传感器实训报告

上海第二工业大学

传感器与测试技术技能实习

专业：机械电子工程

班级：10机工A2

姓名：

学号：

指导老师：杨淑珍

日期：2013年6月24日~7月7日

项目五：转子台转速测量及振动监控系统。

（一）内容

设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号（振幅）并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：

1.能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警（软硬件报警）；

2.能测量并显示转子的转速；

3.限值均由用户可设定（最好以对话框方式设置，软件重新打开后，能记住上

次的设置结果）；

4.显示当次产品检测结果（文字显示），显示检验产品的总数，合格数和不合格

数；

5.当次结果报告生成（可选）

（二）实训要求：

1.提出设计方案（提出测量原理，选用传感器，构建测试系统）；

2.设计测量电路，硬件连接；

3.测试软件设计

利用Labview或其它开发程序（VB,VC等），设计测量软件进行数据采集和分析。

4.调试；

5.撰写实训报告。

目录

一、综合实验要求———————————————————— 3

二、设计方案——————————————————————3

三、硬件设备选择————————————————————5

四、电路设计——————————————————————10

五、软件设计流程图———————————————————12

六、程序设计——————————————————————13

七、小结和体会—————————————————————18

转子台转速测量及振动监控系统实习报告

一、综合实验要求

设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号（振幅）并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：

1.能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警（软硬件报警）；

2.能测量并显示转子的转速；

3.限值均由用户可设定（最好以对话框方式设置，软件重新打开后，能记住上

次的设置结果）；

4.显示当次产品检测结果（文字显示），显示检验产品的总数，合格数和不合格

数；

5．当次结果报告生成

二、设计方案

1.测量原理

（1）光电传感器转子台转速测量：当被测轴上不能安装发讯盘或遮光盘时，可以直接在被测轴上粘贴反光标签（或在光洁的轴上涂黑），用光电传感器来测量。测量距离在5～80mm。反光标签容易污损的环境下，需即时更换。

反射式光电传感器的工作原理见下图，主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。

n=f

如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或

反光贴纸的数量。

反射式光电转速传感器的结构图

（2）电涡流传感器振幅测量的原理：电涡流传感器是基于涡流效应的原理制成的非接触式位移传感器．该传感器由探头、加长电缆、前置器组成一套用来测量旋转机械轴的各种运行状态参数：如轴的径向振动、轴向位移、转速、偏心、差胀等。由于振动，使平面线圈与被测体的相对距离发生周期性的变化，引起被测体上的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流

变换器使之转换成周期性的电压变化。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。

2.测试系统框图

三、硬件选用

（1）传感器的选择及介绍

传感器：a.RPR-220型光电传感器

RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一种砷化镓红外光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管，RPR220采用DIP4封装，具有如下特点：

1、塑料透镜可以提高灵敏度

2、体积小、结构紧凑

3、当发光二极管发出的光发射回来时，三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单，工作性能稳定。

b．SN74HC14N—施密特触发器

施密特触发电路是一种波形整形电路，当任何波形的信号进入电路时,输出在正、负饱和之间跳动，产生方波或脉波输出。不同于比较器，施密特触发电路有两个临界电压且形成一个滞后区，可以防止在滞后范围内之噪声干扰电路的正常工作。

可以实现波形的转换，如下图：

c.85745-01型电涡流传感器

本系列传感器与美国本特利公司7200系列产品、德国申克公司SD-081.082产品

（2）采集卡：研华USB-4704数据采集卡

采集卡主要是捕获外界光电、视频、音频等模拟信号并将其数字化导入计算机进行数字处理的捕获设备，主要用图像采集卡、视频采集卡、音频采集卡（比如声卡）、数据采集卡等。由于数据采集卡等工业采集卡并不常用，因此，一般采集卡默认为静态图像采集卡、动态视频采集卡。所以采集卡又称视频捕捉卡，用它可以获取数字化视频信息，并将其存储和播放出来。很多视频采集卡能在捕捉视频信息的同时获得伴音，使音频部分和视频部分在数字化时同步保存、同步播放。

研华USB-4704是一款48KS/s，14位USB多功能模块。使用时不用打开机箱老安装板卡，只需要将模块插入计算机的USB口就可以采集数据，非常高效

实用。

①主要特点：·支持USB2.0

·便携

·总线供电

·8路模拟量输入

·12位AI分辨率

·采样率可达100KS/s

·8-chDI/8-chDO,2路AO和1个32位计数器

②规格主要参数