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    重庆时时彩详情: 一种用于动平衡机的智能动平衡测试系统.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610173128.7

    申请日:

    2016.03.23

    公开号:

    CN105606304A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01M 1/22申请日:20160323|||公开
    IPC分类号: G01M1/22 主分类号: G01M1/22
    申请人: 广东顺威精密塑料股份有限公司
    发明人: 黄禹; 丁斌; 龚时华; 黎家广; 徐中
    地址: 528300 广东省佛山市顺德区容桂高新开发区科苑一路6号
    优先权:
    专利代理机构: 佛山市粤顺知识产权代理事务所 44264 代理人: 唐强熙
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610173128.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种用于动平衡机的智能动平衡测试系统,包括母板,电源??楹蚉C主机,所述电源??榈缧粤幽赴?,所述PC主机有线或无线连接母板;还包括若干振动信号处理???、至少一个转速信号处理???,及若干振动传感器和/或转速传感器;所述振动信号处理??楹妥傩藕糯砟?榉直鹞?榛柚?,且彼此相对独立,所述振动信号处理???、转速信号处理???、振动传感器和转速传感器分别连接母板。本发明通过采用PC主机为处理器,计算速度更快,人机交互性更强;多通道数据传输的数据传输高速,支持热插拔,无需外接电源,扩展接口多;各信号处理??槟?榛?,结构简单合理、性能稳定、测试精度高且易于维护;多传感器信息融合,提高平衡精度。

    权利要求书

    1.一种用于动平衡机的智能动平衡测试系统,包括母板,电源??楹?br />PC主机,所述电源??榈缧粤幽赴?,所述PC主机有线或无线连接母板;
    其特征在于:还包括若干振动信号处理???、至少一个转速信号处理???,
    及若干振动传感器和/或转速传感器;所述振动信号处理??楹妥傩藕糯?br />??榉直鹞?榛柚?,且彼此相对独立,所述振动信号处理???、转速信
    号处理???、振动传感器和转速传感器分别连接母板。
    2.根据权利要求1所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述振动信号处理??橹辽侔ㄕ穸衅?、前置处理电路、程控积分
    电路、程控增益放大电路、窄带跟踪滤波电路和/或固定增益放大电路。
    3.根据权利要求2所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述转速信号处理??橹辽侔ㄗ俅衅?、前置处理电路、程控积分
    电路、整形放大电路和/或锁相倍频电路。
    4.根据权利要求3所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述振动传感器为压电式加速度传感器和/或电磁式速度传感器和/或电
    涡流位移传感器。
    5.根据权利要求4所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述转速传感器为光电式转速传感器和/或电涡流转速传感器。
    6.根据权利要求1-5任一项所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,
    其特征在于:所述母板上设置有EZ-UAB芯片,所述振动信号处理??楹?或
    转速信号处理??橥ü鼸Z-USB芯片连接PC主机。
    7.根据权利要求6所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述母板上还设置有若干用于连接振动信号处理??楹?或转速信号处理
    ??榈哪?椴宀?、用于连接电源??榈牡缭唇涌?、用于连接振动传感器和/
    或转速传感器的传感器接口、及用于连接PC主机的PC接口。
    8.根据权利要求7所述用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其特征在
    于:所述??椴宀酆?或电源接口和/或传感器接口和/或PC接口为USB接口。

    说明书

    一种用于动平衡机的智能动平衡测试系统

    技术领域

    本发明涉及动平衡技术领域,特别涉及一种用于动平衡机的智能动平衡
    测试系统。

    背景技术

    旋转机械是机械系统的重要组成部分,在航空、航天、汽车、石油等广
    泛的领域得到了广泛的应用。但由于设计缺陷、转子材质不均匀、制造装配
    误差,以及转子在运行过程中有质量脱落或是有环境介质粘附到转子上等原
    因,使得实际运行中转子的主惯性轴偏离其旋转轴线,产生质量不平衡,进
    而产生不平衡力。不平衡力将引起转子挠曲变形、产生内应力,并通过轴承
    传递给机座,从而使机器产生振动、噪声,进而降低机器性能、工作效率和
    使用寿命。为了避免这些现象的发生,动平衡测试成为消除转子不平衡量的
    必要途径。

    目前国内出现较多的测试系统多是以单片机为核心处理器的便携式动平
    衡仪,这种便携式动平衡仪在现场动平衡时有很大优点,但由于其采用单片
    机作为处理器,处理速度有线,限制了新型有效但较为复杂的测试算法的运
    用,且由于外围键盘???、显示??榱勇榉?,操作不方便、显示结果不清
    楚易懂,系统升级困难等原因使其推广受到了一定的限制。随着动平衡技术
    的发展和高精度高效率动平衡测试的需求,对多测点动平衡测试系统、多传
    感器信息融合、有效的数据处理方法提出了要求,且随着笔记本电脑的广泛
    使用,采用笔记本电脑作为处理器来进行系统控制、数据计算和结果显示,
    既能用于现场动平衡,更能开发出性能更为优良的动平衡测试系统。

    因此,有必要做进一步改进。

    发明内容

    本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作方便、精度高、效率高
    的用于动平衡机的智能动平衡测试系统,其是以PC主机为处理器的基于USB
    接口的多通道智能动平衡测试系统,以克服现有技术中的不足之处。

    按此目的设计的一种用于动平衡机的智能动平衡测试系统,包括母板,
    电源??楹蚉C主机,所述电源??榈缧粤幽赴?,所述PC主机有线或无线
    连接母板;其特征在于:还包括若干振动信号处理???、至少一个转速信号
    处理???,及若干振动传感器和/或转速传感器;所述振动信号处理??楹妥?br />速信号处理??榉直鹞?榛柚?,且彼此相对独立,所述振动信号处理模
    块、转速信号处理???、振动传感器和转速传感器分别连接母板。

    所述振动信号处理??橹辽侔ㄕ穸衅?、前置处理电路、程控积分
    电路、程控增益放大电路、窄带跟踪滤波电路和/或固定增益放大电路,以实
    现振动信号的转换、滤波、放大等功能。

    所述转速信号处理??橹辽侔ㄗ俅衅?、前置处理电路、程控积分
    电路、整形放大电路和/或锁相倍频电路,以实现转速信号的整形放大、倍频
    /分频等功能。

    所述振动传感器为压电式加速度传感器和/或电磁式速度传感器和/或电
    涡流位移传感器。

    所述转速传感器为光电式转速传感器和/或电涡流转速传感器。

    所述母板上设置有EZ-UAB芯片,所述振动信号处理??楹?或转速信号
    处理??橥ü鼸Z-USB芯片连接PC主机。

    所述母板上还设置有若干用于连接振动信号处理??楹?或转速信号处
    理??榈哪?椴宀?、用于连接电源??榈牡缭唇涌?、用于连接振动传感器和/
    或转速传感器的传感器接口、及用于连接PC主机的PC接口。

    所述??椴宀酆?或电源接口和/或传感器接口和/或PC接口为USB接口。

    本发明的有益效果为:通过采用PC主机为处理器,相比传统模式功能更
    强大,计算速度更快,人机交互性更强;基于USB接口的多通道数据传输,
    克服了传统PCI总线和ISA总线插拔麻烦,扩展槽有线的缺点,具有数据传
    输高速,支持热插拔,无需外接电源,扩展接口多的优点;振动信号处理模
    块和/或转速信号处理??椴捎媚?榛柚?,结构简单、合理,性能稳定,测
    试精度高且易于维护;采用多传感器信息融合,提高了刚性转子的平衡精度
    及可对柔性转子进行动平衡。其具有结构简单合理、操作方便、精度高、效
    率高的特点。

    附图说明

    图1是本发明一实施例的测试系统结构框图。

    图2是本发明一实施例的测试系统结构图。

    具体实施方式

    下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

    参见图1和图2,本用于动平衡机的智能动平衡测试系统,包括母板,
    电源???、PC主机、八个振动信号处理???、一个转速信号处理???、振动
    传感器和转速传感器;其中,电源??榈缧粤幽赴?,PC主机通过USB总线
    有线连接母板;振动信号处理??楹妥傩藕糯砟?榉直鹞?榛柚?,
    且彼此相对独立;振动信号处理???、转速信号处理???、振动传感器和转
    速传感器分别连接母板。

    具体地讲:

    振动信号处理??椋喊ㄕ穸衅?、前置处理电路、程控积分电路、
    程控增益放大电路、窄带跟踪滤波电路和固定增益放大电路,以实现振动信
    号的转换、滤波、放大等功能。振动信号处理??榈氖靠筛莶馐孕枰?br />行设置,各通道的结构相同,参数可以分别配置,本实施例构建的测试系统
    设置了八个振动信号处理???。

    转速信号处理??椋喊ㄗ俅衅?、前置处理电路、程控积分电路、
    整形放大电路和锁相倍频电路,以实现转速信号的整形放大、倍频/分频等功
    能。

    转速信号处理??橹械母糁钡缏泛统炭鼗值缏凡问胝穸藕糯砟?br />块中的相同,目的是为了消除转速变化对振动、转速信号处理??橹湎辔?br />差的影响。

    为了适应不同的实际应用场合,本实施例的测试系统选用的振动传感器
    为压电式加速度传感器、电磁式速度传感器和电涡流位移传感器三种;转速
    传感器为光电式转速传感器和电涡流转速传感器两种。

    母板上设置有EZ-UAB芯片,振动信号处理??楹妥傩藕糯砟?榉直?br />通过EZ-USB芯片连接PC主机。其中,EZ-USB芯片是基于RAM的“软"系统
    解决方案,不需要ROM或其它的固化存储器,而只使用EZ-USB芯片内的程
    序/数据RAM,速度更快,同外部器件的连接更加简单。

    母板上还设置有九个用于连接八个振动信号处理??楹鸵桓鲎傩藕糯?br />理??榈哪?椴宀?、用于连接电源??榈牡缭唇涌?、用于连接振动传感器和
    转速传感器的传感器接口、及用于连接PC主机的PC接口。??椴宀?、电源
    接口、传感器接口和PC接口分别为USB接口。

    母板通过各插槽和各接口将各传感器的信号和电源??榈牡缪勾莞餍?br />号处理???,将转速倍频信号传递给各振动信号处理???,并将A/D采样数据
    和转速信号传递给PC主机。

    振动信号处理??椴捎没赨SB接口数据通道实现A/D采样电路与PC
    主机间的连接。PC主机作为数据处理器,其根据转速信号和A/D转换数据
    进行各程控电路参数设置,并根据转速信号和采样数据进行信号处理和解算,
    求得转子转速和不平衡质量的大小与方位。

    本发明能够同时对不同类型的振动传感器和转速传感器发出的信号进行
    测量;既能测量单点振动信号,也可同时进行多点测量;能够根据传感器类
    型和转速大小自动选择不同的积分器,能够根据转速大小自动选择不同的可
    编程模拟窄带跟踪滤波器的品质因子。

    其具体操作如下:

    振动传感器和转速传感器测得转子的相关电流信号后输入前置信号处理
    电路,根据传感器的类型不同,采用相应的处理电路将信号中的直流量隔离,
    并输出电压信号,例如对于振动信号处理???,当连接磁电式速度传感器时
    采用同相电压放大电路,主要起阻抗匹配作用;当连接压电式加速度传感器
    时,采用无源I/V变化电路,将电荷量转换成与之成比例的电压信号;当连
    接电涡流位移传感器或电涡流转速传感器时,由于电涡流传感器一般配备有
    专门的处理???,已经将振动位移量转换成了适当的电压信号,所以可以直
    接和后面的电路相连。各种前置放大电路的切换由电子开关实现。微处理器
    根据测试系统使用的传感器类型,控制电子开关将相应的前置处理电路接入
    信号处理通道。

    进一步地,上述电压信号进入程控积分电路,本发明测试系统中设计了四
    阶RC积分电路。对于简谐信号,经过一阶积分,其输出信号与信号频率(转
    速)ω成反比,相位滞后90°;经过二阶积分,其输出信号与信号频率(转
    速)ω^2成反比,相位滞后180°,以次类推?;值缏坊蛊鸬降屯瞬ǖ?br />作用,以抑制高频噪声干扰。为了适应较宽的转速范围,本发明测试系统的
    积分(低通滤波)电路设计了四种转速档位。为了保证各档的测量精度以及
    防止转速在档位之间波动时档位的频繁切换,相邻档位之间的转速有一些重
    叠。实际应用中,积分器的阶次和档位由微处理器根据支承类型、传感器类
    型和转子旋转速度来确定。

    进一步地,所得到振动信号经由程控增益放大电路调节其幅值大小,使之
    尽可能大,以减少在A/D转换器中的转换误差。微处理器根据解算出的振动
    信号幅值的大小来自动调节程控增益放大电路的增益。当振动信号幅值大于
    满量程的95%时,微处理器通过电子开关将增益调??;当振动信号幅值小于
    满量程的20%时,微处理器将增益调大,使之适应于后续的处理电路。

    进一步地,采用窄带跟踪滤波电路提取不平衡量引起的振动信号,本发明
    测试系统采用可编程开关电容来模拟窄带跟踪滤波电路,其由锁相倍频电路、
    低通滤波器、可编程开关电容滤波器组成。

    进一步地,通过固定增益放大电路将窄带跟踪滤波器的输出信号进行电平
    调节和固定增益放大,以满足A/D转换器的输入要求。

    进一步地,为准确获得不平衡量的相位信息,通过转速脉冲信号启动A/D
    转换,即用转子标记位置经过转速传感器时的脉冲沿来启动采样,以保证每
    组采样数据是从转子的同一角度位置开始的。为了保证A/D转换的精度,在
    振动信号进入A/D芯片转换前对输入模拟信号进行采样保持,以减小因输入
    信号变化较快而引起较大的转换误差。

    进一步地,转换后得到的振动信息,经由USB接口数据通道传输到PC主
    机,PC主机根据转速信号和采样数据进行信号处理和解算,求得转子转速和
    不平衡质量的大小与方位,实现本发明测试系统的功能。

    上述为本发明的优选方案,显示和描述了本发明的基本原理、主要特征
    和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限
    制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明
    精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落
    入要求?;さ谋痉⒚鞣段?。本发明要求?;し段в伤降娜ɡ笫榧捌?br />等同物界定。

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    一种 用于 动平衡 智能 测试 系统
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