基于LABVIEW的发动机振动测试系统设计

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1、仪器仪表用户口科研设计成果口1硬件实现1．1传感器配置：虽二岜二=振动信号测量的传感器主要有加速度计和速度传感器。本系统采样压电式速度传感器，其特点是安装方便、测量精翠确。传感器测出振动速度信号后，通过处理软件中分别微分妇哥二厂—囔iltL和积分得到加速度和位移信号，从而达到对设备振动进行实时监测的目的。由于传感器输出信号一般只有十几毫伏，在围2时域和频域分析模块图3相位测量分析模块2．2．1时域、频域分析信号进入声卡之前必须对信号进行调理，包括信号的放大、隔如图2所示，频域分析选用Functio

2、nsDOWNSignalPro—离、滤波和线性化处理，使之能够被声卡正确的识别。eessingDOWNFrequencyDomain子模块中的AutoPower1．2声卡配置Spectrum函数计算自功率谱、CrossPowerSpectrum函数计算互本测试系统要求计算机配置在CPU586，内存128，硬盘1G功率谱、RealFFI’实现FFr分析、Power&FrequencyEstimateVI以上，推荐CPU为奔腾Ⅲ，内存256，硬盘2G以上。如果配置估算出功率谱中的频率峰值，即共振频率；

3、数据存储模块调用过低会使系统过于迟钝。FunctionsDOWNFileI／0子模板中的writetospread—sheet-目前市售的数据采集卡都包含了完整的数据采集和计算file函数，该VI主要使用了LABVIEW中WhileLoop结构来实机接口电路，但其价格与性能基本成正比，一般比较昂贵。随现整个程序的信号采集、存储和运行退出等功能，可将记录数着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，PC声卡本身就成为一据存为电子表格或ASCII文件；打印报告可将存储结果打印输个优秀的数据采集系统，目前一般

4、的声卡最高采样频率可达出；帮助模块可提供振动测试分析的基本理论及本系统操作96kHz；采样位数可达16位甚至32位；声道数为2，即立体声指导。双声道，可同时采集两路信号，需要时还可选用多路输入的高2．2．2相位分析档声卡或配置多块声卡；每路输入信号的最高频率可达22．05该模块采用互相关原理测量相位，如图3所示，模块用到kHz，输出16位的数字音频信号，而16位数字系统的信噪比可CrossPower．vi图标函数来求功率谱密度。该图标函数输出的达96dB。是功率谱密度的复数形式，再经过Comple

5、xtoPolar．vi极坐标专用的数字采集卡的优势主要在采集频率高，例如NIP—变换函数得到它的极坐标形式，然后分别形成相位谱和幅度cI—6251采样频率可达到16bitat1．25Ms／s，由于外燃机机械谱]。其中幅度谱为单边谱，相位谱是以弧度形式表示两输振动的特性，一般只要求采集系统工作在低频即可(10Hz==入信号的相位差，还需对它进行单位转换。最后把得到的幅度2kHz)，在其他方面如精度、采集信号的幅值范围等方面二者谱数据序列经过ArayMax&Min．vi图标函数找出幅度谱中的相同，显然

6、，声卡在此领域完全可以满足要求J。最大值所对应的数据序列中的编号，再在相位谱数值序列中用IndexArray．vi图标函数找到同样序列编号对应的值，即为2软件设计两同频正弦信号的相位差J。LABVIEW8．5是美国NI公司具有革命性的图形化虚拟仪器开发环境，是业界领先的测试、测量和控制系统的开发工3测试效果分析具。它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，集开发、调由图4，图5可以看出，测试系统采集的工作在某状态的试、运行于一体，提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量发动机振动信号经过LABVIEW

7、处理后实现了频域、时域分现代的高级信号分析工具。“软件就是仪器”反映了其虚拟仪析、相位分析、相关性分析、谱分析等多种功能。相对传统测试器技术的本质特征J。方法显著增加了测试系统的灵活性，大大降低测试费用、能耗，2．1声卡的驱动模块同时改善了工作强度与环境。用户还可以以此为基础，自行开声卡驱动模块根据用户设置的格式从声卡获得数据。发在线监测、故障诊断等功能，真正做到“软件即仪器”。由此LABVIEW把声卡的声道分为mono8一bit(单声道8位)、mono可见，本设计充分发挥了虚拟仪器的优势，达到了

8、设计目的。16．bit(单声道16位)、stereo8一bit(立体声8位)和stereo16莲星_bit(立体声16位)。本设计采用立体声采样，左右声道互不。I干扰，可以采集两路不同的信号，而且幅值与原信号相同。声翻；卡的采样频率分为8000Hz、11025Hz、22050Hz和44100Hz，应j根据具体情况采用合适的频率。LABVIEW中SICONFIG的功e‘“能为设置声卡中与数据采集相关的硬件参数，根据声卡的性■嘲■§{．能指标，默认设置采样频率为44．1kHz，采样位数