三通道无线振动数据采集系统
振动监控系统
振动监控系统振动监控系统是一种用于实时监测和分析机械设备振动状况的技术方案。
它利用传感器采集机械设备的振动信号，并通过分析这些信号来实现对机械设备的状态进行监测和预测。
振动监控系统广泛应用于各种工业领域，可有效提高设备的稳定性、可靠性和安全性。
一、振动监控系统的原理和组成振动监控系统主要由传感器、信号放大器、数据采集器、分析软件等组成。
传感器负责采集机械设备振动信号，信号放大器用于放大传感器采集到的微弱信号，数据采集器将信号转换为数字信号并传输给分析软件进行处理。
二、振动监控系统的作用和优势1. 实时监测：振动监控系统能够实时监测机械设备的振动状况，及时发现异常振动，提前预警设备故障，避免机械设备的意外停机，减少生产线的损失。
2. 故障诊断：通过振动信号的分析，振动监控系统可以判断设备是否存在故障，并对故障类型进行诊断。
这有助于准确定位和修复故障，提高维修效率。
3. 预防维护：振动监控系统可以实现对机械设备的预防性维护。
通过持续监测设备振动状况，系统可以根据振动特征和变化趋势提前预警设备故障，制定合理的维护计划，避免设备故障带来的生产中断和维修成本。
4. 数据分析：振动监控系统可以对采集到的振动数据进行分析和处理，提取有用信息，为设备运行状态的评估和改进提供依据。
这有助于优化生产过程，提高设备的使用寿命和稳定性。
三、振动监控系统的应用领域振动监控系统广泛应用于各种工业设备的监测和维护中，如发电机组、风力发电机组、泵站、机床、轴承等。
以下是几个典型的应用场景：1. 发电机组监测：发电机组是电力系统的重要组成部分，振动监控系统可以监测其转子和轴承的振动状况，检测轴承的磨损程度，发现故障隐患，确保发电机组的安全运行。
2. 风力发电机组监测：风力发电机组常受到强风和恶劣环境的影响，振动监控系统可以监测发电机组的桨叶振动、转子振动等，提供及时的故障预警和维护建议。
3. 泵站监测：振动监控系统可以监测泵站的水泵、电机等关键设备的振动状况，预测设备的寿命，并提供有效的维护方案，保证泵站的正常运行。
振动噪声数据采集分析系统技术参数
振动噪声数据采集分析系统技术参数1 货物名称：振动噪声测试分析系统2 数量：1套3 发货期：合同签订后6个月5 采集硬件技术要求：5.1 总体要求：●便携式设计，满足移动式试验要求●供电：DC12～36V，或AC220V●与计算机接口：千兆以太网接口●★抗振抗冲击性能：抗振优于7 grms；抗冲击达60 gpk（11ms）●工作温度：-20—+55℃●★内置可充电电池，续航时间：≥ 1小时（满负荷工作）●抗电磁干扰满足CE标准●可实现测试系统通道数的扩展。
5.2 ICP/电压输入通道，共计32通道●每通道均兼容2种信号输入方式：ICP、电压。
并支持TEDS智能传感器识别。
●★每通道最大采样率：≥200kHz（并行采样）●AD精度：24位●电压输入范围：±10V●幅值精度：优于0.2% @ 1kHz●相位匹配：优于0.2°@10kHz●任意通道间抗串扰：≤-120dB●★动态范围：≥150dB●★最大分析带宽：92kHz●通道面板LED状态显示：每个通道的过载、通/断路检查5.3 万能信号输入通道，共计8通道●★每通道均兼容3种信号输入方式：ICP、电压、桥路。
并支持TEDS智能传感器识别。
●支持全桥、半桥、1/4桥路输入；支持120Ω和350Ω桥路应变片●数采具备给桥路供电功能●★每通道最大采样率：≥200kHz（并行采样）●AD精度：24位●电压输入范围：±10V●幅值精度：优于0.2% @ 1kHz●相位匹配：优于0.2°@10kHz●任意通道间抗串扰：≤-120dB●★动态范围：≥150dB●通道面板LED状态显示：每个通道的过载、通/断路检查5.4 转速脉冲信号输入通道，共计2通道●最大脉冲输入频率：≥40kHz●★脉冲计数器时钟频率：≥500MHz●★脉冲时间分辨率：≤2 ns●脉冲电压输入范围：±20V5.5 模拟电压信号输出通道，共计2通道●2通道独立模拟电压信号输出；●D/A精度：24位●输出带宽：20kHz●输出波形：各种随机、正弦信号（由软件程控）6 测试分析软件技术要求6.1 基本软件功能●基于MS WinXP/Win7软件平台，用于运行所有软件的应用模块，和提供了类似于Windows 的显示、图标和粘贴功能。
机械振动无线传感器网络节点高精度数据采集方法
机械振动无线传感器网络节点高精度数据采集方法曾贵伟;汤宝平;邓蕾;肖鑫【摘要】为满足通用机械振动监测中高采样率、采集精度的需求，提出一种基于IEPE 加速度传感器的无线传感器网络节点高精度数据采集方法。
采用双核心处理器构架，降低网络维护与采集控制的耦合性，独立高精度时钟控制采集时序，提高数据采集频率精度。
设计低噪声 DC-DC 电源转换方案，在充分考虑转换效率的前提下抑制电源噪声为30μVRMS；设计能自抑制电源噪声的恒流源激励，减小IEPE 加速度传感器的信号噪声；设计通带平稳的三阶低通滤波器，有效避免频率混叠，提高数据采集幅值精度。
实验结果表明：节点采集信号噪声仅40．7μVRMS ，滤波通带范围内平均幅值误差仅0．37％；与有线采集系统NI9234数据采集对比分析，频率误差低于最小频率分辨率，幅值误差最大仅2．99％，验证了该无线传感器网络节点高精度数据采集方法的有效性。
%In order to meet the requirements of high sampling rate and precision in general mechanical vibration monitoring,a high precision data acquisition method of wireless sensor networks(WSNs)node was proposed based on IEPE accelerometers.A dual-core-processor architecture was adopted to reduce the coupling of network maintenance and acquisition control.An independent high precision clock was used to control the acquisition timing,which improved data collection frequency accuracy.A scheme of low noise DC-DC power conversion was designed,which took into full consideration of the conversion efficiency and thus controlled the power supply noise rejection within 30μVRMS .The high precise constant current source with power supply noise self-rejection was designed,which reducedthe signal noise of IEPE accelerometers.Furthermore,the steady passband ripple three-order low pass filter was designed for avoiding the frequency aliasing effectively and improving the data acquisition amplitude accuracy.Experimental results indicate that the signal noise is only40.7μVRMS and the average amplitude error within passband is only0.37%.In comparison with the data collection of wired system NI9234,the frequency error of WSNs is within the minimum frequency resolution,and the maximum amplitude error is only 2.99%.Results verify the validity of the high precision data acquisition method of mechanical vibration wireless sensor networks node.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2016(035)016【总页数】6页(P59-63,71)【关键词】无线传感器网络;采集精度;低通滤波;IEPE 加速度传感器【作者】曾贵伟;汤宝平;邓蕾;肖鑫【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400030;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400030;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400030【正文语种】中文【中图分类】TP274.2;TP393.1目前无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)用于机械振动监测[1-3]存在采样率不高、幅值精度和频率精度低等问题，而无法满足机械振动信号高精度采集需求。
针对声音和振动应用的无线数据采集设备和PXI Express模块
足从 发射 机到接收 机的全面测试 高速 串 ｉ ｐｔ ｅ的 性 能 扩 大 了 ５ ％ ，达 到 ＡＣ ＤＣ耦合 与整合 的适 用于加 速器和 Ｃａ ｕｒ ０ ／ ＧＨｚ Ｃ ｐ ｕ ｅ 许使用外 部示波 器 ， 麦 克凤 的 电子 压 电（ＥＰＥ） 号调 理 工 。ｉ ａ ｔ ｒ 允 Ｉ 信 行 数 据设 计 ，如 ｓＡＴＡ ６Ｇｂ／Ｓ ３ 、
制 的ＭＩ ＭＯ关联 设置功 能（ 例如： 信道模
ｗ Ｌ 一９ ３ ｓ ２ ４内置四个 同步 采集通 型 、 天线码 型和相关矩 阵 ） 。仪器可 支持
加速器和麦 克风而设 计 。
ＮＩ
真和传输 失败 的原 因 ，或调 节其在 串行 链路 中的影 响 。 ＤＬ Ｓ Ａ还提供 信道仿 真 。 针对声音和振动 应用的无线数据 通过 仿真 ，工程师 能够查看 由于信道传 采集设备和 Ｐ Ｉ ｘ ｒ ｓ 模块 Ｘ ｐ ｅ ｓ Ｅ 输 损耗导 致的波形 损伤 。
紧密集成 Ｄ ＯＪ Ｔ，数字设 计人 员在链 以达到 ８ 、３ Ｍｂ或 １ ８ Ｐ Ｅ Ｍｂ ２ ２ Ｍｂ。
松实现 与多达 １ 个ＮＩＰ ｅ ４ ９ 模块 ７ ＸＩ一 ４ ｘ
的全速 同步数据采 集 。ＮＩ Ｐ ｅ ４ ９ ＸＩ－ ４ ６
路 中引入 不 同参数 （ 从信 道效 应 到均衡
逻辑 分析 仪和 ＴＬ ０ Ａ７ ｌ ６台式逻辑 分析 Ｅ ｐ ｅｓ ｘ ｒｓ 机箱 内通过 ２ ２个通道 同时采 的通用信号 生成和信道 仿真 功能 。它支 ７
仪 系 列推 出 的 ｌ ６通 道逻 辑分 析 仪模 集 数据的工 作变成可 能 ，这 样 ，工程 师 持 ２×２ 和 ４Ｘ ２ ＭＩ ３ 、２ Ｘ ４ ＭＯ，具有 ｐ ｅｓ Ｄ Ａ模块—— Ｐ ｅ 的测试 。Ｐ ＭＯ接收机 测试仪 为 ＸＩ一 ＸＢ ＭＩ
无线遥测振动测试分析系统TST5927
索力测试分析。
内置完善的信号适调、电压放大、抗混滤波、数据采集和智能锂电池等组成的硬件系统，加上功能丰富的软件可完成数据同步采集、同步处理、实时显示、实时存盘。
内置高灵敏压阻式加速度传感器；多档满度值程控切换，最高采样频率200Hz，16位A/D转换器。
坚固绑带安装，远距离数据传送，在视距情况下，可靠传输距离约200m（大于200m可选配无线中断）。
智能管理可充电锂电池组供电；以PC机为基础，完整的硬件和软件环境,试验结果一次生成。
索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件提供自动或手动寻找索的振动基频功能，实现了实时采集、实时计算、时时显示索力数值。
专业的控制分析软件可完成测试数据的管理、分析处理及实验报告生成等。
种数据格式转换输出，方便其他软件对采集到的数据进行调用分析，多种数据格式的转换输入，方便调用分析其它格式的数据。
软件控制部分: 提供了数据管理，实时采集及统计数据显示和后处理功能。
不同的试验可预先设置不同的采样参数、通道控制参数。
数据预处理包含低频重采样、经典滤波、去直流、去趋势、曲线拟合、平滑、数据的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器、虚拟通道计算等功能。
灵活的在线光标，能快速定位到需要的数据，对多个通道进行观测和比较；实时采样的光标跟踪，能及时准确的观察最新的数据变化。
软件分析部分：提供了时差域、幅值域、频率域的各种分析功能。
通过时差域的相关分析可了解预测信号的趋势，识别振动的传播途径，判断损伤的位置等工作。
通过幅值域的概率密度函数和累积密度函数可查看信号的分布特性，判断被测系统的线性程度，发现信号的缺陷。
通过频率域的分析，可观察各种信号的不同谱图，分析信号的频率组成；通过频响函数和相干函数来判断结构动态参数识别的精度，进行动刚度分析等处理；通过倒谱分析实现去回波等问题的分析判断。
索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件通过计算相邻频率之差来得到索的基频，实现了实时采集、实时计算、实时显示索力数值。
基于nRF24L01的无线振动检测系统
２ 系统硬件设计
２ ． １ 节点 设计 ２ ． １ ． １ 加 速度 传感 器
１ 总体设计方案
系 统 由传 感 器 节 点 和 控 制 终 端 组 成 ， 如图 １
所示 。
ＭＭ Ａ ７ ４ ５ ５ Ｌ是一 种 ＭＥ Ｍ Ｓ 并使加速度与输出电压成正比。
闹
图 ２ 加速度传感 器原 理图
２ ０ １ ２年 １ ２月 ｌ １日收到 ， ２ ０ １ ３年 １月 ２ １日修改 第一作者 简介 ： 霍雨翔 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 山西运城人 ， 硕士研究 生 ， 研究 方向： 嵌入式 系统 开发 ， 视频处理技术 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｕ ｍ ｕ ｙ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
所示 。
表 １ 加 速 度 与 输 出 对 应 关 系
模块 采 用 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ 无 线 收 发芯 片 。该 芯 片工
作在 免许 可证 的 Ｉ Ｓ Ｍ频段 ， 采用 Ｇ Ｆ Ｓ Ｋ调制 ， 具有 自 动生 成报 头 和 出错 自动 重 发 功 能 ｊ 。最 高 ２ Ｍｂ ／ ｓ
摘
要
电力线振动过 快或共振会危 害输 电安全 ， 而振 动参数往往不易采集。为此设计 了一个 基于 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １的无线振 动检
测系统。提 出了从加速度信号 间接获得振 动频率的方法。解决 了嵌入 式 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统下驱动 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １的问题 。系统可准确 监
的传 输 速率增 强 了抗 干 扰 性 ， 同 时减 少 了 数 据传 输
时间， 降低了系统的功耗。若发射功率为 ０ ｄ Ｂ ｍ， 在
第 ｌ ３卷
一种无线智能振动传感器的设计与实现
87电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering飞行器在飞行过程中会遇到复杂的动力学环境，能够准确的测量飞行器动力学环境对其安全飞行有重要意义[1-3]。
传统的有线传感器+数据采集设备的方式，受制于采集设备体积较大、不易供电，传感器布线困难等因素，很难满足飞行过程中测量需求[4-6]。
本文设计一种基于MEMS 技术的无线智能振动传感器，体积小，内置锂电池实现自供电。
数据采集状态下，无线数据传输的同时，传感器内部大容量Flash 进行存储备份，保证了测量数据的可靠性，为飞行状态下的测试测量提供一种有效解决方案。
1 系统整体方案无线智能振动传感器系统组成如图1所示。
系统主要由无线智能振动传感器节点、无线基站和上位机软件组成。
无线智能振动传感器采集到振动信号后，通过2.4G 无线方式将数据传输至无线基站，无线基站收到数据后通过以太网接口将数据传输至上位机软件。
空中应用时，无线基站也可通过RS422方式接入遥测系统。
2 无线智能振动传感器节点无线智能振动传感器主要包含数据采集模块、核心处理器模块，无线传输模块，存储模块和电源模块，其组成结构框图如图2所示。
2.1 硬件电路设计2.1.1 数据采集模块数据采集模块主要实现模拟振动信号的采集和调理。
MEMS 传感器选用意法半导体公司（ST ）生产的LIS344ALH 芯片，其具有高精度、高性能、低功耗、耐冲击的特点。
传感器量程可通过处理器IO 管脚程控，在±2g 和±6g 之间灵活切换测量范围。
传感器输出三路相互独立的模拟电压信号。
传感器信号经过二阶巴特沃兹低通抗混滤后输入AD 采集电路。
为保证数据的同步性，采用3路相互独立的AD 并行数据采集，并采用菊花链方式级联，对外仅有一个SPI 接口。
2.1.2 核心处理器无线智能传感器的核心处理器采用意法半导体公司的基于ARM Cortex TM -M4内核32位的超低功耗微控制器处理器STM32L476RGT7，该芯片工作频率可达80MHz ，具有丰富的外设接口，STM32L476微控制器运用全新的低功耗技术，优化电源管理模式，最低功耗仅30nA 。
基于NB-IoT技术的无线振动监测系统的设计与实现
物联网技术 2023年 / 第10期520 引 言与短距离通信技术相比，长期演进技术（LTE ）具有覆盖范围广、移动性强与大量连接的特点，可以带来更加丰富的应用场景，有成为物联网主要连接技术的趋势。
而作为LTE 的演进技术，NB-IoT 物联网技术[1]意味着基于蜂窝物联网的更多连接，支持M2M 连接和更低的延迟，整体系统功耗低，并将促进物联网和其他应用的快速普及。
目前，已有多种物联网云平台支持NB-IoT 模块工作。
物联网云平 台[2]不仅功能强大，还可以减少开发人员的工作量，缩短产品的设计周期。
因此，设计与实现基于NB-IoT 协议的广域物联网系统[3]具有重要的现实意义。
尤其是工业现场受限于4G 网络连接的制约，将窄带物联网（NB-IoT ）技术应用在旋转机械设备振动监测[4-5]中更有实际运用价值。
1 系统总体设计系统获取到被测实物的原始振动数据后，主动连接已经配置好的网关，直接将获取到的数据通过4G 网络上传至云服务器。
系统在上传数据前，可对当前的设备数据进行分析计算，云平台依据系统里面设置的设备状态参数对比，可迅速对当前设备的健康状态进行状态输出反应，并将状态数据反馈到数据中心平台。
系统的数据边缘计算处理能力加强了设备健康监测的可靠性与实时性。
系统整体结构如图1所示，组成框图如图2所示。
系统由监测终端和软件系统两部分组成。
其中，监测终端硬件包括微控制器、采集模块（A/D 及预处理电路）、电源模块、时钟模块、通信模块和加速度传感器等。
图1 总体设计框图图2 系统组成框图终端系统微处理器作为终端的大脑，负责终端系统的逻辑控制与运算；微处理器同时与电源模块、时钟模块、采集模块及通信模块相连接，将各模块有机组合成一个整体。
在采用电池作为电源时，需通过时钟设置提升终端的待机时长，终端仅通过NB-IoT 模块进行无线网络数据通信，通信模块通过MCU 自带的通信接口与主控通信。
软件系统则基于物联网云平台，先由传感器部分采集对应的振动信息，而后经由通信模块，将采集到的振动信息传输到指定的云平台服务器，由云平台存储、管理及信号处理。
风电场无线振动监测系统的研究与应用
风电场无线振动监测系统的研究与应用摘要：随着风电场规模的不断扩大和风机技术的不断进步，对于风机的安全性和可靠性需求也日益提高。
振动是风机故障的常见指标之一，因此开发一种可靠的无线振动监测系统对于实现风机状态监测和故障诊断具有重要意义。
本文针对风电场的无线振动监测系统进行了研究，并对其应用进行了探讨。
首先，我们介绍了风电场无线振动监测系统的基本原理和组成部分。
其次，我们探讨了无线振动监测系统在风电场中的应用。
该系统可以帮助实现对风机振动状况的实时监测和评估，及时发现故障和异常情况，并提供数据支持进行故障诊断和预防维护。
此外，该系统还可以用于优化风机的运行参数和降低振动水平，提高风机的性能和寿命。
最后，我们总结了风电场无线振动监测系统的优势和应用前景。
关键词：风电场；无线振动监测系统；振动传感器；数据分析；故障诊断。
一、引言随着全球对清洁能源需求的增加，风能作为一种可再生能源得到越来越广泛的应用和发展。
而作为风能发电的重要组成部分，风电场的风机在运行过程中可能会受到各种因素的影响，导致振动异常和故障的产生。
因此，开发一种可靠的无线振动监测系统对于实现风机状态监测、提高运行安全性和降低维护成本具有重要意义。
本文旨在研究无线振动监测系统在风电场中的应用，并探讨其研究进展和潜在的应用前景。
通过本文的研究和讨论，我们希望能够进一步推动无线振动监测系统在风电场中的应用，提高风机的可靠性和运行效率，为清洁能源领域的发展做出贡献。
二、振动监测的重要性与应用场景1. 振动对风机运行和结构安全的影响：性能损失：振动会导致风机旋转部件不平衡，使得风机的工作效率下降，发电性能受到影响，降低能源利用率。
组件磨损：振动会引起风机各组件之间的摩擦和冲击，加速零部件的磨损和疲劳，缩短风机的寿命。
结构破坏：长期的振动作用会导致风机结构松动、断裂和变形，严重时可能导致机械故障甚至事故，造成巨大经济损失和安全风险。
因此，准确监测和分析风机的振动情况对于保障风机的正常运行和延长使用寿命具有重要意义。
无线振动监测系统简介
淮安嘉可自动化仪表有限公司无线振动监测系统简介一、概述无线振动监测系统使用简单方便，稳定可靠，极大地节约了旋转设备振动监测中由于反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力，广泛应用于工业现场振动加速度、速度数据采集和工业旋转设备振动在线监测。
无线振动监测系统由振动传感器、无线振动变送器、无线接收模块、数据转换器、数据服务器等等组成，无线振动变送器采集器振动传感器（加速度传感器或振动速度传感器）信号，采集后的数据经过无线变送器处理通过WIFI网络传输到下一级数据采集/处理装置，下一级数据采集或处理方式，有两种模式可选，根据不同工业现场或不同使用要求，可选任一种或者两种同时采用：其一、无线接收模块接收无线变送器的信号，然后经过数据转换器，转换成数据采集装置（DCS/PLC等）可以接收的标准电流4-20mA信号，供后续系统使用。
其二、无线接收模块接收无线变送器的信号，直接保存在服务器中，服务器连接网络，现场工程师可通过手机、电脑等便携或更直接的人机界面访问旋转设备的振动数据。
具体现场连接示意图（实际现场连接情况，视具体工业现场需求可做改动），如下：淮安嘉可自动化仪表有限公司二、功能与特点1、无线振动变送器（1）无线振动变送器采集通用振动传感器信号，并将振动数据转换传给无线接收模块。
（2）供电电压：8-24V或电池供电（3）可接入加速度传感器，速度传感器，或者一体化传感器，在订货前确认；（4）每个无线振动变送器最多可以接两个振动传感器；（5）数据上传间隔可设置；（6）量程可配置；（7）工作温度：-40℃ (85)（8）传输方式：WIFI协议，也可根据实际情况选配；2、数据转换器淮安嘉可自动化仪表有限公司数据转换器通过无线模块接收现场传输的数据，把接收的数据转换成电流信号，接入到DCS系统。
⚫将数据转换成4-20mA信号；⚫每个转换器可输出4通道4-20mA信号（即可采集四个振动测点的信号），如现场采集点数多于四个点多个数据转换器通过RS485级联；⚫供电电压：+24V(+/-10%)。
基于GSM短消息的振动数据采集系统设计
基 于 ＧＳ 短 消 息 的 振 动 数 据 采 集 系 统 设 计 Ｍ
滕 菲 ， 郭 庆
（ 哈尔滨 工业 大学 通信工程系 ， 黑龙江 哈尔滨 １０ ０ ） ５ ０ １
摘
要： 振动 数据 的采 集是桥 梁健 康 监 测 工作 的 重要 环 节 ， 用传统 的有 线 传 输 方式 会给 测 利
试 工作带 来人 力、 力的极 大浪 费 ， 果采 用无 线传 输 方式 ， 物 如 就会 大大减轻 工作 量 ． 作者 通过 深入 分
析 无线数 据传输技 术原理 ， 总结和借 鉴现 代传 感技 术及 数据 采 集技 术 的基础 上 ， 在 设计 完成 了基 于
Ｇ Ｍ短消息的振动数据采集系统． 系统具有方便可靠、 Ｓ 该 成本低廉的优 势， 并介 绍 了该 系统的软、 硬 件设计 方案 ， 并对其 可行 性进 行 了详 细分析 ．
ｗｉｅ ｅ ｓｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｄ ｐ ｎ ｉｌ ｒ ｌｓ ｎ ｍｉｓｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｒ ｃｐ ｅ，ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｄ ｍ ｅ ｓｎ ｅ ｈ ｏｇ ｎ ｔ ｃ ｕ ｓｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌ— ｒ ｎ ｉ ｅ ｅ ｅ ｃ ｆｍｏ ｅ ｓ ｎ ｉ ｇ ｔｅ ｎ ｌｙ ａ ｄ ｄａａ ａ ｑ ｉｔ ｅ ｈ ｏｏ ｏ ｇ Ｙ，ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｖｂ ａｉｎ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｉｒ ｔｏ ａ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＧＳＭ ｓｃ ｍｐ ｅｅ ａ ｉ ｉ ｏ ｌ ｔｄ．Ｃｏ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｏ ｃ ｓ ｅ ｍａ ｎ ｎ ｅ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ ｌｗ ｏ ｔａ ｉ ｒ ｓ ｐ ｒｏ ｔ ｓｏ ｉ ｙ ｔ ｍ． Ｔ ｓ ｗｉｅ ｅ ｓ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｗｏ ｌ ｍｐ ｌｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎｔｏ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｏ ｅ ｕ ｅ ｒｉ ｆｔ ｓ ｓ ｓｅ ｉｉ ｅ ｈ ｈｉ ｒ ｌ ｓ ｎ ｍｉｓｏ ｕ ｄ ｉ ｅ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｆｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｍｅ ｄ ｒ — ｒ ｈ ｈ ｓａｃ ｅ ｒ ｈ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｉ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｉ ｉ ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｖ ｄ ｓ ａ ｄ ｓｇ ｏ ｙ ｔｍ ｎ ｎ ｓ ｓｉｓｆａ ｂ ｌ ｙ． ｎ ｈ ｌ ｓ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ＧＳ ；ｓ ｏ ｔｍｅ ｓ ｇ ｙ ｔｍ ；ａ ｑ ｉｉ ｏ ｙ ｒ ｓ： Ｍ ｈ ｒ ｓａ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｉ
无线振动监测的原理和应用
无线振动监测的原理和应用1. 引言振动是一种广泛存在于工业和物理领域中的现象，它可以对设备和结构的健康状况进行评估和监测。
传统的振动监测需要使用有线传感器，并且需要进行繁琐的布线和数据采集工作。
然而，随着无线通信技术的快速发展，无线振动监测成为了一种越来越重要的技术，它能够简化安装和维护流程，提高数据采集的效率和准确性。
本文将介绍无线振动监测的原理和应用。
2. 无线振动监测的原理无线振动监测的原理主要是基于无线传感器节点和数据传输技术。
传感器节点负责感知和采集振动信号，然后利用无线通信技术将采集的数据传输到数据中心或监测系统，进行数据分析和处理。
2.1 无线传感器节点无线传感器节点是无线振动监测系统的核心组成部分，它通常由以下几个部分组成： - 加速度传感器：用于感知和测量振动信号。
- 信号处理器：对采集到的振动信号进行初步处理和滤波。
- 微控制器：控制传感器节点的工作和数据采集。
- 无线通信模块：负责将采集到的数据通过无线通信技术传输出去。
2.2 数据传输技术无线振动监测系统采用了多种不同的数据传输技术，例如无线局域网（WLAN）、蓝牙（Bluetooth）、低功耗广域网（LPWAN）等。
这些传输技术可以提供各种不同的传输距离、带宽和功耗等性能，可以根据具体应用场景的需求选择合适的传输技术。
3. 无线振动监测的应用无线振动监测技术在多个领域都有广泛的应用，下面将介绍一些常见的应用场景：3.1 工业设备监测无线振动监测可用于工业设备的健康状况监测，例如发动机、水泵、风机等。
通过安装无线传感器节点并采集振动数据，可以实时监测设备的振动情况，及时发现异常振动并进行预警，避免设备故障和停机导致的损失。
3.2 结构健康监测无线振动监测还广泛应用于建筑物和桥梁等结构的健康监测。
通过安装无线传感器节点在结构表面并采集振动数据，可以监测结构的振动模态和变形情况，评估结构的健康状况，并及时发现结构的异常变化和损伤。
GPS时间同步的无线多点爆破振动监测系统
Ｍｕ ｔ— ｏｉｔＷ ｉ ｅ ｓ Ｂｌ ｓ ｉｇ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｓ ｅ Ｂａ ｅｄ ｏｎ ＧＰＳ鲞 ｌｉｐ ｎ ｒ ｓ ａ ｔｎ ｂ ａ ｉ ｎ Ｓｙ ｔ ｍ ｓ ｅｌ
Ｇ ｕａ Ｘ ｉ ｏｌ ， Ｍ ｅ ｆ ｎ ａ ｅｉ ｎｇ Ｌｉ ａｎ （ ｔｏｎａ ｅ ｂｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｏｎｃ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔＴ ｅ ｈｎ ｏ Ｎａ ｉ ｌＫ ｙ Ｌａ ｒ ｔ ｒ ｆＥｌｃ ｒ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｃ ｏｌｇｙ， Ｎｏｒ ｈ Ｕ ｎｉｅ ｓｔ ｆＣｈ ｎ Ｔａｙｕ ｎ ０ ０５ Ｃｈ ｎ ｔ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉ ａ， ｉ ａ ３０ １， ｉ ａ）
表 １ 各 种 授 时 方 法 的 比较
种 类 时间误差／ ｍｓ
ｌ ０ ０ １ ００ ３ ． ０ ～ ． ０ 接 收 困难
ｑｕ ｓｔｏ ｓ ｒ ａ ｉｅ ｉ ｐｓｐ ｓ ｓｆｏｍ ｏ ｍ ｏ ＰＳ ｒ ｃ ｉ ｅ ．Ｔｈｅｃ ｎｔｏｌｅ ｓ ｓｌ ｉｉｉｎ ｉ ｅ ｌｚ ｄ ｕｓｎｇ １ｐ ｕｌｅ ｒ ｃｍ ｎＧ ｅ ｅｖ ｒ ｏ ｒ ｌ ｒｕ ｅ ｏｗ ｏｗｅ ｐ ｒＦＰＧＡ ． ｎＲＦ２ ４ＬＥ１ ａ ｄ ｎＲＦ２ ｎ ４ＬＵ １— ａ 卜 —
ＧＰ Ｓ时 间 同 步 的 无 线 多点 爆 破 振 动 监 测 系统
关 晓 磊 。 立 凡 孟
（ 中北 大 学 电 子 测 试 技 术 国 家重 点 实 验 室 ， 原 ０ ０ ５ ） 太 ３ ０ １
摘 要 ：提 出 一 种 方 便 爆 破 现 场 测 试 振 动 效 应 的 无 线 测 试 系 统 方 案 。每 个 测 试 节 点 采 用 ３通 道 并 行 数 据 采 集 得 到 ３个 方
引 言
爆 破 振 动 效 应 是 爆 破 工程 中 的 重 大 危 害 之 一 。 为
2.4GHz无线振动测量系统的研制
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｔ ｃ ｉ ｅ ｎ ｅ ｏ
２ Ｏ Ｏｌ Ｎｏ． ８
第８ 期
２ ４ＧＨｚ无 线振 动测 量 系统 的研 制 ．
刊、 国 ， 耀 闯 玉 陈 （ 上海理工大学光 电信息与计算机工程学院 ， 上海 ２ ０ ９ ） ００ ３
ｔ ａ ｈ ｉ ｒ ｔ ｎ ｓｇ ａ ｅ ｏｕ ｉｎ ｉ ０ ２ ｍｇｂ ｌ ｗ ５ Ｈｚｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｗ ｒ ｌｓ ａ ｓ ｔ ｄ ｄ ｓａ ｃ ｒ ｕ ｄ ３ — ｈ ｔｔｅ ｖ ｂ ａｉ ｉ ｌ ｖ ｌｔ ｓ ． ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｎ ｈ ｉ ｅ ｓｔ ｎ ｍｉ ｅ ｉｔｎ ｅ ｉ ａ ｏ ｎ ０ ｍｅ ｏ ｎ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｓ ｔｒ ．Ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ｅ ｅ ｏ ｅ ａ ｅ ｕ ｅ ｎ ｖｂ ａ ｉｎ ｄ ｔｃｉｎ ｏ ｒ ｇ ｔ ｃ ｕ ｅ ｅ ｓ ｈ ｙ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｉ ｉｒ ｔ ｅｅ ｔ ｆｂ ｉ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ． ｅ ｏ ｏ ｄ ｕ Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｗ ｆ ｑ ｅ ｃ ｉ ｒｔ ｎ；ＭＥ ｅ ｉｅ ｗｉ ｌｓ ｅ ｓ ｒ ｄ ｔ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｏ ｒ ｕ ｎ ｙ ｖｂ ａ ｉ ｅ ｏ ＭＳ ｄ ｖｃ ； ｒ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ； ａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅ
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基于FPGA的振动信号采集系统设计及实现
基于FPGA的振动信号采集系统设计及实现王凌伟;樊瑞;秦冲;赵君【摘要】针对机械设备运行中的振动监控,设计振动信号采集系统,提出了一种基于FPGA的振动信号采集系统的设计方案.重点阐述了系统硬件结构组成、信号调理电路和数据采集模块的设计,同时对A/D采样的控制逻辑进行了讨论.经试验验证表明,该系统可达到采样率10 K每秒、采集精度16位,能够满足实时性和精度要求.【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P22-24,26)【关键词】加速度传感器;振动信号;信号采集;FPGA【作者】王凌伟;樊瑞;秦冲;赵君【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TP212;TP274.2;TN9193随着生产机械、运输机械或工程结构向着高速、高效、高精度和大型化发展，机械设备的任何部件出现故障都可能降低加工精度，带来较大的经济损失，甚至危及人身安全。
机械部件的振动状态监测已成为生产中的一个必不可少的环节，并对相应机械部件进行早期的故障预测［1，2］。
文中采用FPGA 为核心开发振动信号采集系统，对数据采集模块及通讯模块进行了同步设计。
1 总体设计振动信号采集系统以FPGA 芯片为核心，通过A/D 转换芯片采集振动信号，然后通过RS-422 串行总线接口将采集的数据传输给上位机，在故障诊断软件以作出相应的诊断处理。
振动信号采集系统的硬件按照功能模块可以划分为信号调理电路、A/D 转换电路、FPGA 控制逻辑和RS-422 接口转换电路［3］，系统硬件结构如图1 所示。
图1 系统硬件结构框图系统硬件各个功能模块的作用如下:1)信号调理电路:信号调理电路主要对由集成电路压电式(Integrated Circuit Piezoelectricity，ICP)加速度传感器采集到的振动信号进行调理驱动、放大和抗混叠滤波处理，使模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)芯片能够获取该振动信号，并作出进一步处理工作。
振动数据采集器工作原理
振动数据采集器的工作原理1. 概述振动数据采集器是一种用于测量和记录物体振动的设备，它可以将振动信号转换为数字信号，并将其存储在内部存储器中或通过通信接口传输到计算机或其他设备上进行进一步分析和处理。
2. 振动传感器振动数据采集器的核心部件是振动传感器，它负责将物体的振动转换为电信号。
常见的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
•加速度传感器：通过测量物体在单位时间内改变速度的大小和方向来测量振动。
它可以将物体的振动转换为加速度信号，并输出电压或电流信号。
•速度传感器：通过测量物体在单位时间内移动的距离来测量振动。
它可以将物体的振动转换为速度信号，并输出电压或电流信号。
•位移传感器：通过测量物体从平衡位置偏移的距离来测量振动。
它可以将物体的振动转换为位移信号，并输出电压或电流信号。
3. 信号调理振动传感器输出的信号通常是微弱的，需要经过信号调理来增强和处理。
信号调理包括放大、滤波和采样等步骤。
•放大：将传感器输出的微弱信号放大到适合采集器输入的范围。
放大可以提高信号的信噪比和分辨率。
•滤波：通过滤波器去除传感器输出信号中的杂散噪声和高频干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
•采样：将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样频率决定了数据采集的频率范围和分辨率。
4. 数据存储振动数据采集器通常具有内部存储器，可以将采集到的数据存储在设备中。
存储方式可以是连续存储或事件触发存储。
•连续存储：采集器按照设定的采样频率连续存储数据，直到存储器满或手动停止。
这种存储方式适用于长时间的振动监测。
•事件触发存储：采集器根据设定的触发条件进行数据存储，例如超过设定的振动阈值或特定的时间间隔。
这种存储方式适用于需要关注特定事件的振动监测。
振动数据采集器通常具有较大的存储容量，可以存储数百万个数据点，以满足不同应用的需求。
5. 数据传输与分析振动数据采集器可以通过通信接口将采集到的数据传输到计算机或其他设备上进行进一步分析和处理。
基于LORA技术的无线在线振动监测系统
基于LORA技术的无线在线振动监测系统WANG Ming-ji;CUI Qing-wei;LI Yu-shuang【摘要】为实现旋转机械振动监测系统的低成本、低功耗、在线无线监测,由STM32F103C8T6作为主控制机器完成数据的处理和分析,以数字输出加速度传感器LIS3DH作为信息采集模块实时采集旋转机械的振动信号,以SX1278为核心器件的无线模块实现上位机与下位机的数据互传,上位机的开发环境采用MicroSoft Visual Studio 2010,研制了一套全新的基于LORA技术的无线在线振动监测系统.为得到准确的加速度、速度、位移的数值,采用相位插值算法对加速度振动信号的幅值修正,通过相位差法对加速度振动信号的频率和相位修正.在振动检测实验室对系统进行了实验,实验结果表明,该系统运行稳定、操作简、低功耗具有良好的可扩展性和可移植性,能实现准确、高效、实时的振动测量.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)023【总页数】5页(P94-97,102)【关键词】LORA;振动监测;相位差;频谱分析【作者】WANG Ming-ji;CUI Qing-wei;LI Yu-shuang【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN92随着科学技术的快速发展和现代工业自动化水平日益提高，现代旋转机械设备日益大型化、复杂化、自动化、连续化、集成化、智能化，给人们生活带来了便利。
但受现场环境影响、设备老化、操作不当等原因，经常会出现各类机械故障[1]促使了人们对机械设备振动故障监测技术的研究。
但是现有较为成熟的机械设备状态监测系统，大多数采用有线监测技术将振动传感器采集到的模拟信号通过AD转换成数字信号被处理器处理和分析。
但是这些振动监测系统存在布线复杂、、成本高、其结构和功能比较单一，可维护性差和灵活性差等缺点[2]。
因此，设计了基于LORA技术的无线在线振动监测系统，本系统将由信息采集模块、电源模块、无线传输模块、上位机、下位机等部分组成。
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收稿日期:2004-06-16; 修订日期:2004-08-20 基金项目:中国地震局“十五”重点项目 作者简介:孙志远(1975-),男,硕士,主要从事振动数据采集系统的开发与研究.文章编号:100021301(2004)0520171206三通道无线振动数据采集系统孙志远,杨学山,马树林(中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080)摘要:本文阐述了一种采用无线方式进行数据传输的振动数据采集系统。
在测量端使用低频拾振器拾取振动信号,并用模数转换器实现振动参数的模数转换,精度可达19.5mV 。
数字振动参数以无线的方式发射出去,在接收端应用远程可视化编程系统接收采集数据。
系统对振动信号的采集及时准确,无线技术使得信号传输方便;远端可视化控制系统使振动数据采集、过程监控更加直观。
关键词:无线;振动;数据采集;MSC omm 控件中图分类号:P315.6;T N91 文献标识码:AThree channels wireless vibration data acquisition systemSun Zhiyuan ,Y ang Xueshan ,Ma Shulin(Institute of Engineering M echanics ,China ,Earthquake Administration ,Harbin 150080,China )Abstract :A vibration data acquisition system transmitting data by wireless is presented in this paper.Vibration signals are picked up by low frequency pick 2ups ,and analogic vibration parameters are converted into digital signal by ADC on measuring spot.The accuracy can be 19.5mV.Digital vibration signals are transmitted by wireless ,then they are col 2lected by visual programming system on receiving spot.This system collects vibration signal accurately.The signals are delivered conveniently by using wireless technology.Visual programming system can make vibration data acquisition and process m onitoring much m ore direct.K ey w ords :wireless ;vibration ;data acquisition ;MSC omm引言 振动测量的传统方法是将传感器布设在测点,然后用电缆线连接传感器和信号采集部分。
这样,振动信号完全是在电缆线中进行传输的。
随着国民经济的发展和科学技术水平的提高,长大高柔结构不断涌现,如:电视塔、高层建筑、大跨度桥梁、输油气管线等,尤其是在桥梁方面,各种悬索桥、斜拉桥等大跨度桥梁不断涌现,其跨度已经超过了1000m 。
如:江荫长江大桥主跨为1385m 。
随之而来,在进行振动测量时测点数也要相应地增加。
如果再用以前传统有线的方法,在这种多测点、远距离测试中,需要布设和编排的电缆线较多。
不仅布设工作十分烦琐、占用大量的时间和人力物力,而且极易造成人为的错误。
一旦出现问题,在总长达数公里的电缆线中查找错误,也是十分困难的。
所以,早在上世纪80年代采用无线的方法解决上述困难的构想就已提出。
但是无线信号不象有线信号是在有防止干扰的屏蔽电线中传输,它是完全暴露在外界环境中,所以无线实时测量易受外部和内部各种条第24卷第5期2004年10月地 震 工 程 与 工 程 振 动E ARTH QUAKE E NGI NEERI NG AND E NGI NEERI NG VI BRATI ON V ol.24,N o.5Oct.2004件的干扰[1]。
近年来随着计算机技术、通信技术、集成电子技术的迅猛发展,尤其是国内的射频(RF )技术也更趋于完善,开发出种类齐全的高频、超高频无线数传模块。
这些射频模块,不仅传输速率更快,而且在基本信道的失真度、接收灵敏度等方面的指标较以前有大幅度提高。
无线产品实现集成化,小型化,使得其成本大幅度降低。
因此引入无线技术进行振动测试的条件已经成熟。
本文选取了一对北京捷麦公司的S A68D29M 无线数传模块取代传统的电缆线,实现上位机与远程前端的数据通信。
同时设计并实现了相应的数据采集卡和上位机软件,开发出三(可选)通道无线振动数据采集系统。
1 系统组成及主要技术指标图1系统组成框图 本系统为点对点的三(可选)通道中短距离无线传输。
即采用一对无线模块完成数据的无线传输,无需对模块进行编址工作。
本无线振动数据采集系统分为三部分:一是远程端,包括传感器、放大器和数据采集卡,二是数据的无线传输,三是上位机。
其组成框图如图1所示。
主要技术指标如下:可测最大加速度:±5m/s 2可测最大速度:±0.16m/s可测最大位移:±500mm通频带:0.05H z ～35H z转换精度:8bit采样频率:128H z ,256H z (1或2个通道)无线传输半径:3km (空旷场地)无线传输速率:9600bps通道数:1～3(可选)供电方式:12V (DC )本无线振动数据采集系统可以广泛应用于:长大高柔结构的振动检测和故障诊断、地震预报预警台网系统、车辆的振动测量等振动数据的采集工作。
具有安装简便、操作简单、无线传输距离远、误码率低等优点。
2 系统硬件设计2.1传感器部分由于现代长大高柔结构的不断涌现,结构自振频率向低频扩展,有的结构自振周期已经接近20s [2],一般的测振仪已不能满足这些结构动态特性的测量。
所以,为了使系统更适用于低频振动测试,选取了中国地震局工程力学研究所研制成功的991型超低频拾振器。
该仪器是运用低自振频率回转摆技术、无源伺服技术、参数优化技术,该仪器具有超低频(0.05H z )、大动态(1310-9～0.4m )、多功能(可测加速度、速度、位移)特点[3]。
991型超低频测振仪包括991型拾振器和991型放大器。
拾振器上设置了一个微型开关,可以改变拾振器的测量量程、通频带、灵敏度,以及测量参量(加速度或速度)。
991型放大器具有放大、积分、滤波和阻抗变换的功能。
用户可根据需要,选取拾振器上的微型拨动开关及放大器上参数选择开关相应档位,可提供测点的加速度、速度或位移参量,并可提供不同频带、不同量程和不同的滤波陡度,还可选择放大器的放大倍数,以满足微弱振动、中等振动、强振动以及超低频大位移的测量要求。
2.2数据采集卡数据采集卡主要由3部分组成:(1)中央处理电路,主要由AT89C51单片机、晶振、M AX691等外围辅助配件构成;(2)A/D 转换电路,主要由A/D 转换芯片ADC0809、地址锁存器74LS373、分频器C D4040、非门集成芯片74LS04、或门集成芯片74LS32构成;271 地 震 工 程 与 工 程 振 动 24卷(3)模拟信号调整电路,主要元器件为电位器和集成运算放大器。
数据采集卡原理框图见图2。
图2数据采集卡原理框图2.2.1 中央处理电路数据采集卡选用了比较常用的AT ME L 公司的AT89C51单片机作为控制单元。
AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机,片内带有一个4K 字节的Flash 可编程、可擦除只读存储器,工作电压范围为2.7～6V (实际使用+5V 供电),8位数据总线。
本系统单片机采用11.0592MH z 晶振,一个机器周期约为1μs [4]。
通过对其编写软件实现对经过调整放大的传感器模拟信号设定采样频率进行模拟/数字转换过程控制,通过接口与无线模块通信,实现数据的传送和接收上位机命令等功能。
M AX691主要用来实现掉电保护,同时起到“看门狗”的作用。
系统电源突然断电时,M AX691PF0端及时向AT89C51I NT0申请中断,保护采集的数据不丢失。
若软件执行中出现故障,AT89C51P3.2经一定时间间隔没有脉冲输出时,M AX691将起“看门狗”的作用,使RST 复位有效,重新启动系统。
2.2.2A/D 转换电路A/D 转换器使用的是工业上常用的前向通道处理器件ADC0809。
ADC0809是8路8位逐次逼近式A/D 转换器,它能分时地对8路模拟量信号进行A/D 转换,结果为8位二进制数据,它的转换速度约为100μs ,分辨率为8位,在基准电压为5V 时误差为19mV [4],其与单片机的接口如图3所示。
ADC0809的时钟信号(C LOCK )由AT89C51的A LE 端的输出脉冲(其频率为AT89C51的1/6)经四分频得到,单片机通过地址线P27和读写控制线来控制ADC0809的启动信号ST ART ,输入通道地址锁存A LE 和输出允许OE 信号。
A/D 转换结束信号E OC 经反相后连至单片机的I NT1。
模拟输入通道地址的译码输入信号A ,B ,C 由P00～P02提供。
图3ADC0809与AT 89C51连接原理框图2.2.3 模拟信号调整电路在测量信号进入A/D 之前,由于放大器输出的模拟信号既有正电压又有负电压,而ADC0809的译码电3715期孙志远等:三通道无线振动数据采集系统压范围为0～5V ,所以在信号进入A/D 之前必须要进行电压调整。
也就是说,将电压调整到A/D 转换器的译码范围以内。
OP07实际上是封装的集成运算放大器。
这里用到的是其差动输入比例运算法达到电压调整的目的,将原信号电压的0点调整为+2V 。
2.3无线数传模块S A68D29M 无线数传模块为半双工工作方式,使得命令数据和采集数据能够双向传输;其采用的透明式数据传输,无需改变原有通信程序及连接方法,即可在接收方直接输出所发送的数据。
该模块在硬件方面采用了锁相环调频器,使得发射的信号更加稳定。
同时,软件方面采用了CRC 校验技术,确保了数据传输的正确性,其误码率小于10-6[5]。
图4 单片机主程序流程图无线模块是与单片机串口及上位机RS-232串口进行数据通讯的。
其数据格式为1个起始位、8个数据位和1个停止位,串口波特率设置为9600bps 。