船舶軸功率檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與研制.pdf

1、隨著我國(guó)航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，船舶制造和維修過(guò)程中的相關(guān)檢驗(yàn)法規(guī)和體系更加完善，設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的船舶檢測(cè)設(shè)備有助于確保船舶的安全運(yùn)行以及船舶檢驗(yàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)高效的執(zhí)行。軸功率是船舶動(dòng)力系統(tǒng)中的主要性能參數(shù)之一，直接反應(yīng)了船舶動(dòng)力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
　　目前，針對(duì)軸功率的測(cè)試主要是通過(guò)測(cè)量軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變和轉(zhuǎn)速兩個(gè)參數(shù)，然后計(jì)算得到功率和力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)已相當(dāng)成熟，針對(duì)扭矩測(cè)量方法主要有磁彈性型、應(yīng)變型和相位差型，本文根據(jù)軸系的實(shí)

2、際工作環(huán)境以及各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇使用應(yīng)變型扭矩測(cè)量法，該方法測(cè)量范圍大，精度高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝方便。
　　本文研究了扭矩應(yīng)變測(cè)量技術(shù)和數(shù)字無(wú)線傳輸技術(shù)，通過(guò)測(cè)量粘貼在軸系上的電阻應(yīng)變片的變形，進(jìn)而計(jì)算得到扭矩值。設(shè)計(jì)了扭矩信號(hào)的處理方案，從應(yīng)變電橋輸出的微弱信號(hào)經(jīng)過(guò)AD620的放大，后經(jīng)Butterworth二階低通濾波器濾波，在通過(guò)STC12進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號(hào)送到nRF24L01并發(fā)射出去;同時(shí)接收終端的nRF24L0

3、1接收到數(shù)字信號(hào)，并由STM32對(duì)其進(jìn)行處理、顯示、存儲(chǔ)。討論了系統(tǒng)的抗干擾措施。首先分析了系統(tǒng)中可能存在的干擾來(lái)源及路徑，確定了硬件抗干擾的方法，包括屏蔽、濾波和接地等。
　　本文最終完成了基于STC12單片機(jī)的扭矩采集發(fā)射端和基于STM32的接收終端的軟硬件設(shè)計(jì)，包括電源管理、信號(hào)調(diào)理、無(wú)線傳輸、人機(jī)交互、SDIO等子模塊。在實(shí)驗(yàn)室條件下使用本儀器對(duì)負(fù)載設(shè)備轉(zhuǎn)軸進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并與負(fù)載設(shè)備自帶的扭矩儀和轉(zhuǎn)速表數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，系