臂、X軸與Y軸探測(cè)臂、光電探測(cè)器與數(shù)據(jù)采集卡等器件組成。系統(tǒng)所測(cè)量的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)則由直流電機(jī)、撓性聯(lián)軸器、軸承座、轉(zhuǎn)軸（直徑10 mm，長(zhǎng)度600 mm）等組成。為對(duì)比電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV的測(cè)量結(jié)果，電渦流傳感器與SSOCMV 探頭的安裝方式如圖3 所示，兩種探頭位于同一徑向截面位置上相對(duì)于轉(zhuǎn)軸對(duì)稱(chēng)安裝，且X軸與Y軸的探測(cè)器相互垂直。按此方法進(jìn)行傳感器安裝，兩系統(tǒng)在同一測(cè)量方向上將測(cè)得大小相同、方向相反的振動(dòng)位移信號(hào)，通過(guò)符號(hào)變換即可將兩系統(tǒng)的測(cè)振數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至相同方向，有利于對(duì)比分析電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 的性能。

首先，為分析SSOCMV 應(yīng)用于轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測(cè)量的可行性，在轉(zhuǎn)軸平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，分別取轉(zhuǎn)軸中部位置的測(cè)量點(diǎn)1 和靠近電機(jī)主軸的測(cè)量點(diǎn)2 進(jìn)行測(cè)量。分別利用電渦流測(cè)振系統(tǒng)和SSOCMV 測(cè)量?jī)蓽y(cè)量位置的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡，電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 的位移采樣頻率皆設(shè)為500 Hz。圖4為1.5 V 電壓下電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在測(cè)量點(diǎn)1 處電渦流傳感器及SSOCMV 測(cè)得的轉(zhuǎn)軸中部位置軸心軌跡圖。圖4（a）和圖4（b）分別為X軸與Y軸的電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 探頭測(cè)得的軸心時(shí)域位移曲線，虛線為電渦流測(cè)振系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)，實(shí)線為SSOCMV 得到的數(shù)據(jù)；圖4（c）為SSOCMV 測(cè)得的X軸與Y軸軸心位移合成的三維軸心軌跡圖；圖4（d）為電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)得的X軸與Y軸的軸心位移合成的三維軸心軌跡圖。由圖4 可知，兩種測(cè)量方法得到的振動(dòng)位移曲線和軸心軌跡曲線高度吻合，初步表明了本測(cè)量方法的可行性與準(zhǔn)確性。

圖4 測(cè)量點(diǎn)1 處電渦流傳感器和SSOCMV 測(cè)量的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)曲線及軸心軌跡圖Fig.4 Rotation-shaft vibration curves and shaft center orbits obtained by eddy current sensors and SSOCMV at measurement point 1

為進(jìn)一步對(duì)比兩系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果，表1 展示了SSOCMV 和電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)得的位移時(shí)間曲線的基頻、一倍頻、振幅和差異均方根等參數(shù)。從表1 中的結(jié)果可看出，SSOCMV 測(cè)得的各參數(shù)與電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)吻合度極高。而通過(guò)圖4（c）和圖4（d），則可以很直觀地看出電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 測(cè)得的轉(zhuǎn)軸軌跡隨時(shí)間的變化趨勢(shì)與進(jìn)動(dòng)方向：二者測(cè)得的軸心軌跡變化趨勢(shì)一致，轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓形，振動(dòng)穩(wěn)定性較好且進(jìn)動(dòng)方向皆為正進(jìn)動(dòng)，可判斷轉(zhuǎn)軸為不平衡故障。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了SSOCMV 用于轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測(cè)量的可行性與準(zhǔn)確性。

表1 測(cè)量點(diǎn)1 處電渦流測(cè)振系統(tǒng)和SSOCMV 測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)參數(shù)Table 1 Vibration signal parameters obtained by eddy current sensors and SSOCMV at measurement point 1

將直流電機(jī)的輸入電壓設(shè)置為3 V，利用電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 測(cè)得的軸心位移如圖5 所示。由于測(cè)量點(diǎn)2 靠近電機(jī)主軸位置，其振動(dòng)幅度相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)1小，可見(jiàn)在測(cè)量點(diǎn)2 電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)量的結(jié)果與SSOCMV 有很大的不同。圖5（a）和圖5（b）分別為X軸與Y軸的電渦流傳感器與SSOCMV 探頭測(cè)得的軸心時(shí)域位移曲線，虛線為電渦流測(cè)振系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)，實(shí)線為SSOCMV 得到的數(shù)據(jù)；圖5（c）為SSOCMV 測(cè)得的X軸與Y軸的軸心位移合成的三維軸心軌跡圖；圖5（d）為電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)得的X軸與Y軸的軸心位移合成的三維軸心軌跡圖。雖然圖5（a）和圖5（b）中電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)得的X軸與Y軸的位移—時(shí)間曲線與SSOCMV 仍保有較好的重合度，二者測(cè)量的軸心軌跡振動(dòng)趨勢(shì)與進(jìn)動(dòng)方向保持一致，但從電渦流測(cè)振系統(tǒng)的測(cè)振結(jié)果中可看出，X軸與Y軸的時(shí)域振動(dòng)圖中皆存在很明顯的高頻成分，導(dǎo)致最終合成的三維軸心軌跡圖波動(dòng)較大、波形雜亂。

圖5 測(cè)量點(diǎn)2 處電渦流測(cè)振系統(tǒng)和SSOCMV 測(cè)量的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)曲線及軸心軌跡圖Fig.5 Rotation-shaft vibration curves and shaft center orbits obtained by eddy current vibration measurement system and SSOCMV at measurement point 2

為探究電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)高頻信號(hào)的原因，使用電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 對(duì)靜止的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)判斷電渦流測(cè)振系統(tǒng)測(cè)振結(jié)果中的高頻成分是否因轉(zhuǎn)軸運(yùn)行過(guò)程中的高頻抖動(dòng)導(dǎo)致。在轉(zhuǎn)軸靜止時(shí)，測(cè)量點(diǎn)2 處測(cè)得的時(shí)域位移曲線如圖6 所示。圖6（a）為兩測(cè)振系統(tǒng)在X 軸方向的測(cè)振結(jié)果，圖6（b）為兩測(cè)振系統(tǒng)在Y軸方向的測(cè)振結(jié)果。虛線為電渦流測(cè)振系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)，實(shí)線為SSOCMV 得到的數(shù)據(jù)。理論上在轉(zhuǎn)軸處于靜止時(shí)，電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV測(cè)得的結(jié)果都應(yīng)為直線。然而電渦流測(cè)振系統(tǒng)在X軸方向與Y軸方向的測(cè)振結(jié)果中皆存在1 個(gè)振幅為約1.5 μm 的高頻波動(dòng)，可見(jiàn)圖5 中測(cè)得的高頻成分并非來(lái)自轉(zhuǎn)軸運(yùn)行過(guò)程中的高頻振動(dòng)，而是由電渦流測(cè)振系統(tǒng)的系統(tǒng)噪聲導(dǎo)致。而在圖4中，由于轉(zhuǎn)軸振幅較大，電渦流傳感器1.5 μm 的高頻噪聲波動(dòng)為X軸振幅的1.96%、Y軸振幅的2.14%，故不易被觀察到。反觀SSOCMV，其測(cè)量結(jié)果幾乎為1 條直線，噪聲波動(dòng)在納米量級(jí)，測(cè)振儀展現(xiàn)出極高的信噪比。由此可見(jiàn)，SSOCMV 相比于電渦流測(cè)振系統(tǒng)具有更高的測(cè)振精度與信噪比，可應(yīng)用于微小轉(zhuǎn)軸軸心軌跡的監(jiān)測(cè)。

圖6 電渦傳感器與SSOCMV 測(cè)量信號(hào)信噪比的對(duì)比Fig.6 Comparison of signal-SNR measured by eddy current sensors and SSOCMV

3 結(jié)論

本文提出一種基于光學(xué)相干多點(diǎn)測(cè)振儀的轉(zhuǎn)軸軸心軌跡監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理和系統(tǒng)組成進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)與電渦流傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，當(dāng)轉(zhuǎn)軸振幅較大時(shí)，電渦流測(cè)振系統(tǒng)與SSOCMV 測(cè)得的轉(zhuǎn)軸軸心振動(dòng)數(shù)據(jù)在頻率、振幅與差異均方根上皆十分接近，可見(jiàn)兩種測(cè)量系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸軸心軌跡的高精度測(cè)量，證實(shí)了SSOCMV 用于轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測(cè)量的可行性與準(zhǔn)確性；而當(dāng)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)幅值較小時(shí)（＜10 μm），電渦流測(cè)振系統(tǒng)存在有振幅為1.5 μm左右的高頻噪聲，使其在測(cè)量微振幅轉(zhuǎn)軸時(shí)，振動(dòng)數(shù)據(jù)存在較大誤差，導(dǎo)致其測(cè)得的軸心軌跡雜亂無(wú)章，影響故障類(lèi)型判斷。相比之下，SSOCMV 的噪聲振幅僅為納米量級(jí)，能夠進(jìn)行更為微小振幅的軸心軌跡監(jiān)測(cè)；另外，提出的測(cè)量方法無(wú)需像電渦流傳感器一樣在測(cè)量時(shí)考慮被測(cè)對(duì)象的材質(zhì)和尺寸，更適用于任何材質(zhì)和尺寸轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量。因此，提出的測(cè)量系統(tǒng)組成和測(cè)量原理簡(jiǎn)單，且測(cè)量精度更高，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。