机电设备状态监测与故障诊断实验指导书

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1、机电设备状态监测与故障诊断实验指导书杨存智编徐州师范大学机电工程学院目录实验一数据采集及信号处理2实验二旋转机械的振动监测与故障诊断6实验三设备状态监测与故障诊断系统10实验一数据采集及信号处理一、实验目的1.数据采集的方法及特点、数据采集仪器的类型及作用；2.数据采集的接口，常用信号处理；3.学会数据采集系统的安装调试方法。二、实验仪器SB-811型检测实验台，主要仪器有压电加速度式传感器、压电加速度转换电路、低频振荡器、振动台，直流稳压电源、数字电压表，数据采集卡，实验软件等。三、实验内容检测压电式加速度传感器的振动信号并进行数据

2、采集。四、实验步骤1.将压电加速度式传感器置于台架上固定好。2.观察传感器结构，其屮包括双压电陶瓷晶片、惯性质量块、压簧、引岀电极等，其中惯性质量块在传感器振动时，对陶瓷晶片产生正比于加速度的交变力，压电陶瓷片在交变力的作用下输出正比于加速度的信号。3.按图1接线，并将低频振荡器输出接到振动台小板上的振动线圈。4・数据采集卡已安装于仪器内部，用通讯线将数据采集卡与计算机空闲的COM口相连。5.接通电源，可先通过示波器观察输出波形。然后利用数据采集系统采集振动波形。压电式传感器图1数据采集与信号处理实验原理框图五、思考题1.说明计算机数

3、据采集系统的组成及各部分的作用。2.分析为什么振幅越大，输出波形的峰值也越大？附：计算机数据采集系统的使用方法一、采集系统的组成1・数据采集卡数据采集卡已安装于仪器内部，其采集的数据即为实验设备上数字电压表的信号输入端。技术指标为：12位A/D转换；分辨率1/2048；采样周期Ims〜1000ms,可口行设定；采集方式分单次和连续两种模式，单次模式用于采集一个静态的数据，连续模式用于采集动态的连续数据。2.实验软件提供一张软盘，运行软盘中的setup,exe文件，按照提示进行安装。3.通讯约定利用计算机的串行接口RS232,波特率28

4、800,1个停止位，无奇偶校验位。二、实验软件的使用1・实验前先用随机的通讯线将数据采集卡与计算机空闲的COM口相连。2.在通讯设置选择所连接的COM。3.在实验箱上进行实验操作，直到获得实验结果。4•点击“新建实验”按钮，在“新建实验”窗口中设置好实验信息。选择采集方式分单次或连续。单次采集每组最多采集30个数据，实验结果曲线可以用实验点、点间连线、拟合线三种方式任意显示，可以同屏显示几组的实验曲线用于进行比较。连续采集最高采样频率为lKHz,最长采集吋间为10so连续采集的实验曲线可以按时间轴任意缩放。5•点击“开始实验”按钮，开

5、始当前一次的实验。单次采集吋在实验列表中选择一个实验点，在相应的单元格中点击左边的“采集”按钮，采集当前的实验数据。连续采集时点击“开始实验”按钮，立即开始当前一次的实验并马上开始采集，采集结果显示在当前的实验列表中，每次实验最多可以做4次。5.其它按钮的功能(1)“画曲线”按钮：按照实验列表中的数据中的数据显示实验曲线,当数据实验变化或更改设置后，都需耍点击“画曲线”按钮进行重画。(2)“保存实验”按钮：将试验结果保存到文件中。(3)“打开实验”按钮：打开用“保持实验”按钮保存的实验结果。(4)“打印”按钮：将实验结果打印出来，打印

6、前应检查计算机的打印机设置。(1)“帮助”按钮：用于查看联机帮助信息。三、故障分析1.不能进入软件主界而：请检查是否按要求将附带的软件正确安装。2.不能打开COM口：请检查Windows系统中“调制解调器”选项中的“诊断”项目；检查该COM口是否被占用或该COM口的中断号是否与其它硬件有冲突。3.不能进行采集：检查实验箱与计算机的通讯线是否正常连接或实验箱是否开机。数据采集及信号处理实验报告班级姓名学号同组实验人姓名实验日期一、实验口的二、实验仪器三、实验内容四、实验步骤五、思考题1.说明计算机数据采集系统的组成及各部分的作用。2.分

7、析为什么振幅越大，输出波形的峰值也越大？成绩评定指导教师实验二旋转机械的振动监测与故障诊断一、实验II的通过本实验使学生掌握轴承与齿轮故障诊断的一般方法，初步学会数据分析的原理及方法。二、实验仪器1・机械故障信号发生器1套2.压电式加速试想传感器2个3•光电速度传感器1个4.电荷放大器1台5.数据采集卡1块6.计算机1台7•信号分析软件1套三、实验原理本实验中采用的故障信号发生器，是可以模拟多种故障信号的仪器,其原理如图2所示。1联轴器；2轴承座；3花键轴；4多联齿轮；5轴承座；6轴；7齿轮图2故障模拟结构原理图轴承座2中的轴承可随需

8、要更换，本仪器已配备了各种故障齿轮。多联齿轮4上预设了多种常见齿轮故障，通过拔叉可使多联齿轮4上带有某种典型故障的齿轮与齿轮7联接。本实验采用振动监测法分别检测滚动轴承和齿轮的故障。当滚动轴承或齿轮出现故障时，均会引起系