基于USB的便攜式內(nèi)燃機曲軸角振動信號測量儀器的開發(fā).pdf

1、內(nèi)燃機作為現(xiàn)代動力設(shè)備的主要組成部分之一，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域獲得了廣泛的應用。由于內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)復雜和工作環(huán)境惡劣等原因使其故障率較高，故內(nèi)燃機的故障診斷，對提高設(shè)備的維修質(zhì)量和效率是十分必要的。 內(nèi)燃機的曲軸角振動信號含有豐富的內(nèi)燃機工作狀態(tài)信息，因而得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，是目前內(nèi)燃機故障診斷領(lǐng)域的前沿和研究熱點。角振動信號準確而簡便的測量是進行內(nèi)燃機故障角振動診斷的前提，針對目前尚無基于USB接口的商用便攜式角

2、振動信號測量儀器這一現(xiàn)狀，本文運用單片機技術(shù)開發(fā)基于USB接口的便攜式內(nèi)燃機曲軸角振動信號測量儀器(本文簡稱PCMA)，具有一定創(chuàng)新性和實用價值。 按照虛擬儀器思想設(shè)計的PCMA由硬件和軟件兩大部分組成。硬件主要為角振動信號采集卡，采集卡首先利用51單片機按照T法進行瞬時轉(zhuǎn)速的測量，然后利用PHILIPS公司的PDIUSBDl2芯片實現(xiàn)采集卡與計算機的數(shù)據(jù)通信。以上述兩種芯片為核心，完成了采集卡的設(shè)計、制作與調(diào)試，并采用Watc

3、hDog方式解決了系統(tǒng)抗干擾問題。軟件的設(shè)計主要進行了三方面的工作：一是采用C51編寫了瞬時轉(zhuǎn)速測量的單片機程序；二是采用USB協(xié)議編寫了采集卡與計算機之間的數(shù)據(jù)通信程序；三是采用DriverStudio工具包開發(fā)了WDM型的USB驅(qū)動程序。軟硬件設(shè)計都遵循測控系統(tǒng)可靠性設(shè)計原則，硬件設(shè)計重點考慮元器件選擇和PCB布線；軟件設(shè)計主要解決了程序失控的問題。 為了驗證PCMA的正確性、可靠性與測量精度，本文進行了實驗研究。將PCMA