基于DSP的便攜式現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)試儀的開(kāi)發(fā)與研究.pdf

1、研究表明，轉(zhuǎn)子不平衡引起的故障約占機(jī)械全部故障的60％以上。因此，對(duì)于各類(lèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在制造和使用時(shí)都要對(duì)轉(zhuǎn)子或整機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)平衡。動(dòng)平衡的一般做法主要有兩種：平衡機(jī)法和現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡法?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)以其方便、高效和低廉的特點(diǎn)取得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外目前所用的大部分動(dòng)平衡儀器都是基于單片機(jī)技術(shù)的，因其主控芯片性能和存儲(chǔ)容量等的限制，系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性有限，對(duì)于信號(hào)處理的大量數(shù)字運(yùn)算能力不強(qiáng)，動(dòng)平衡的精度和速度不理想，可進(jìn)行

2、動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速范圍窄。為適應(yīng)現(xiàn)代動(dòng)平衡的需要，提高測(cè)試精度，使人機(jī)界面更加友好，本文將現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了一套基于DSP的轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)。 本文介紹了旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)試技術(shù)的發(fā)展， DSP（數(shù)字信號(hào)處理）技術(shù)在動(dòng)平衡測(cè)試中的應(yīng)用和現(xiàn)狀，以及本課題的研究目的、內(nèi)容與意義。敘述了測(cè)量動(dòng)不平衡量的常見(jiàn)方法：三點(diǎn)法和影響系數(shù)法。文章提出采用TMS320LF

3、2407為主控芯片，介紹了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、并給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。為了精確提取反映動(dòng)平衡的特征頻率成分，關(guān)鍵是要對(duì)轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量和對(duì)轉(zhuǎn)子兩支承處振動(dòng)模擬信號(hào)的精確采集。本文的關(guān)鍵技術(shù)主要有： （1）對(duì)光電傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行整形、電平轉(zhuǎn)換等，然后接入DSP的捕獲引腳，利用DSP的捕獲功能準(zhǔn)確測(cè)量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； （2）采用鎖相環(huán)路對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)64倍頻，作為DSP內(nèi)置A/D的采樣觸發(fā)脈沖

4、，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行64點(diǎn)整周期采樣； （3）采用鎖相環(huán)路對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)100倍頻，以提供四階開(kāi)關(guān)電容濾波器MF10ccn的時(shí)鐘脈沖，實(shí)現(xiàn)以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻為中心頻率的自適應(yīng)帶通濾波； （4）系統(tǒng)軟件的主體框架及各功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：包括轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊； 單(雙)面時(shí)域波形顯示模塊； 單(雙)面頻域波形顯示模塊； 單面動(dòng)平衡測(cè)量模塊； 雙面動(dòng)平衡測(cè)量模塊； DSP與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊等； （5）動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)及分