基于FPGA的智能振動測試儀的研究與設(shè)計.pdf

1、近幾十年來，智能儀表在電子信息技術(shù)不斷更新的推動下發(fā)展迅速。目前，智能儀表技術(shù)廣泛應(yīng)用于水力、電力、通信、雷達(dá)、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控等領(lǐng)域。智能儀表的硬件結(jié)構(gòu)由基于多片功能芯片組合設(shè)計的方式，向著由功能高度集成的單一芯片設(shè)計方向發(fā)展。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA發(fā)展迅速。目前FPGA正以其超大規(guī)模單芯片容量和硬件電路高速并行運算能力，越來越多的被用作各種規(guī)模的系統(tǒng)集成單芯片解決方案。 振動是工業(yè)現(xiàn)場一種常見現(xiàn)象，也是設(shè)

2、備故障診斷的主要信息來源之一。振幅是振動現(xiàn)象的基本特征之一，也是振動分析所需的重要參數(shù)之一，本文即針對這一參數(shù)，控討了一種基于FPGA的智能振動測試儀的模型建立與實現(xiàn)。首先我們分析了一類特殊的工業(yè)現(xiàn)場振動類型，提出了一種基于傳感器位置相對位移的非接觸式振幅測試方法，這一方法以可控的、傳感器自身的相對位置變化逼近振動對象的振幅變化，測試原理巧妙，測試精度較高，降低了傳統(tǒng)測試儀表對傳感器線性特性的嚴(yán)格要求，提高了測試系統(tǒng)的環(huán)境抗干擾能力，工

3、業(yè)適用性廣泛；之后研究了系統(tǒng)的前端數(shù)字信號調(diào)理方法，詳細(xì)探討了利用分布式算法與FPGA芯片結(jié)構(gòu)特點相結(jié)合的方式，優(yōu)化FIR數(shù)字濾波器的硬件實現(xiàn)方法；最后重點闡述了基于FPGA的智能振動測試儀的硬件實現(xiàn)過程：本文設(shè)計了高精度的AD數(shù)據(jù)采集卡作為FPGA芯片的輸入源，重點研究以FPGA芯片為數(shù)據(jù)處理核心，采用層次化的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法，設(shè)計實現(xiàn)振幅測試系統(tǒng)的AD接口模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及顯示模塊等功能模塊，并在UP3開發(fā)板上調(diào)試通過，達(dá)到了預(yù)