动平衡机通过传感器检测工件不平衡量的过程涉及振动信号采集、相位分析和数据处理，以下是其核心步骤和原理的详细说明：

1. 基本原理

旋转工件（如转子、车轮等）的不平衡质量在旋转时会产生离心力，导致工件振动。动平衡机通过测量振动的幅度和相位，结合转速信息，计算出不平衡量的大小和位置。

2. 传感器的作用

动平衡机通常使用以下两类传感器协同工作：

• 振动传感器（如压电式、电涡流式传感器）：检测工件旋转时产生的振动信号（幅值）。
• 转速传感器（如光电编码器、霍尔传感器）：同步测量转速，并确定振动信号的相位基准（角度位置）。

3. 检测过程分步解析

(1) 驱动旋转

工件被电机驱动至设定转速（通常接近工作转速），不平衡质量产生周期性离心力，引发振动。

(2) 信号采集

• 振动传感器：安装在支撑工件的轴承或支架上，将机械振动转换为电信号，输出振动波形（时域信号）。

  

• 转速传感器：通过检测转轴上的标记（如反光贴片或齿轮），输出脉冲信号，确定工件的实时旋转角度（相位基准）。

  (3) 信号处理与分析

• 频谱分析：对振动信号进行快速傅里叶变换（FFT），提取与转速同步的振动频率分量（即工频振动），排除其他干扰信号。

• 相位锁定：通过转速传感器的脉冲信号，确定振动波形的峰值对应的角度位置（即不平衡点的相位）。

  (4) 计算不平衡量

  根据振动幅值和相位信息，结合以下参数，通过数学模型计算不平衡量：

• 离心力公式：( F = m cdot r cdot omega^2 )，其中 ( F ) 为振动幅值，( omega ) 为角速度，( m ) 为不平衡质量，( r ) 为质量偏心距。

• 几何参数：工件的支撑间距、旋转半径等。

• 矢量分解：若存在多个不平衡平面（如双面动平衡），需将振动信号分解到不同平面，分别计算校正量。

  (5) 结果输出

  显示或输出不平衡量的大小（单位：g·mm 或 g·cm）和角度位置（如 120°），指导用户通过增重或去重进行校正。

4. 关键技术点

• 相位同步：转速传感器确保振动信号与旋转角度严格对应，避免相位误差。
• 滤波技术：消除非工频振动（如轴承磨损、结构共振）的干扰。
• 校准标定：动平衡机需定期用标准试件校准，确保传感器精度和算法可靠性。

5. 应用场景

• 单面/双面动平衡：适用于不同长径比的工件。
• 低速/高速平衡：硬支撑型（低速）直接测量离心力，软支撑型（高速）利用共振放大信号。

通过上述流程，动平衡机能够高效定位并量化不平衡问题，广泛应用于汽车制造、航空航天、电机生产等领域，确保旋转设备的稳定性和寿命。