加速度测试系统

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1、西安航空职业技术学院毕业设计论文1引言1.1当前加速度测试系统的使用现状及存在缺陷机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。加速度传感器是目前应用广泛的测量

2、振动与冲击的装置。在航天、航空、常规武器、船舶、交通运输、冶金、机械制造、化工、轻工、生物医学工程、自动检测与计量等技术领域中，已经越来越广泛的应用到传感器，而其中不乏加速度传感器的身影。从加速度传感器采集到数据后，通过温度偏移纠正电路、电荷放大电路再到数据采集就组成了加速度测试系统。在传统的系统结构中，这些设备往往都是孤立的，不便于携带，同时在测量空间狭小时也很不方便。1.2加速度测试系统传统构造现有测试系统的各个组成部分常常以信息流的过程来划分。一般可以分为：信息的获得，信息的转换，信息的显示、信息

3、的处理。作为一个完整的非电量电测系统，也包括了信息的获得、转换、显示和处理等几个部分。因为它首先要获得被测量的信息，把它变换成电量，然后通过信息的转换，把获得的信息变换、放大，再用指示仪或记录仪将信息显示出来，有的还需要把信息加以处理。因此非电量电测系统，具体来说，一般包括传感器(信息的获得)、测量电路(信息的转换)、放大器、指示器、记录仪(信息的显示)等几部分有时还有数据处理仪器(信息的处理)。它们间的关系可用图1.1的框图来表示。第1页西安航空职业技术学院毕业设计论文指示仪器被测量传感器测量电路记录

4、仪器数据处理仪图1.1测试系统的组成其中传感器是一个把被测的非电物理变换成电量的装置，因此是一种获得信息的手段，它在非电量电测系统中占有重要的位置。它获得信息的正确与否，直接影响到整个测量系统的测量效果。测量电路的作用是把传感器的输出变量变成易于处理的电压或电流信号，使信号能在指示仪上显示或在记录仪中记录。测量电路的种类由传感器的类型而定。压电加速度传感器常用的测量电路是电荷放大器。常用的压电加速度传感器的动态测量系统如图1.2所示：被测非电量压电加速度传感器补偿电路数据处理器记录器电荷放大器图1.2压

5、电加速度传感器动态测量系统1.3论文的预期目标针对目前加速度测试系统存在的缺陷，发出一种集成加速度测试系统。开论文的预期目标为：1．设计系统的硬件结构（不包括A/D转换器前端装置）在硬件方面，要对集成加速度传感器硬件总体进行设计，并对数据采集系统的硬件电路进行设计。统为一个以80C51单片机为核心组成的数据采系集系统，具有人机对话功能，可选择采集频率、通道等。系统工作时，首先初始化各功能寄存器及8079等外围芯片，而后开始采集，模拟信号经过ADC0809进行A/D转换变为数字信号送入单片机，然后再送入计

6、算机进行处第2页西安航空职业技术学院毕业设计论文理。2．设计系统软件在软件方面，按程序结构可分为以下两个部分：1）主程序，使硬件接（口和监控程序的各工作单元置成初始状态。2）中断服务子程序：包括接受（键盘指令子程序、数据采集子程序、数据传输子程序等。3．系统的抗干扰设计在工业应用环境下，往往存在着系统内在和外界环境的各种干扰。在分析或设计数据采集系统时，必须考虑到可能存在的干扰对电路的影响。所以把抗干扰问题作为系统设计中一个至关重要的内容，彻在整个设计工作中，贯从硬件、软件上采取相应的措施以增强其抗干扰

7、能力。2系统的硬件组成2.1系统的硬件总体设计系统的硬件分为两大部分：传感器电路部分和微机主控板部分。系统硬件结构框图如图2.1所示：被测量加速度传感器电荷放大电路A/D转换器ADC0809传感器电路部分硬件看门狗电路键盘显示器接口8279两片6264数据存储器80C51单片机USB接口芯片CH375USB接口单片机主控板图2.1系统硬件结构示意图系统工作原理：首先将传感器置入待测设备中，按下复位键迫使系统复位，回到程序开始处。传感器将采集到的数据通过温度补偿电路、电荷放大电路、A/D转换器，在预定的采

8、集频率下将选定通道的数据传到单片机并进第3页西安航空职业技术学院毕业设计论文行存储。然后再将数据通过USB接口芯片CH375传到计算机系统进行分析和处理。由于数据的采集和传输是分段进行的，因此第一次的采集频率可能不能满足要求（信号采集过疏，不能反映信号的实际情况；过密，则容易造成存储空间的浪费）。为此，可以进行下一轮数据采集，此时可根据前一轮的情况进行调整，即在系统复位、开始（显示字母P）后按下所选频道开关。后续工作同上。单片机主控板按功能