在工程实践中,以往发动机功率测量系统大都局限于接触式,需要在被测试的动力系统的回转部分附加许多传感装置,例如应变片、信号发射模块、滑环等,如此一来,不仅造成测量前期准备工作较多,而且由于测量系统的复杂性,直接导致测量的精确性、经济性等受到较大的影响。利用激光散斑(speckle)效应开发的发动机功率测试系统具有非接触性,可以广泛应用于各种场合的发动机功率测试,而且具有高精度、高效率、低成本、易操作等优势,市场前景十分广阔,具有较高的理论意义和实际应用价值。 激光散斑现象产生于激光束与反射表面反射回来的反射光束的干涉。一个反射表面所形成的散斑图样是确定的,并且散斑图样会随反射面运动而运动,特别是目标在回转运动时会产生一个周期性的散斑图样的变化。随着激光散斑统计计量学的发展,目前已经可以利用激光散斑图样的特性开发出一套用来测量回转轴的动扭矩的仪器——激光扭矩仪。它是靠两个独立的激光发射器输出激光信号,该信号被轴的圆周上两个不同截面反射从而形成散斑图样作为轴转动产生的散斑运动信号,这些信号用来测量轴的扭转变形也就是扭矩。 本文对应用激光散斑技术开发的新一代发动机功率测试系统的工作原理进行了详细的介绍,包括激光散斑的原理和测试过程中的各种光学现象,并对试验过程中所采用的各种设备和仪器进行了说明,标明了相关参数。另外在进行大量试验的基础上,进行了数据图像采集,同时对误差的产生原因和影响程度进行了理论分析,并对支持系统硬件运行的相关平台软件和试验过程中自行开发的数据采集应用程序进行了集中阐述。 为了让本系统能够满足实时测量和远程监控的需求,作者在开发本系统时充分考虑了网络发布、远程管理等问题,在保证数据安全和测量结果实时可靠的基础上,实现了系统的网络化,完成了系统的网络构架和基本数据图像展现与实时控制功能。