基于pxi总线的振动信号测试系统研究与设计

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1、基于PXI总线的振动信号测试系统研究与设计【摘要】工程技术领域中，振动信号的测试、处理以及分析是非常秉要的组成部分。随着电子科学技术的高速发展，测试仪器也在迅速发展，代替传统仪器的虚拟仪器，正在逐渐成为测试领域的发展方向，采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成为了振动测试的发展趋势。本课题研究开发的振动测试系统是基于PXI数据采集卡和LabVIEW作为开发平台来完成系统的设计。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。【

2、关键词】振动信号虚拟仪器PH总线LabVIEW一、测试系统总体方案设计本课题设计的测试系统选择PXI总线作为整个系统的硬件采集平台和LabVIEW作为系统的开发软件。系统的构成方案如图1所示。根据上述的系统设计方案，通过利用加速度传感器对振动信号的加速度信号进行采集，然后将调理过的信号输送给PXI数据采集卡实现数据的采集，使用LabVIEW虚拟仪器开发平台，根据设计的软件处理模块，可以实现对振动信号进行信号的预处理，包括信号采样、零均值化、消除趋势项、平滑处理；信号的时域分析；信号的频域分析;信号的积分这些分析与处理功能。二、硬件设计2.1加速度传感器传感器(Se

3、nsor)作为一种检测装置，它不但能感受到被测量的信息，还能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出［1］。由于本课题研究的是振动信号的测试，所以选取的是加速度传感器，它是利用Y加速度传感器可以拾取设备的振动加速度信号，并且通过积分的方式，在一定的频率范围内，可以由加速度测得速度信号或位移信号［2］。2.2PXI的总线PXI(PCIextensionsforInstrument)总线是PCIfalse总线在仪器领域的扩展，它是在1997年，由NI公司推出的一种全新的开放式、模块化仪器总线规范，它将CompactPCI(坚同PCI)规范定义的

4、PCI(PeripheralComponentInterconnect,夕卜部组件互联)总线技术扩展为适合于测量、试验以及数据采集场合的电气、机械和软件规范［3］。要组建一个PXI的总线测试系统，需要根据测试系统的测试类型、测试环境、测试要求等去选择相应的数据采集卡、PHe-PCIe转换卡、接线盒和机箱。PXI硬件配置过程为，首先将选取的数据采集卡PXIe—6356和PXIe8361模块安装到NIPXIe-1073机箱相对应的插槽中，然后将PCIc8361模块安装到控制主计算机的对应插槽中，最后用高性能屏蔽电缆连接PXIe—6356和PCIe8361模块，构成PX

5、I总线的硬件平台。三、软件设计LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench,实验室虚拟仪器集成环境）作为一种图形化的编程语言（又称G语言），它是巾美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台，是现在发展速度最快、功能性最强、应用最广泛的图形化软件集成开发环境［5］。LabVIEW作为一款虚拟仪器设计平台的软件，它的函数模块包括了所存传统仪器的测试内容。振动信号的处理，其实就是从实际测量的振动信号中提取、放大所需的信息，消弱干扰和过滤掉非必要的信息的过程。振动加速度信号处理的常用的方法是：通过数学方法，首先对振

6、动信号进行预处理，滤除掉杂乱的振动趋势项，并进行平滑处理来去除毛刺；来获取振动加速度信号的时域、频域、相关性特征等;接下来对振动加速度信号进行滤波、加窗、积分处理，来获取振动速度信号；由于积分产生新的趋势项，对速度信号需要再次进行趋势项消除，继而可获取速度信号相关特征；然后对算得的速度信号再次进行积分，最终得到位移信号。四、系统测试与结果分析构建的测试平台包括提供振动源的电机电路，加速度传感器的工作电路，振动信号的调理电路；接线盒NISCB-68A、数据采集卡NIPXLe-6356、机箱NIPXIe-1073、PXIe_PCIe8361转接模块和68针高性能屏蔽电

7、缆；以及实验所需的测景仪器，如数字示波器、函数信号发生器、万用表、直流电源等，外加主控计算机。现对课?｝中测试系统采集到的振动信号进行分析。测试系统的振动源是由电机来提供的，此电机的额定转速是3000转/分钟，则频率应该在50Hz左右。那么利用论文中设计的振动信号采集模块，采集到的振动加速度信号的时域和频域图如图2所示。通过对比图2中的波形图分析可知:在振动加速度时域波形图中无法直接得到信号的频率信息，而通过观察振动加速度频域波形图，可发现主频在48Hz左右。该测试结果在允许误差5%范围以内，则说明设计的测试模块准确性和数据处理方案的可行性。现对振动信号积分处理，

8、经处理后得