压电测振仪的设计

论文编号:CK030论文字数:27021,页数:67，有开题报告，任务书，外文翻译，电路图

目录

第1章 绪 论3

1.1概述3

1.2振动测量的技术要求4

1.2.1振动测量的基本原理4

1.2.2振动测量系统6

1.3压电传感器测振的基本原理6

1.3.1压电效应6

1.3.2等效电路7

1.3.3测量电路8

1.3.4压电测振原理8

第2章 压电测振仪总体方案设计11

2.1 任务分析与实现11

2.2压电测振仪硬件设计方案12

2.3压电测振仪的软件设计方案14

2.4经济效益分析15

第三章 压电测振仪的硬件系统设计15

3.1传感器的选择16

3.2信号放大电路17

3.2.1电荷放大器工作原理和输出特性17

3.2.2高、低频限18

3.3信号调理电路19

3.3.1交直流转换电路19

3.3.2波形转换电路21

3.4单片机系统设计电路22

3.4.1单片机的选择23

3.4.2时钟电路25

3.4.3 复位电路26

3.4.4键盘电路27

3.4.5数据采集电路29

3.4.6显示电路31

3.4.7报警电路32

第4章 压电测振仪的软件系统设计33

4.1 监控程序33

4.2 键盘子程序34

4.3 数据采集子程序35

4.4 测量频率子程序36

4.5 数据处理子程序的设计38

4.6 数据显示子程序39

4.7 报警子程序40

第5章 系统调试与分析41

5.1 硬件系统调试42

5.2 软件系统调试42

5.3 软件、硬件系统联调43

5.4 常见故障排除与分析44

结 论44

致 谢45

参考文献46

附录1 原理图48

附录2 程序清单48

附录3 设备清单66

第1章 绪 论

随着科学技术的发展，对测控仪器的精度提出更高的要求，如美国、日本，欧盟等都提出机械工程的纳米规划，作为其检测手段的集合测量仪器必须达到纳米精度才能满足测量要求，从而出现许多高精度仪器，如光学外差式干涉仪器，原子力显微镜等。同时对仪器的可靠性要求也日益增高，尤其是航空，航天用的测控仪器，起可靠性尤为重要。

1.1概述

现在世界的测振仪，工艺设计先进，具有功耗低、性能可靠、造型美观、使用携带极为方便的特点。按照国际标准制造，测量值与国高可靠性的环形剪切加速度传感器，性能远远优于其他式传感器具有高低频分档功能，在振动测量时，便于识别设备故障类型。备有信号输出功能，选配专用耳机，兼具设备听诊器功能；配接示波器、振动记录仪等，可用来监测、记录振动信息。

日本理音(RION)公司生产的该仪器重320克，是VM-63测振表的改进型，使用分离式振动传感器，可对微小振动及超强振动进行测量，本仪器采用压电式加速度传感器，把振动信号转换成电信号，通过对输入信号的处理分析，显示出振动的加速度、速度、位移值，并可用打印机打印出相应的测量值。它可以储存1000组测点的数据，并能与微机进行通讯。

日本原装迷你型、多功能、低价位振动分析仪VM-2001，重280克，可同时测量多个振动数据：加速度值、速度值、位移值、包络值及高频值，当发现机器出现异常时，该仪器还能进行时域波形分析、FFT频率分析、寻找峰值功能、包络分析，找出产生故障的原因或部位，甚至还能根据内置三种诊断标准，分析故障的严重程度，立刻回答现场人员关心的振动超限状态及滚动轴承工作状态。该仪器能保存测试数据，作数据采集器使用，可存几千组测试数据，根据需要，可再分析。

现在的测振仪，已开发了功能强大的软件功能，用户可将重要的测量结果可传输到通用计算机，配套的中文软件有(1)．信息管理(包括机器、测点及测试数据的管理、建立档案) (2). 仪器与微机通讯 (3)．趋势分析 (4)．打印报表(机器报表、测点报表) (5)．状态判断(自动判定状态：良好、注意、危险)

另外，还配置了专用显示方式：同时显示加速度、速度和位移三种参数普通显示方式：显示加速度、速度或位移中的一种参数频谱显示方式：显示频谱图。

人类社会进入了信息时代，作为信息获取、测量控制、监视与显示的测控仪器，无疑是一种极其重要的信息测控工具，受到广泛重视。近20年来，世界上工业发达的国家都十分重视仪器仪表的发展，其发展速度已超过国民经济其他部门。我国已将信息产业作为优先发展的产业，因此作为信息产业重要组成部分的仪器仪表必将得到加速发展。尤其是微计算机与测控仪器相结合，使测控仪器精度提高，功能扩展，可靠性增加，从而使测控仪器发展到一个新的阶段。