在各领域的旋转机械设备中,轴系的稳定运转决定了整个设备能否安全可靠地运行。扭振普遍存在于各种旋转机械的轴系中,不同于弯曲振动和轴向振动,它的振动发生在旋转方向上,因此不易被检测识别。扭振的存在可能会导致轴系扭振共振或疲劳损伤,严重威胁着旋转机械机组的安全运行。研究扭振的测量方法可以提升轴系扭振检测的能力,进而防止故障发生,因此具有重要的意义。本文在校企合作项目“大风洞压缩机轴系扭振测量系统的开发与应用”(编号:KY22-2018)的支持下,结合光纤传感器和脉冲时序法研究了相关轴系扭振测量技术,并将该技术应用到了实际中。主要内容有:(1)分别从理论和试验两个维度对基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术进行了研究和验证。在理论上,分析了该种扭振测量方法的原理和可能存在的误差,并给出了相应的误差补偿方案,针对不能被完全消除的原理性误差影响,分析了该种测量方法的适用范围。在试验上,搭建了扭振频率、扭振幅值和转子固有特性都可以调节的扭振测试实验台,运用该扭振测量方法对实验台转子扭振进行了试验研究,证明了该种测量方法的可行性。(2)分别从仿真和试验两个方面对轴系的扭振固有特性进行了研究。在仿真方面,结合轴系的连续质量模型和有限元分析法对实验台转子进行了模态和谐响应分析,获取了各阶扭振固有频率、振型和共振响应等。在试验方面,通过该种扭振测量方法对转子的扭振固有频率和扭振共振响应进行了分析,分别采用两种试验方式获取了转子的扭振固有频率。仿真和试验的结果具有很高一致性。(3)针对该种扭振测量方法的分度误差对数据分析结果影响过大的特点,根据分度误差的补偿原理和时域同步平均理论,提出了一种基于分度角标定的数据分析方法,解决了该种测量方法应用于实际的关键问题。针对变采样率采样获取的扭振数据不便于进行频谱分析的问题,提出了扭振数据分析中的采样频率获取方法。(4)针对基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术的实际应用问题,构建了相关硬件系统,并基于LabVIEW开发了用于扭振检测和分析的软件,进而建立了从硬件到软件的整套扭振测试系统。将该测试系统应用到了离心压缩机主轴的扭振实测中,获取了相关扭振信息。