轴承故障监测装置设计

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1、轴承故障监测装置设计测控2班20071475徐萍一.背景介绍设备诊断的流程可分为信号采集、信号处理和故障诊断三个阶段。监测诊断系统即按此流程组织。信号采集是故障诊断的前提，故障诊断必须从设备症状，即从机器运行时产生的各种状态信号入手进行分析，而只有采集到反映设备实际状态的信号，后续的分析诊断工作才有意义。状态监测系统可控制信号采集系统的数据采集及实时处理，并可显示、存储当前数据，保存突发性故障信息，为分析故障提供依据二：监测装置的具体组成部分加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡、计算机等组成，如图所示2.1传感器的选择2.11

2、机械监测系统测振传感器的选择必须从两个方面考虑:首先要考虑被监测设备的机械方面的因素。传感器的选择除了考虑监测系统的机械因素外，还应注意如下几点1.对用接触式传感器进行振动测量时，应尽量避免对被测试件增加质量负载，即传感器的质量应远小于被测物体或试件的质量，防止或避免因安装传感器造成被测物体或试件动态特性的改变。非接触式传感器无此缺点，但其灵敏度与初始安装间隙有关，使用时应加以注意。2.测量前应估计出被测量的频率范围，并检查它是否落在传感器的幅频曲线的上作频带内，即幅频曲线的平直段内。当测量由多种频率成分组成的复杂波形时，必须

3、选择相移与频率成线性关系(相频曲线为过坐标原点的斜直线)的传感器，否则将会产生波形失真。3.事先估计被测系统的最大振级，并检查它是否超过所采用传感器最大冲击值的三分之一。一般说来低灵敏度传感器可用于高振动量级测量，反之，低量级振动应采用高灵敏度传感器，以提高信噪比。4.估计被测点振动方向，以便于正确安装传感器，减小横向灵敏度等带来的测量误差。如不能精确估计，可采用受方向影响较小的传感器。5.估计传感器的上作环境，如温度、瞬时温度、磁场、声场等，并检查所采用传感器能否满足使用环境的要求，是否要采用必要的防范措施。2．12根据上述

4、内容，本系统采用压电式加速度传感器，从性能价格比的角度考虑选用北京测振仪器厂生产的YD一12型压电式加速度传感器，其参数如下:1.电压灵敏度:40一60mv/g;2.横向灵敏度:<5%;3.频率响应:1一10000Hz;4.电荷灵敏度:40~60pe/g;5.引出方向:侧向;6.最大可测加速度:5009;7.电容:1000pF;8.重量:25903.电荷放大器由于压电式加速度传感器输出的电信号非常微弱，一般为毫伏级，而且输出阻抗很大，所以首先要经过电荷放大器放大其微弱的输出电信号并把高输出阻抗转换为较低值。轴承的型号和转速不同

5、时，传感器的输出信号会有较大差别，信号经电荷放大器后的输出也会差别很大。因此，为了充分利用A/D转换器的量程，以提高数据采集的精度，为计算机进行故障诊断提供可靠依据，电荷放大器的放大倍数要求可调。放大倍数的调整由计算机通过高速A/D板上的DO输出一组三位数码来控制。每采一路振动信号时，都要根据实际情况，把放大倍数切换到的一个最合适的位置4.A/D转换电路A/D转换器与整个系统的测量范围和精度有关，但考虑到其它元件(如传感器的变换精度、信号预处理、A/D转换器电路的精度以及软件控制算法)等的影响，因此，A/D转换器的位数至少要比

6、总的精度要求的最低分辨率高一位。A/D转换器从启动转换，到转换结束输出稳定的数字量，需要一定的时间。本装置对八路模拟信号进行采样，为提高控制的实时性，决定选用转换速度快的A/D转换器MAX197。MAX197是Maxim公司向市场推出的12位快速A/D转换器，具有8位并行三态数据接口，A/D转换时间仅6秒，可以软件选择输入电压范围(0一+SV，0一+10V，一SV~+SV，一10V一+10V)，8路模拟输入通道，由于MAX197片内包含高精度的参考电压源和时钟电路，这使它可以在不需要任何外部电路和时钟的情况下完成一切的刀D转换

7、功能，应用非常方便。5.数据采集卡滚动轴承监测系统中采用的是台湾Advantech公司出品的PCL一812PG型数据采集卡。该数据采集卡的模拟输入基本性能和指标。l)通道:16个单端输入通道或者8个差分输入通道，输入方式可以应用数据采集卡上的跳线设定;2)分辨率:12位;3)输入范围:士0.625、士1.25、士2.5、士5或者士1.25、士2.5、士5、士10，所有的输入范围可以通过软件设置;4)超调电压:最大值为士30V电压;5)转换模式:逐步逼近;6)转换频率:最大40K赫兹;7)准确度:士1位;8)线形度:士1位;9)

8、触发模式:软件触发、内部可编程计步器出发和外部触发;10)数据转换模式:编程模式、中断模式和DMA模式。6.检测控制系统软件检测控制系统软件采用TurboC3.0开发。C语言是处于汇编和高级语言之间的一种中型程序设计语言。它既具有高级语言面向用户、可读性强、容易编程和维护等特