便携式多通道振动信号分析仪数采模块设计

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1、文章编号：1001—9944(2014)01．0015—04便携式多通道振动信号分析仪数采模块设计张峰，赵慧昌，石现峰(西安工业大学电子信息工程学院，西安710032)摘要：基于旋转机械设备振动检测的便携性并兼顾多路信号同步采样的需求．设计了一套多通道且实时性较好的振动信号分析仪。对分析仪系统构架及数据采集原理作了详细说明。数据采集单元采用处理器LPc1768和AD器件ADS8365为主要器件．对AD电路、处理器电路、信号调理电路、键相整形电路和共享内存电路作了详细论述。所设计开发的便携式振动信号分析仪在工业现场得到了很好应用

2、．实时性和采样精度均能满足工业现场对旋转机械进行故障检测和诊断的需求。关键词：振动信号；多通道；故障诊断；嵌入式中图分类号：TN911．7文献标志码：ADesignofPortableMulti-channelAnalyzerforVibrationSignalDataAcquisi-tionModuleZHANGFeng，ZHAOHui—chang，SHIXian—feng(SchoolofElectronicInformationEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an7

3、10032，China)Abstract：Basedontherequirementsofrotatingmachineryequipmentvibrationdetectionforportabilityandmulti—channelsignalsynchronoussampling，Amulti—channelvibrationsignalanalyzerwithgoodreal-timeperformancewasdesigned．Theanalyzersystemarchitecture，andtheprincipl

4、esofdataacquisitionwasillustratedindetail．Dataac—quisitionunitusesprocessorLPC1768andADdevicesADS8365asthemaindevice，theADcircuit，processorcir—cuit，signalmodulationcircuit，shapingcircuitofthekeyphaseandsharedmemorycircuitwasdiscussedindetail．Thedesignedportablevibra

5、tionsignalanalyzerhasbeenusedinindustrialsiteandtherealtimecapabilityandpowerspectrumestimationqualitycanmeetthedemandoffaultdetectionanddiagnosisofrotatingmachineryinin—dustrialsite．Keywords：vibrationsignal；multi-channel；faultdiagnosis；embedded旋转机械广泛应用于化工、冶金、船运等部门，

6、需要现场实时采集及处理多路信号。这就对采集系是相关企业生产的核心设备【1。旋转机械设备的故统提出了非常高的要求[21。传统振动信号分析仪在障通常易造成重大经济损失，甚至灾难性后果，因满足便携的同时一般无法满足多通道振动信号的此，采用振动信号分析仪对旋转机械进行状态检测同步高速实时采集。本文就是基于此背景设计的振与故障诊断是十分重要的。在一些应用场合，往往动信号检测设备，既满足了便携及实时性的要求，收稿日期：2013—06～18：修订日期：2013—08—01基金项目：陕西省科技厅自然基金项目(2012JQ8008)；陕西省教育

7、厅科技专项项目(2012JK0545)作者简介：张峰(1979一)，男，在读博士研究生，副教授，硕士生导师，研究方向为信号与信息处理、嵌入式技术及应用、自动控制；赵慧昌(1987一)，男，在读硕士研究生，研究方向为信号与信息处理、嵌入式技术及应用。自动化与仪表2014~)田又能保证多通道振动信号同步高速采集。号启动采样过程。采样速率由软件控制，通过处理器的定时器控制实现。这种方案通过定时器中断的1振动信号分析仪整体设计方案控制方式，利用定时器的捕获功能，不断地捕捉外结合某项目对分析仪的设计需求，提出的需要部的键相信号，处理器实

8、时计算转子的转速和倍频达到的技术指标为后的采样点间隔时间，由定时器匹配功能实现硬件(1)能够同步采集24路振动信号和1路键相级的高精度倍频信号，控制启动每一次的模数转信号：换，从而实现高精度的倍频采样。(2)转速测量范围为0～30000r／rain，振幅测量2．2数据采集功能