数字传感技术在振动参量监测方面的应用研究

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2、硕士学位论文数字传感技术在振动参量监测方面的应用研究段晓敏指导教师（姓名、职称）郭涛教授申请学位级别工学硕士专业名称精密仪器及机械论文提交日期2016年5月25日论文答辩日期2016年5月26日学位授予日期年月日论文评阅人李晓春、乔晓艳、张斌珍答辩委员会主席郭利强2016年5月25日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人邦重黄明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出ｍ要贡献的个人和集体。本声明的，均已在文中Ｗ明确方式标明法律责

3、任由本人承担。论文作者签名：耗旅如＾日期：２＾１１？化关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学巧有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；②学校可Ｗ采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查閒或借巧；④学校可学术交流为目的，复＜制贈送和交换学位论文１文公布学位论文的全部或部分内容；⑤学校可（保密学位论文在解密后巧守此规定）。化乂签名：段说日期：＾乂导师签名日期：；奇涛＿中北大学学位论文数字传感技术在振动参量监测方面的应用研究摘要振动作为一种物质运动

4、的表现形式，对该参量的监测已广泛应用在航空航天、工业控制、医疗卫生、环境监测等各个方面。尤其是在一些特殊环境下的振动信号可能会导致结构的疲劳损坏、瞬时超越损坏，仪器设备的功能失效和设备性能下降等问题，甚至对系统的生存周期产生不可逆转的影响，因此振动参量的监测在避免或者减小振动信号带来的影响方面起着至关重要的作用。目前对振动参量的监测主要采用模拟传感器方式进行，其信号精度低且抗干扰能力差；多点监测大多采用长线方式实现，连接电缆数量繁多且电磁干扰大。传感器数字化实现不仅增强了信号的抗干扰能力，还可实现对信号的零位、非线性等的高效补偿；CAN总线的应用可减少系统电缆数量，节约成本，增强信号传输的抗

5、干扰能力，提高信号传输的可靠性和稳定性。本文基于CAN总线连接方式，采用数字传感技术，设计了一个振动参量监测系统。设计以微控制器C8051F060为核心，采用模块化设计思想，实现了1521系列振动传感器的数字化；模拟传感信号的数字转换采用单片机内置的16位ADC实现；为减小传感器工作中出现的零位温漂、非线性等误差对信号的影响，利用微处理器强大的数据处理能力和C语言的快速计算能力对传感器输出进行补偿；对CAN总线通讯进行了硬件设计和软件实现，将多个传感器节点挂接在CAN物理总线上实现传感信号的可靠传输与控制。通过与上位机连接进行振动测试，对系统的可行性和整体性能进行了验证。实验结果表明该数字传

6、感技术可以增强信号的抗干扰能力，提高信号采集精度和传输稳定性，系统的电缆数量和成本降低，具有一定的可靠性和可行性。关键词：数字传感技术，振动参量监测，CAN总线，温度补偿中北大学学位论文ResearchonDigitalSensorTechnologyintheVibrationParameterMonitoringAbstractVibrationistheonekindofmanifestationduringsubstancemovement.Monitoringofvibrationhasbeenwidelyappliedinmanyfields,suchasaerospace,in

7、dustrialcontrol,medicalandhealth,environmentalmonitoringandsoon.Vibrationsignal,especiallyinsomespecialcircumstancesmayleadtofatiguestructuraldamage,instantaneousdamagesbeyondthethresholdvalue,equipmentfail