基于USB数据采集分析系统的开发与应用

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1、基于USB数据采集分析系统的开发与应用摘要集成电路和计算机技术的迅猛发展使电子测量仪器逐渐向数字化、智能化方向发展，虚拟仪器是这类仪器中的代表。虚拟仪器有别于传统仪器，有着传统仪器无法代替的优势。虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能，因而在降低仪器成本的同时使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高，可以很好地满足学校科研和工厂应用的需要。本文探讨了基于虚拟仪器概念的信号采集分析系统的实现。使用当今流行单片机EZ-USB开发出基于USB总线的数据采集器，并利用动态链接库在LabVIEW中实现了对仪器硬件的控制和对采样

2、数据的传输，最终实现基于PC平台、具有多种功能的数字信号处理系统。本文详细这个方案的硬件设计、固件程序开发、驱动程序开发和应用程序的开发。由于使用了LabVIEW进行系统的软件开发，使得本系统具有很好的通用性和灵活性。使用USB进行数据采集的优点是能够实现了可移动的数据采集，利用USB采集器这个特点，把系统成功地运用到了现场机械故障诊断系统中，本文最后给出一些实际测量波形。关键词:虚拟仪器，USB，信号分析，故障诊断DEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFSIGNALSAMPLING&ANALYSINGSYS

3、TEMBASEDONUSBABSTRACTThankstotherapiddevelopmentofintegratedcircuitandcomputertechnology,measurementinstrumentsarebecomingdigitizedandintelligentized,andVirtualInstrument(VI)isthistypeofrepresentativeintheinstrument.Comparedwithitsabilityofdataprocessingandflexibi

4、lity,VIhasalowprice,whichmeansitcansatisfytheschoolsectionandnicelywiththeapplieddemandinfactory.ThisdissertationdiscussestheimplementationofsignalacquisitionsystembasedontheconceptofVI.Withaself-developedUSBdataacquisitioncardconnectedtoPC,apowerfuldigitalsignalp

5、rocessorisdeveloped.Thisdissertationfocusesonkeytechniquesindatatransmission,displayandprocessing,andgiveoutthefullprocessofdevelopingadataacquisitiondevicebasedonUSBthroughEZ-USB.TheusageofLabVIEW-thespecializedVIsoftwareplatform,givesthesystemmoreflexibilityandw

6、iderapplication.AdaptingtomovabledatacollectionisthegreatestadvantageofdataacquisitiondevicebasedonUSB.Anexcellentapplicationinfaultdiagnosisofmachinesisdescribedattheendthisdissertation.KEYWORDS:VIRTUALINSTRUMENT,USB,SIGNALANALYSIS,FAULTDIAGNOSIS第一章绪论1.1课题引出旋转机械是

7、电力、石油化工、冶金、机械、航空以及一些军事工业部门的关键设备。随着现代工业和科学技术的发展以及自动化程度的进一步提高，旋转机械正朝着大型化、高速化、连续化、集中化、自动化方向发展，生产系统中各设备之问的联系也越来越紧密。由于各种随机因素的影响，这些机械难以避免会出现一些故障现象，降低或失去一定的功能。而机组一旦出现故障就可能引起连锁反应，导致整个设备甚至整个生产过程无法正常工作，造成巨大的经济损夫，甚至还会引起严重的灾难性人员伤亡事故。因此，研究、发展状态监测、故障诊断和状态预测技术不仅可以早期发现故障，避免恶性事故的发

8、生，还可以从根本上解决目前设备定期维修中维修不足和维修过剩问题，所以是当前科技和工业发展的重要研究课题之一。机械设备的监测和诊断是近年来发展很快的一门技术科学。机械设备的监测和诊断是通过对机械设备和其工作过程的信息检测、分析与辨识来判断设备和其工作过程的状态，进一步找出故障的具体部位和原因，预测故障的发