<code id="okrmi"><em id="okrmi"></em></code>
    <big id="okrmi"><nobr id="okrmi"><track id="okrmi"></track></nobr></big>
    <th id="okrmi"><video id="okrmi"></video></th>

      1. <strike id="okrmi"><sup id="okrmi"></sup></strike>
        <tr id="okrmi"></tr>
        <pre id="okrmi"></pre>
        <strike id="okrmi"><video id="okrmi"></video></strike>

        <nav id="okrmi"><sup id="okrmi"><acronym id="okrmi"></acronym></sup></nav>

        您好!歡迎訪問官方網站,我們竭誠為您服務!

        專注動平衡檢測設備研發制造

        打造動平衡機行業優質品牌

        服務咨詢熱線:

        18917986555
        當前位置:主頁 > 新聞動態 > 企業新聞 >

        現場動平衡儀的放大系統改進設計

        • 發表時間:2020-08-09 10:45
        • 來源:未知
        • 人氣:

        為提高現場動平衡儀模數轉換的精度,設計了一種新型的系統。該系統根據設計的最大不平衡度和不平衡轉子的轉速范圍,確定放大的倍數和級數,并且通過軟件控制信號的放大倍數,使得放大后的信號接近模數轉換器的采樣電壓。試驗結果表明,改進后的智能型現場動平衡儀具有比較好的實時性、精確性和可靠性。

        隨著旋轉機械在工業生產中的大量應用,由轉子不平衡等因素產生的機器故障和事故也日益增多,對旋轉機械進行動態平衡已成為現代工業旋轉機械制造過程中的一道不可缺少的工序。隨著電子測量技術的飛速發展和計算機使用的日益普及,剛性轉子動平衡技術應用一微機控制的平衡機和計算機輔助動平衡等已經得到較快的發展。

        現場動平衡儀因其特殊的工作環境,需要有很好的便攜性和抗干擾性。因此對現場動平衡儀的硬件設計和軟件編制提出了更高的要求。近年來,國內的一些公司也研制出了一些基于單片機或DSP的現場動平衡儀(例如北京京航公司的HG-3538現場動平衡儀),但很多產品價格偏高,而且穩定性不夠。

        申曼動平衡機廠研究的現場動平衡儀通過對信號放大系統的改進設計,提高提取信號的精度和簡化后面軟件的編制,降低生產成本,并開發一種智能型的現場動平衡儀。

        申曼現場動平衡儀

        系統整體方案:

        本系統的原理圖如圖I所示,左、右兩邊壓電傳感器輸出的信號通過信號調理、帶通濾波,再經過程控放大以后,進入模數轉換模塊;并通過信號提取算法重構正弦信號;再結合動平衡理論算法確定不平衡量的大小及相位并且在人機界面上顯示出來。光電傳感器的信號有兩個作用:①提供相位信息;②解算轉子的速率并且通過倍頻作為帶通濾波器的時鐘信號。

        現場動平衡儀系統方案

        由于從傳感器出來的電壓信號,要經過模數轉換后才能被微處理器讀取,因此輸人電壓越接近模數轉換器的參考電壓,轉換結果就越準確。而振動信號一般都很小,為使轉換結果精確,必須把信號放大。因此筆者設計了一個放大系統。

        硬件設計:

        由不平衡質量引起的轉子振動是正弦振動,所以輸人的信號也是一個正弦函數,有正有負。而模數轉換器只能轉換正電壓,這樣就在AD620的5腳接了一個2.5 V的參考電壓,如圖2所示。LT1O19 -2.5是一種高精度參考電壓發生器,AD620的5腳接的是參考電壓,1 腳和8腳外接一個電阻來設定放大倍數。CD4052是一個雙4選1的多路模擬選擇開關,通過對A/B的控制,從而導通其中的一路電阻來改變放大倍數〔5-6]

        ATmega64會根據光電傳感器從PBO口輸人的方波信號解算出轉子的轉速;再根據之前所確定的頻率范圍和最大不平衡度,自動控制模擬開關的A/B口選擇合適的電阻,也就是選擇合適的放大倍數使得電壓值接近模數轉換器的采樣電壓;如果模數轉換的結果偏小,則證明不平衡量比設計的最大不平衡度要小得多,微處理器就會控制A/B腳,使放大倍數提高一個檔次。以此類推,直到找到合適的放大倍數為止。這樣AD620的輸出信號就放大到了合適的大小,經過濾波以后就可以進行A/D采樣,從而保證了轉換精度。

        現場動平衡儀系統方案


        放大原理:

        由于壓電式加速度傳感器是測量振動的加速度值,而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號的頻率平方成正比,所以不同頻段的加速度信號大小相差甚大。以下說明加速度、位移和頻率之間的基本正弦振動關系:

        A = 0.0197fD

        式中A一加速度,rn/s2;了一頻率,Hz;D一位移,mm。

        根據推導和試驗,證明了振動位移與轉子不平衡有關,而與轉子的角速度無關,但振動速度不但與不平衡有關,還與角速度成正比。設計一個現場動平衡儀,確定這個儀器可以測量的最大不平衡度(g?mm/kg)0 根據這個不平衡度的值,用以下公式可以解算出最大位移量:


        0.019 7fD =mr&j2/M(total)

        而了=吏l,/2下,可得出D = 2 004 mr/M( total) 0

        從式(1)中可看到,在位移刀為定值或者變化不大的情況下,頻率f對加速度A的影響最大。做雙面平衡的時候,在轉子形狀比較對稱的情況下,振動量大約一邊一半。

        從以上推導中可以看出,如果確定了設計的最大不平衡度,所選的傳感器的靈敏度為X(mV/m/s2rn/s ), 則壓電式加速度傳感器輸出的電壓信號U = 17.3 廠Xmr/M (total)。在實際電路中,由于在濾波過程中會發生信號的衰減,程控放大之前獲得的電壓信號一般要比這個信號值小。根據設計電路的多次試驗計算出準確的衰減度,并根據設計轉子的頻率范圍,確定放大倍數的級數,頻率范圍越廣,要求的級數也越多。放大系統程序流程如圖3所示。

        現場動平衡儀示意圖

        本系統設計的轉子轉速頻率為10 - 160 Hz;最大不平衡度為500 g?mm/kg;壓電式加速度傳感器的靈敏度為10 mV/rn/s2;模數轉換器的參考電壓為4.5 V。由于加速度與頻率的平方成正比,把轉子轉速頻率分為四級,分別為:l0 -20 Hz、20 -40 Hz、4O -80 Hz、80 -160 Hz0濾波后的信號有正有負,加了2.5 V的參考電壓后,使整個正弦信號都位于零點以上。而A/D采樣的參考電壓為4.5 V,因此信號放大以后的幅值不能超過2V。根據本放大系統的硬件電路,信號的衰減度為25%。這樣四級轉速頻率分別對應的放大倍數為64 , 16 , 4、1。如果所測轉子的正弦信號根據以上的放大倍數經過模數轉換后低于500 mV,微處理器控制模擬開關,把放大倍數提升一擋,使放大后的電壓更加接近于A/D采樣的參考電壓。

        實驗結果:為了驗證設計的硬件電路和軟件的可靠性,本研究利用激振器輸出一定頻率和幅值的正弦信號,并用示波器觀察經過放大系統以后的信號變化。

        如圖4所示,激振器信號頻率約為16 Hz,幅值約為0.018 V;放大后信號的中心值約為2.5 V,幅值電壓約為1.15 V。與程序設計的放大64倍的理論值也相當接近。如圖5所示的信號頻率大約28 Hz,電壓幅值大約為0.028 V的激振器經過放大以后的輸出電壓。從圖上可以看出中心電壓約為2. 5 V,幅值約為1.8 V,頻率約為28 Hz。根據設計的軟件,28 Hz的信號應該放大16倍,輸出的電壓幅值應該約為0.45 V0 由于0.45 V小于0.5 V,軟件把放大倍數調整為64 倍,理論結果應為1.8 V與實驗結果相當吻合。如圖6所示的激振器信號約為65 Hz,幅值約為0.24 V。放大后信號的中心值約為2.5 V,幅值電壓約為lv,與理論值相近。107 Hz信號的幅值約為0.7 V,已經大于0.5 V不需放大,只加了2.5 V的偏置電壓,圖的形狀基本不變(如圖7所示)。

        現場動平衡儀操作示意圖現場動平衡儀系統操作示意圖現場動平衡儀系統示意圖申曼現場動平衡儀操作示意圖

        經過放大以后的電壓信號大都在1 -4 V之間,使 得模數轉換的精度大大提高,為提高整個現場動平衡 儀的精度奠定了基礎。實驗結果證明,該放大換檔系統能夠把一個信號放大到合適的大小,使得模數轉換的結果達到非常高的精度。該系統最方便的地方就是它只要根據光電傳感器測出的轉速頻率就可以通過AVR芯片控制CD4052導通其中一路電阻來確定放大倍數,從而極大地簡化了編程和后續處理。

        加參考電壓的辦法不僅可以解決電壓正負的問題,而且可以保證所有的信號電壓都大于0.5 V,從而提高了模數轉換精度;但是另一方面它減小了現場動平衡儀的測量范圍,這一問題有待于在進一步的研究中加以解決。

        本文由申曼平衡機廠www.buyflomaxonline.com編輯原創,未經允許,不可轉載!

        推薦產品
        我和妽妽的两天一夜_人与禽交VIDEOSGRATISDO灌满_女高中生自慰免费观看WWW_国产麻豆放荡AV剧情演绎
            <code id="okrmi"><em id="okrmi"></em></code>
          <big id="okrmi"><nobr id="okrmi"><track id="okrmi"></track></nobr></big>
          <th id="okrmi"><video id="okrmi"></video></th>

            1. <strike id="okrmi"><sup id="okrmi"></sup></strike>
              <tr id="okrmi"></tr>
              <pre id="okrmi"></pre>
              <strike id="okrmi"><video id="okrmi"></video></strike>

              <nav id="okrmi"><sup id="okrmi"><acronym id="okrmi"></acronym></sup></nav>