基于DSP的便攜式現(xiàn)場動平衡測試儀的開發(fā)與研究.pdf

1、研究表明，轉(zhuǎn)子不平衡引起的故障約占機械全部故障的60％以上。因此，對于各類旋轉(zhuǎn)機械，在制造和使用時都要對轉(zhuǎn)子或整機進行嚴格的動平衡。動平衡的一般做法主要有兩種：平衡機法和現(xiàn)場動平衡法。現(xiàn)場動平衡技術(shù)以其方便、高效和低廉的特點取得了越來越廣泛的應(yīng)用。 國內(nèi)外目前所用的大部分動平衡儀器都是基于單片機技術(shù)的，因其主控芯片性能和存儲容量等的限制，系統(tǒng)功能的可擴展性有限，對于信號處理的大量數(shù)字運算能力不強，動平衡的精度和速度不理想，可進行

2、動平衡的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速范圍窄。為適應(yīng)現(xiàn)代動平衡的需要，提高測試精度，使人機界面更加友好，本文將現(xiàn)場動平衡技術(shù)和數(shù)字信號處理等技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)了一套基于DSP的轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡測試系統(tǒng)。 本文介紹了旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況，轉(zhuǎn)子動平衡測試技術(shù)的發(fā)展， DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)在動平衡測試中的應(yīng)用和現(xiàn)狀，以及本課題的研究目的、內(nèi)容與意義。敘述了測量動不平衡量的常見方法：三點法和影響系數(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、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、并給出了詳細的實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)分析。為了精確提取反映動平衡的特征頻率成分，關(guān)鍵是要對轉(zhuǎn)速基準信號的準確測量和對轉(zhuǎn)子兩支承處振動模擬信號的精確采集。本文的關(guān)鍵技術(shù)主要有： （1）對光電傳感器的輸出信號進行整形、電平轉(zhuǎn)換等，然后接入DSP的捕獲引腳，利用DSP的捕獲功能準確測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； （2）采用鎖相環(huán)路對基準信號64倍頻，作為DSP內(nèi)置A/D的采樣觸發(fā)脈沖

4、，實現(xiàn)對不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的振動信號進行64點整周期采樣； （3）采用鎖相環(huán)路對基準信號100倍頻，以提供四階開關(guān)電容濾波器MF10ccn的時鐘脈沖，實現(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)計與實現(xiàn)：包括轉(zhuǎn)速測量模塊； 單(雙)面時域波形顯示模塊； 單(雙)面頻域波形顯示模塊； 單面動平衡測量模塊； 雙面動平衡測量模塊； DSP與PC機的數(shù)據(jù)通訊模塊等； （5）動平衡實驗及分