（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）基于dsp的便攜式設(shè)備巡檢儀的研發(fā).pdf

學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 中圖分類號(hào) t p 2 7 4 學(xué)科分類號(hào)5 1 0 8 0 4 0 論文編號(hào) 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 7 5 4 密級(jí)公開 學(xué)位授予睜何代碼 1 0 0 1 0 學(xué)位授予單化名稱北京化i ：人學(xué) 作者姓名楊寧學(xué)號(hào) 2 0 0 8 0 0 0 7 5 4 獲學(xué)位專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)獲學(xué)位專業(yè)代碼0 8 1 2 0 3 石化企業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械智 課題來源研究方向嵌入式系統(tǒng) 能巡檢項(xiàng)目 論文題目基于d s p 的便攜式設(shè)備巡檢儀的研發(fā) 關(guān)鍵詞 t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 ，d s p ，設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷，信號(hào)完整性 論文答辯日期 2 0 1 1 0 5 2 6 論文類型開發(fā)研究 學(xué)位論文評閱及答辯委員會(huì)情況 姓名 職稱 一1 ：作單化學(xué)科專長 指導(dǎo)教師高金占教授北京化1 j 人學(xué)設(shè)備診斷1 0 故障f j 愈i 科 指導(dǎo)教師 江忐農(nóng)研究員北京化上人學(xué)設(shè)備故障! j 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控 評閱人l何蘇勤教授北京化t 大學(xué)d s p 技術(shù)、嵌入式系統(tǒng) 評閱人2李學(xué)斌副教授北京化j r 大學(xué)信號(hào)處理 評閱人3 評閱人4 評閱人5 答懶會(huì)主席何蘇勤教授 北京化工人學(xué) d s p 技術(shù)、嵌入式系統(tǒng) 答辯委員l易軍凱教授北京化i ：人學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué) 答辯委員2 李。學(xué)斌副教授北京化i ：人學(xué)信號(hào)處理 答辯委員3高敬剛副教授 北京化i ：人學(xué)人i ：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 答辯委員4謝曉明副教授 北京化1 ：人學(xué)現(xiàn)代通信技術(shù) 答辯委員5 注：一論文類型：1 基礎(chǔ)研究2 應(yīng)用研究3 開發(fā)研究4 其它 二中圖分類號(hào)在中國圖書資料分類法查詢。 三學(xué)科分類號(hào)在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)( g b t1 3 7 4 5 9 ) 學(xué)科分類與代碼中查詢。 四論文編號(hào)由單位代碼和年份及學(xué)號(hào)的后四位組成。 摘要 基于d s p 的便攜式設(shè)備巡檢儀的研發(fā) 摘要 近年來設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷技術(shù)迅猛發(fā)展，有效地保證了設(shè)備運(yùn) 行的可靠性，并在設(shè)備預(yù)知維修中發(fā)揮越來越重要的作用。計(jì)算機(jī)與嵌入 式技術(shù)的不斷發(fā)展又為狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷提供了新的發(fā)展方向。 本課題針對石油化工企業(yè)對設(shè)備檢測和故障診斷技術(shù)的需求，研發(fā)了 一種以t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 為中央處理器的便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)，完成對機(jī)泵 群機(jī)組信號(hào)的調(diào)理、采樣、數(shù)據(jù)處理、時(shí)域波形和頻譜的顯示、紅外測溫、 與外部接口通信等功能。在充分考慮信號(hào)完整性的基礎(chǔ)上，利用a l t i u m d e s i g n e r 完成了設(shè)備巡檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并使用h y p e r l y n x 進(jìn)行仿真分 析優(yōu)化p c b 設(shè)計(jì)，保證了設(shè)備巡檢系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。使用c o d ec o i n p o s e r s t l l d i o 和c 語言編寫和調(diào)試設(shè)備巡檢儀的振動(dòng)信號(hào)采集模塊、溫度信號(hào)采 集模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、液晶顯示模塊、s 蝴數(shù)據(jù)存貯模塊和f 1 a s h 數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)模塊的程序。 論文對故障診斷技術(shù)及其目前的發(fā)展作了簡要闡述，并對巡檢系統(tǒng)的 硬件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行了詳盡的介紹，給出了信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、 微處理器模塊、電源模塊電路的設(shè)計(jì)思路，完成了對關(guān)鍵信號(hào)的仿真與硬 件系統(tǒng)的改進(jìn)。分析了本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的軟件系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì)思路與總體框架。 關(guān)鍵詞：t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 ，d s p ，設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷，信號(hào)完整性 一 j ! 窒些三奎蘭堡主蘭垡笙壅 一 _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - l - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ 一一 a b s t i 乙c t p o r t a b l em a c h i n ec o n d i t i o na d v i s o r ( p m c a ) b a s e do nd s p 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 d i s p l a 姐n g ，d a t as t o r a g eo fs r a m a n dd a t as t o r a g eo ff l a s hb yu s i n gc o d e c o i l l p o s e rs t u d i oa n dcp r o g r a m m i n gl a n g u a g e t e c l l l l o l o g yo fp l a i l tm o n i t o m ga i l dd i a g n o s i si s i l l u m i n a t e db r i e n yi n t h ep a p e r a n dc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i si sg i v e nf o rt h eh a r d w a r ed e s i g n ， w h i c hi n c l u d e ss i g n a lc o n d i t i o n i n g ，s a 1 p l i n g ，m i c r o p r o c e s s o ra n dp o w e r n a l s og i v e st h es i i i m l a t i o no fk e ys i g n a la n di n l p r o v e sm eh a r d w a r ed e s i g n t h e i ss e tf o r t h d s p ，p l a n tm o n i t o r i n ga n d d i a g n o s i s ，s i g n a l 目錄 目錄 第一章緒論1 1 1 故障診斷技術(shù)概述1 1 2 國內(nèi)外故障診斷技術(shù)發(fā)展概況2 1 3 本課題的主要研究內(nèi)容3 第二章基于d s p 的設(shè)備巡檢系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 2 1 設(shè)備故障診斷概述5 2 1 1 設(shè)備故障診斷的目的和意義5 2 1 2 設(shè)備故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測5 2 1 3 設(shè)備故障狀態(tài)的識(shí)別方法6 2 2 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)概述7 2 3 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)構(gòu)成8 第三章系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1 3 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述1 1 3 2 信號(hào)調(diào)理模塊概述1 1 3 2 1 信號(hào)調(diào)理概述1 1 3 2 2 放大電路的設(shè)計(jì)1 2 3 2 3 濾波電路的設(shè)計(jì)1 3 3 3 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)1 5 3 3 1 模擬輸入的主要參數(shù)1 5 3 3 2 測量系統(tǒng)的信號(hào)類型1 6 3 3 3 測量系統(tǒng)的連接類型1 6 3 3 4 測量系統(tǒng)的采樣方式1 7 3 3 5 振動(dòng)信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)1 7 3 3 6 溫度信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)18 3 4 微處理器模塊設(shè)計(jì)1 9 3 4 1d s p 處理器1 9 v 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 4 2 時(shí)鐘電路2 0 3 4 3 電源開關(guān)電路2 0 3 4 4 復(fù)位電路2 1 3 4 5s r a m 存儲(chǔ)擴(kuò)展電路2 l 3 4 6f l a s h 存儲(chǔ)擴(kuò)展電路2 2 3 4 - 7 液晶接口電路2 3 3 4 8u s b 接口電路2 5 3 4 9 鍵盤電路2 7 3 5 電源模塊設(shè)計(jì)2 8 3 5 1 模擬電路電源2 8 3 5 2 數(shù)字電路電源2 9 3 5 3 電池充放電電路31 3 5 4 電池電量檢測電路31 3 6 對關(guān)鍵信號(hào)仿真與硬件系統(tǒng)改進(jìn)3 2 3 6 1u s b 接口差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的仿真3 3 3 6 2 串?dāng)_信號(hào)的仿真3 5 第四章系統(tǒng)軟件相關(guān)設(shè)計(jì)3 7 4 1 軟件開關(guān)環(huán)境c c s 概述3 7 4 2 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì)4 0 4 2 1 振動(dòng)信號(hào)采集模塊程序設(shè)計(jì)4 0 4 2 2 溫度信號(hào)采集模塊程序設(shè)計(jì)4 3 4 3 液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)4 6 4 4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì)4 7 第五章結(jié)論與展望4 9 5 1 結(jié)論4 9 5 2 展望5 0 參考文獻(xiàn)5 1 致謝。5 3 v l 目錄 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)文章5 5 作者簡介5 7 v i i j ! 室些三奎堂堡i 圭堂垡絲奎 v i i i c o n t e n t s c o n t e n t s c h a p t e r 1i n t r o d u c t i o n 1 1 1s u m m 撕z a t i o no ff a u l td i a g n o s i st e c h i l i q u e 。1 1 2d o m e s t i c 鋤di n t 鋤a t i o n a ls t a t u so f f a u l td i 楚皿o s i s 。2 1 3m a i nr e s e a r c _ hc o n t e n t 3 c h a p t e r 2a r c h j t e c t u r eo fm a c h i n ec o n d i t i o na d v i s o rb a s e do nd s p 。5 2 1s u m m a r i z a t i o no fd e v i c ef a u l td i a 9 1 0 s i s 5 2 1 1p u 印o s ea 1 1 ds i 嘶f i c a i l c eo f d e v i c ef ；l u l td i a 印o s i s 5 2 1 2d e v i c ef - a u l td i a g n o s i sa 1 1 dc o n d i t i o nm o i l i t o r i n g 5 2 1 3i d e n t i 6 c a t i o no fd e v i c ef i a u l ts t a t u s 6 2 2 s u m m 耐z a t i o no f p o r t a b l em a c m n ec o n d i t i o nm o l l i t o r i n gs y s t e m 7 2 3c o m p o s i t i o no fp o r t d b l em a c h i r l ec o r l d i t i o nm o i l i t o r i l l gs y s t e m 8 c h a p t e r3a r c h i t e c t l l r eo fs y s t e mh a r d w a r e 1 1 3 1s u l n m a r i z a t i o n0 f s y s t e mh 鋤d w a i e 1 1 3 2s u i i h n a r i z a t i o no f s i 弘a lc o n d i t i o nm o d u l e 1 1 3 2 1s 毗u n 蕊z a t i o no f s i g n a lc 0 n d i t i o n 1 1 3 2 2d e s i 印o f 鋤p l i 母c 沁u i t 。1 2 3 2 3d e s i 弘o f 丘1 t e rc i r c u i t 1 3 3 3d e s i 弘o fd a t aa c q u i s i t i o nm o d u l e 15 3 3 1m a i np a r a m e t e r so ft h ea n a l o gi n p 眥15 3 3 2t y p eo f m e a s u 】嘲m e n ts y s t 鋤ss i 印a l 1 6 3 3 3t 如eo f m e a s 珊眥e n ts y 嗽m sc 0 n n e c t i o n 1 6 3 3 41 eo f m e a s u r 鋤e n ts y s t 鋤ss a m p l i n g 1 7 3 3 5s 鋤1 p l i n gc i r c u i to f v i b r a t i o ns i 印a l 1 7 3 3 6s 鋤p l i n gc i r c u i to f t e r n p e r a t u r es i 印a 1 。1 8 3 4d e s i 盟o f m c um o d u l e 1 9 3 4 1d s p p r o c e s s o rm o d u l e 1 9 t x 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 4 2i 玎cc i r c u i t 2 0 3 4 3p o w e rs w i tc ：hc i r c ：1 1 i t 2 0 3 4 4r e s e tc j r i 如i t 2 1 3 4 5s r a mn 1 鋤o r yc i r c u i t 2 1 3 4 6f l a s hm e i i l o r yc i r c 晡t 2 2 3 4 7l c di n t e r f a c ec i r c l l i t 2 3 3 4 8u s bi m a f a c ec i “u i t 2 5 3 4 9k e y b o a r dc i r c u j t 2 7 3 5d e s i 辨o f p o w e rm o d u l e 2 8 3 5 1p o w e ro f a n a l o gc i r c u i t 2 8 3 5 2p o w e ro f d i 西t a lc i r c u i t 2 9 3 5 3b a t t e r yc h a 哂n ga n dd i s c h a r | 蘿n gc 訛u i t 3l 3 5 4b a t t e 搿c h e c ：l 【i n gc i r c u i t 3 1 3 6s i m u l a t i o no f k e ys i 弘a l 觚di i n p r o v e m e i l to f h 踉1 w a r es y s e m 3 2 3 6 1s i r m l l a t i o no f u s bi n t e r f a c e sd i f f e r e n t i a ls i 窒9 f l a l 3 3 3 6 2s i m u l a t i o n o fc r o s s t a l l 【s i 辨a l 3 5 c h a p t e r4a r c h i t e c t i i r ea n dd e s i g no fs y s t e 】ms o f 細(xì)a r e 3 7 4 1s u n n a n z a t i o n0 t 。c c s 3 7 4 2d e s i g no f d a t aa c q u i s i t i o np r o g r a m 4 0 4 2 1d e s i g no f v i b r a t i o ns i g n a la c q u i s i t i o np r 0 繆鋤4 0 4 2 2d e s i 弘o f t e m p 咖s i 盟a la a q u i s i t i o np r 0 伊鋤4 3 4 3d e s i 印o fl c d d i s p l a yp r o 蹦u n 4 6 4 4d e s i 盟o fr t cp r 0 黟a m 4 7 c h a p t e r 5s u m m a r ya n do u t l o o k 4 9 5 1c o n c l u s i o n 4 9 5 2ih 】t l o o k 5 0 r e f b r e n c e 。5 0 a c k n o w l e d g e m e n t s 5 l x c o n t c 磯t s r e s e a r c hr e s u l t sa n dp u b l i s h e da c a d e m i cp a p e r s 5 3 b r i e fi n t r o d u c t i o no fa u t h o r 5 7 j ! 室垡三奎蘭堡主堂垡笙奎 一 x 第一章緒論 1 1 故障診斷技術(shù)概述 第一章緒論 隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)裝備日趨大型化、綜合化、精密化、復(fù) 雜化，工藝過程自動(dòng)化，流水作業(yè)，連續(xù)生產(chǎn)，非計(jì)劃停產(chǎn)損失巨大。生產(chǎn)過程對人 的依賴程度越來越低，但對設(shè)備的依賴程度越來越高，對設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的掌握要求越 來越高，設(shè)備的安全、可靠與平穩(wěn)運(yùn)行備受人們關(guān)注【l 】。因此，準(zhǔn)確而有效地判斷機(jī) 械是否出現(xiàn)故障，可以大大節(jié)省設(shè)備維護(hù)和修理的費(fèi)用和成本，因此維持設(shè)備運(yùn)行的 穩(wěn)定性，節(jié)省設(shè)備維修的成本在工業(yè)生產(chǎn)中有著顯而易見的重要性【羽。 對于傳統(tǒng)方法，只有等到機(jī)械運(yùn)行出現(xiàn)問題或者拆開機(jī)械設(shè)備檢查的時(shí)候，才能 弄清楚機(jī)械的某個(gè)部分出現(xiàn)了故障。而為了確保機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要規(guī)定定期的維修 檢查制度，既不經(jīng)濟(jì)又不合理。像在傳統(tǒng)方法中那種等到定期大維修時(shí)，設(shè)備停車再 一起解決問題的不科學(xué)的維修方法顯然不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，因此故障診斷技術(shù) 正是在這種背景下產(chǎn)生的【3 】。設(shè)備故障監(jiān)測與診斷是提高設(shè)備可靠性的基本技術(shù)手段， 而設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測與診斷是其中重要的技術(shù)途徑，對設(shè)備在可靠性、維修性、安全性、 可生產(chǎn)性和質(zhì)量控制等方面加以控制。 從2 0 世紀(jì)6 0 年代開始，國際工程科技界開發(fā)了設(shè)備監(jiān)測診斷技術(shù)，在軍事裝備 和工業(yè)企業(yè)逐步推行預(yù)知維修和智能維修。近二三十年來國內(nèi)外設(shè)備診斷技術(shù)的研究 開發(fā)以及應(yīng)用異?；钴S，多種診斷方法已經(jīng)在工廠實(shí)際應(yīng)用，常常缺的出人意料的實(shí) 效【5 】。機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是一個(gè)多學(xué)科多行業(yè)交叉的研究方向，近年來隨著信 息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能以及機(jī)械故障機(jī)理研究的深入和發(fā)展，新的技術(shù)不斷 地被移植和應(yīng)用到機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷之中，極大地豐富了機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和故障 診斷理論和技術(shù)，推動(dòng)了監(jiān)測和診斷向更深和更高層次的發(fā)展【6 1 。振動(dòng)監(jiān)測與診斷設(shè) 計(jì)多方面的專業(yè)技術(shù)，現(xiàn)場實(shí)際問題錯(cuò)綜復(fù)雜、千變?nèi)f化，要順利完成機(jī)械故障診斷 任務(wù)并取得實(shí)效有一定困難。堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、廣博的專業(yè)知識(shí)、深入的現(xiàn)場實(shí)踐， 以及科學(xué)的思維方法，是當(dāng)代高素質(zhì)維修工程技術(shù)人員必備的基本素質(zhì)，是解決復(fù)雜 工程問題不可或缺的基本條件。 設(shè)備故障診斷的基礎(chǔ)和前提是狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測，設(shè)備故障診斷首先要獲取設(shè)備的 狀態(tài)信息，這種信息通常來自于設(shè)備在運(yùn)行中的各種參數(shù)變化，通過狀態(tài)監(jiān)測的方法 來獲取這些信劇7 】。設(shè)備在運(yùn)行過程中，凡是能夠監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的變化，掌握設(shè) 備在運(yùn)行中所處狀態(tài)( 正常、劣化或者故障) ，并且能夠識(shí)別、診斷出故障的性質(zhì)、程 度和部位的任何一種方法，都可以作為故障診斷的技術(shù)手段。當(dāng)前用于對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn) 行狀態(tài)檢測的方式主要有兩種，即在線監(jiān)測和離線監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)主要用于對大 型關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)組，如高功率、高參數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，這類機(jī)械不僅價(jià)格昂貴，而且從 北京化t 大學(xué)碩士學(xué)位論文 設(shè)計(jì)、制造、安裝到維護(hù)運(yùn)行的技術(shù)要求高，一旦出了故障，影響很大。該系統(tǒng)構(gòu)成 復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，專用性強(qiáng)。而離線檢測系統(tǒng)具安裝方便、維護(hù)成本較低、投資少等 優(yōu)勢，更適用于流程工業(yè)中的中小型非關(guān)鍵設(shè)備的故障診斷應(yīng)用。 設(shè)備故障監(jiān)測與診斷技術(shù)正向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、遠(yuǎn)程化、實(shí)時(shí)化、精密與早期預(yù) 測的方向發(fā)展，實(shí)行裝備預(yù)測以及健康管理并與工程資產(chǎn)管理信息化緊密結(jié)合，是未 來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。我們深信，只要團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于探索、大膽實(shí)踐、不 懈努力，我國設(shè)備診斷和先進(jìn)維修工程科技研究和應(yīng)用必將會(huì)缺的更大的成就。 1 2 國內(nèi)外故障診斷技術(shù)發(fā)展概況 當(dāng)今，人們越來越依賴高度機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的產(chǎn)業(yè)來創(chuàng)造財(cái)富，因此對 于故障診斷監(jiān)測設(shè)備的研究早已經(jīng)成為焦點(diǎn)，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。 國際方面，早在1 9 6 7 年美國就開始研究故障診斷技術(shù)，并且根據(jù)航空工業(yè)、核 工業(yè)以及軍事工業(yè)方面的需求，制定了與對設(shè)備進(jìn)行故障診斷相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?？梢?說，美國在故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測方面一直處于領(lǐng)先的地位，并且成功地開發(fā)出很多產(chǎn) 品，如美國b e n t l vn e v a d a 公司開發(fā)生產(chǎn)的d m 2 0 0 0 系統(tǒng)和亞特蘭大公司生產(chǎn)的m 6 0 0 0 系列產(chǎn)品、m 7 7 7 便攜式數(shù)據(jù)采集器等產(chǎn)品。此外，同本在鋼鐵、化工、鐵路等方面 對于機(jī)械設(shè)備故障診斷的研究和應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展【l 叫3 1 。 在國內(nèi)，從2 0 世紀(jì)7 0 年代末，中國大規(guī)模、全方位地引進(jìn)國外技術(shù)和進(jìn)口國外 設(shè)備。雖然國內(nèi)在故障診斷方面起步較晚，但也有著較快的發(fā)展，國內(nèi)部分高等院校 和科研機(jī)構(gòu)在充分吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，展開了對故障機(jī)理和診斷方法的研 究。經(jīng)過不懈的努力，我國在故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測方面也研發(fā)出了一些成熟的產(chǎn)品， 如由哈電工儀表研究所、清華、哈工大等多家單位聯(lián)合研制的“2 0 0 m w 汽輪發(fā)電機(jī) 組狀態(tài)監(jiān)測分析及故障診斷系統(tǒng)”、西北工大推出的m d 3 9 0 5 系統(tǒng)和哈爾濱工業(yè)大 學(xué)研制的微計(jì)算機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測故障診斷裝置“m m m d i i i 等等【1 4 】。目前我國 在化工、機(jī)械以及電力等方面很好地將故障診斷技術(shù)與工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，取得 了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 當(dāng)前我國的設(shè)備診斷工作，在經(jīng)歷了2 0 多年的實(shí)踐與探索之后，一方面正在總 結(jié)自己的成功經(jīng)驗(yàn)，肯定科學(xué)客觀規(guī)律，進(jìn)行新的探索；另一方面也在努力學(xué)習(xí)和引 進(jìn)一些國外新的理論與成果，在進(jìn)行了嚴(yán)格的考核論證之后，擇優(yōu)選用，使之與我國 的設(shè)備工程結(jié)合起來。而其中重要的一方面，就是很多企業(yè)已經(jīng)大都從單一的計(jì)劃維 修模式轉(zhuǎn)化到以狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修等多種維修體制上來。一些過去曾受國外規(guī)章 制度所嚴(yán)格約束的國外企業(yè)，也都逐步明確了利弊，建立了狀態(tài)維修這一新的體制并 得了好的結(jié)果，這都說明了國內(nèi)企業(yè)的設(shè)備診斷工作確實(shí)在向前推進(jìn)。在每年的學(xué) 會(huì)議、經(jīng)驗(yàn)交流和各個(gè)期刊著作中，少不了而且還多占優(yōu)勢的仍然是診斷技術(shù)專欄。 2 第一章緒論 還有就是國內(nèi)的診斷儀器生產(chǎn)，盡管在功能和精度上，與國外產(chǎn)品尚有差距，但其經(jīng) 濟(jì)性和適用性已完全改變了過去必須依靠進(jìn)口的局面。 在回顧過去2 0 多年來所取得的成就的同時(shí)，也還必須清醒地看到我國與一些先 進(jìn)國家在設(shè)備診斷方面所存在的差距，盡管我國早已采取了院校、科研與生產(chǎn)單位相 結(jié)合的方針，但在結(jié)合的緊密程度上，以及對一個(gè)工作項(xiàng)目負(fù)責(zé)到底的服務(wù)精神上， 都還有所不足。其中一個(gè)很重要的問題就是專業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)問題。一個(gè)良好的現(xiàn) 場診斷工作者，既需要一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也需要掌握熟悉的技術(shù)方法，還有不可 缺少的是豐富的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，只有全面具備了以上三個(gè)方面的素質(zhì)，才可以說是有 北京化工大學(xué)碩十學(xué)位論文 模塊組成，其中微處理器模塊包含d s p 處理器電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、液晶 接口電路、鍵盤電路、串口轉(zhuǎn)u s b 電路、s 刪存儲(chǔ)擴(kuò)展電路和f l a s h 存儲(chǔ)擴(kuò)展電路。 3 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)相關(guān)軟件設(shè)計(jì) 編寫和調(diào)試了振動(dòng)信號(hào)采集模塊、溫度信號(hào)采集模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、f l 礎(chǔ)存 儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊的程序。并且在文中給出了相關(guān)軟件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路。 4 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)調(diào)試及相關(guān)測試 由硬件調(diào)試和軟件測試兩部分組成。主要包括電源供電電路調(diào)試、信號(hào)調(diào)理電路 調(diào)試、時(shí)鐘電路調(diào)試、d s p 工作性能測試、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集精度測試，以及系統(tǒng) 上層應(yīng)用程序的測試。 4 第二章基于d s p 的設(shè)備巡檢系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二章基于d s p 的設(shè)備巡檢系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)備故障診斷概述 2 1 1 設(shè)備故障診斷的目的和意義 設(shè)備故障診斷與醫(yī)生看病有很多相似之處，如同人生病后需要求醫(yī)就診，機(jī)械設(shè) 備在運(yùn)行中產(chǎn)生了故障，同樣也需要“醫(yī)生”診斷病因。 設(shè)備故障診斷的內(nèi)容通常包含三個(gè)部分：第一部分是利用各種傳感器和檢測儀表 來獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息，即信號(hào)采集。所采集到的信號(hào)還要進(jìn)行相應(yīng)的處理，將 無用信息剔除，從而提取能反映設(shè)備狀態(tài)的有效信息，即特征信息，并且通過這些信 息來判斷設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否出現(xiàn)故障，我們將這部分內(nèi)容稱為“狀態(tài)監(jiān)測 ，他包含了信 號(hào)采集和信號(hào)處理。第二部分是如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，則識(shí)別相應(yīng)的反映故障狀態(tài) 的特征參數(shù)和信息，利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，給出故障診斷分析，包括故障原因、故 障類型、故障部位和故障程度等，這部分內(nèi)容稱為“故障診斷”。第三部分是根據(jù)診 斷結(jié)論，采取相應(yīng)的預(yù)防、控制和治理等措施，稱為“診斷決策”。 2 1 2 設(shè)備故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測 設(shè)備故障診斷的第一步是要獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，這種信息通常定義為設(shè)備運(yùn)行 中的各種參數(shù)的變化。設(shè)備在運(yùn)行過程中，凡是能夠監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的變化，掌握 設(shè)備在運(yùn)行中所處狀態(tài)( 正常、劣化或故障) ，并能識(shí)別、診斷出故障的性質(zhì)、程度 和部位的任何一種方式方法，都可以作為故障診斷的技術(shù)手段【l5 1 。 機(jī)械故障診斷與監(jiān)測的任務(wù)是對振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，并依據(jù)特征參數(shù)進(jìn) 行設(shè)備正常與否的分析以及對特征參數(shù)序列進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋，同時(shí)將故障信息傳遞、顯 示，并通過適當(dāng)途徑報(bào)警、處理。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)條件下，振動(dòng)故障診斷與監(jiān)測技術(shù) 不斷進(jìn)步，診斷與監(jiān)測系統(tǒng)日趨復(fù)雜，功能不斷擴(kuò)展、精度也更高。 機(jī)械系統(tǒng)的安全、可靠、高效、低功耗和環(huán)境友好的運(yùn)行，是企業(yè)提高生產(chǎn)效率， 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全的重要保證。實(shí)時(shí)采集機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，從而分析和判斷機(jī)械 系統(tǒng)運(yùn)狀態(tài)的優(yōu)劣，為機(jī)械系統(tǒng)的維修決策提供技術(shù)支持，可達(dá)到最佳的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 的目的。故障診斷就是實(shí)現(xiàn)這一目的的重要技術(shù)手段。 北京化工人學(xué)碩上學(xué)位論文 信 設(shè)數(shù) 粵，故 備八 傳 據(jù)入分 障 對 v 感 器 采 v 析 診 象 隹 處斷術(shù) 理 狀態(tài)監(jiān)測 圖2 1 典型故障診斷系統(tǒng)構(gòu)成圖 f i g2 - 1b l o c kd i a g r a mo ft ) ，p i c a lf a u l td i a 盟o s i ss y s t 鋤 由圖2 1 所示，故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測密不可分，故障診斷的前提和基礎(chǔ)是狀態(tài)監(jiān) 測，這一部分直接面向設(shè)備對象，識(shí)別和提取設(shè)備在運(yùn)行過程中的特征參數(shù)，然后將 這些特征參數(shù)經(jīng)過相應(yīng)的算法分析和處理，從而根據(jù)這些參數(shù)得出的分析結(jié)構(gòu)判斷被 測設(shè)備是否存在故障和確定設(shè)備的維修方案j 由此可見，狀態(tài)監(jiān)測是故障診斷系統(tǒng)能 否正常有效工作的基礎(chǔ)【1 6 】。 2 1 3 設(shè)備故障狀態(tài)的識(shí)別方法 對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的目的是要判斷設(shè)備運(yùn)行是否j 下常，如果已經(jīng)斷定設(shè)備出現(xiàn) 故障，則要進(jìn)步識(shí)別故障的種類、故障的原因、故障的程度。設(shè)備多產(chǎn)生的故障具 有層次性、多因素、多樣性、相關(guān)性、延時(shí)性和模糊性等特性，因此為了提高故障的 識(shí)別能力和增加診斷的準(zhǔn)確性，需要采取一些有效地故障狀態(tài)識(shí)別方法。 1 信息比較診斷法 信息比較診斷法是通過采集和存儲(chǔ)振動(dòng)幅值、頻率、相位、轉(zhuǎn)速、位移以及溫度、 壓力、流量等工藝參數(shù)的多種信息，進(jìn)而建立數(shù)據(jù)庫，并作出趨勢分析等圖譜。機(jī)械 一旦出現(xiàn)故障，可以通過信息比較診斷法將當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在結(jié)合故 障的特征信息，利用診斷知識(shí)，得出故障分析報(bào)告。 2 參數(shù)變化診斷法 機(jī)械發(fā)生振動(dòng)故障，一般都存在一個(gè)與轉(zhuǎn)速、壓力、流量和溫度等操作參數(shù)相關(guān) 的閾值，在閾值以下時(shí)，振動(dòng)會(huì)突然增大?？梢酝ㄟ^在參數(shù)變化過程中( 如升降速過 程、負(fù)荷變化過程、振幅或振型變化過程) 測量和分析信號(hào)特征，觀察機(jī)械振動(dòng)與哪 些因素有關(guān)，從而得出故障發(fā)生的部位和故障原因。如判斷離心壓縮機(jī)的振動(dòng)是否由 軸承油膜振蕩引起，處理觀察他的振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子的一節(jié)自振頻率是否相近之外，還 6 第二章基于d s p 的設(shè)備巡槍系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 要觀察轉(zhuǎn)子渦動(dòng)頻率隨轉(zhuǎn)速的變化。 3 模擬實(shí)驗(yàn)診斷法 基于設(shè)備故障的多樣性、層次性和多因素，設(shè)備故障多表現(xiàn)出的征兆與故障原因 之間的關(guān)系式往往是不確定的。可以通過模擬實(shí)驗(yàn)，對故障的機(jī)理和特征進(jìn)行研究， 分析產(chǎn)生故障的原因，提出表現(xiàn)這類故障的特征參數(shù)以及各種參數(shù)之間的定量關(guān)系等 問題。特別是對一些機(jī)理不清、特征信息不明、數(shù)據(jù)需要量化的故障類型，模擬實(shí)驗(yàn) 是較為常用的方法之一，他可以提供最直接的證據(jù)。 4 函數(shù)診斷法 函數(shù)診斷法是利用故障特征與故障原因之間存在的直接或者間接的函數(shù)關(guān)系，并 且計(jì)算設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，從而達(dá)到預(yù)測故障的目的。在實(shí)際工作中，函數(shù)診斷法有著普 遍應(yīng)用。尤其是在設(shè)備實(shí)際階段，與故障有關(guān)的影響因素，但凡與能夠進(jìn)行理論計(jì)算 的應(yīng)該首先采用。例如：在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方面，首先需要對轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算， 觀察機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速是否落在臨界轉(zhuǎn)速點(diǎn)附近或2 倍臨界轉(zhuǎn)速點(diǎn)上，否則會(huì)引進(jìn)轉(zhuǎn)子 和軸承較大振動(dòng)【”】。 5 故障樹分析診斷法 故障分析診斷法，是從研究最不理想的故障狀態(tài)出發(fā)，按照特定的邏輯關(guān)系從總 體到個(gè)體一級(jí)級(jí)地細(xì)化，分析故障的原因，最終得出故障的性質(zhì)、原因和程度。 6 宇申經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)術(shù)語人工智能領(lǐng)域的一個(gè)分支，他通過模仿人的大腦功能，借助于 仿真和并行處理信息技術(shù)，模擬人腦在記憶、學(xué)習(xí)和歸納功能上的一些基本特性。由 于其自身具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)、推理和表達(dá)能力，因此基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷專家系統(tǒng)在故 障診斷領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。 2 2 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)概述 當(dāng)今，人們越來越依賴高度機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的產(chǎn)業(yè)來創(chuàng)造財(cái)富，因此對 于故障診斷監(jiān)測設(shè)備的研究早已經(jīng)成為焦點(diǎn)，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。 近年來設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷技術(shù)發(fā)展迅速，有效地保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，并 在設(shè)備預(yù)知維修中發(fā)揮越來越重要的作用。計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)、微電子技術(shù)等迅猛發(fā) 展，也促進(jìn)了故障診斷技術(shù)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的興起。本課題針對石油化工企業(yè)對設(shè)備 檢測和故障診斷技術(shù)的需求，研發(fā)了一種以t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 為中央處理器的便攜式設(shè) 備巡檢系統(tǒng)，完成對機(jī)泵群機(jī)組信號(hào)的調(diào)理、采樣、數(shù)據(jù)處理、時(shí)域波形和頻譜的顯 示、紅外測溫、與外部接口通信等功能。該系統(tǒng)可以應(yīng)用在從小型工藝流程設(shè)備到整 個(gè)工廠的所有監(jiān)測設(shè)備，并且該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠較大幅度提高巡檢人員的勞動(dòng)效率， 降低了培訓(xùn)設(shè)備巡檢人員的要求，同時(shí)也減輕了設(shè)備管理人員在現(xiàn)場進(jìn)行巡檢等操作 7 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 的負(fù)擔(dān)，同時(shí)避免了現(xiàn)場全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測的卻投資和安裝工程。 2 3 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)構(gòu)成 本課題所設(shè)計(jì)的便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)的硬件是由電源管理模塊、信號(hào)處理模塊、 數(shù)據(jù)采集模塊、d s p 微處理器模塊、液晶顯示模塊、接口模塊構(gòu)成，軟件主要是由巡 檢管理軟件構(gòu)成。這款設(shè)備巡檢儀既可以作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備巡檢系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn) 場，又可以作為功能更加強(qiáng)大的智能巡檢系統(tǒng)的一部分。便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如下： 第二章基于d s p 的設(shè)備巡檢系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 信號(hào)形式的變換、量程調(diào)整、環(huán)境補(bǔ)償、線性化等； 3 在某些惡劣條件下，共模電壓干擾很強(qiáng)。例如，共模電平高達(dá)2 2 0 v ，甚至5 0 0 v 以上，不采用隔離的辦法則無法完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，因此必須根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，考慮共 模干擾的抑制，甚至采用隔離措施，包括地線隔離、路間隔離等。 數(shù)據(jù)采集模塊的主要作用就是將傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理后，再進(jìn)行數(shù)字 化，進(jìn)一步供微處理器對這些數(shù)字信號(hào)分析和處理。 微處理器模塊對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理。在便攜式儀器的設(shè)計(jì)中，提高系統(tǒng)性 能和降低系統(tǒng)功耗這兩個(gè)指標(biāo)尤為重要。基于以上考慮，選取t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 這款d s p 作為微處理器模塊的核心，擴(kuò)展一定的外圍存儲(chǔ)器芯片，以便實(shí)現(xiàn)和協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各種 功能，保證復(fù)雜算法的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性。 液晶顯示模塊是用戶與設(shè)備巡檢儀交互的重要橋梁，完成對d s p 處理后關(guān)鍵信號(hào) 的測量值、時(shí)域波形、頻譜、圖形用戶界面( g u i ) 的顯示，確保工業(yè)現(xiàn)場的工作人員 能夠直觀地觀察到設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)地診斷出設(shè)備的故障。 9 北京化工人學(xué)碩士學(xué)位論文 _ - - - - - - - - - - _ - _ _ - i - 一一 第三章系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第三章系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述 便攜式設(shè)備巡檢系統(tǒng)選用t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 為中央處理器，t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 是一款專 門針對控制設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理器，兼顧了d s p 和微控制器的優(yōu)點(diǎn)，能夠支持浮點(diǎn)運(yùn) 算算法，主頻為1 0 0 m h z ，被廣泛應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域。便攜式設(shè)備巡檢儀依托于專用 調(diào)理電路完成對機(jī)泵群機(jī)組信號(hào)的濾波、放大、積分從而提取出符合要求的加速度信 號(hào)、速度信號(hào)、位移信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)，為下一步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理奠定了基礎(chǔ)；通過兩塊 s p i 接口的a d c 分別對振動(dòng)信號(hào)和溫度信號(hào)進(jìn)行采樣，并且將采樣所得的數(shù)字信號(hào)傳 入d s p 根據(jù)相關(guān)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出測點(diǎn)的時(shí)域波形和頻譜或者具體的溫度 值，最終在液晶屏上描繪出相關(guān)的時(shí)域波形、頻譜和溫度值；還可以通過u s b 接口 與上位機(jī)進(jìn)行通信，傳輸有關(guān)測點(diǎn)信息。在充分考慮信號(hào)完整性的基礎(chǔ)上，利用a l t i l l l t l d e s i 班e r 完成了設(shè)備巡檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并使用h y p 甜y i l x 進(jìn)行仿真分析優(yōu)化p c b 設(shè)計(jì)，保證了設(shè)備巡檢系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。使用c o d ec o m p o s e rs m d i o 和c 語言編寫和 調(diào)試設(shè)備巡檢儀的振動(dòng)信號(hào)采集模塊、溫度信號(hào)采集模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、液晶顯示 模塊、s r a m 數(shù)據(jù)存貯模塊和f l a s h 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的程序。 3 2 信號(hào)調(diào)理模塊概述 信號(hào)調(diào)理模塊的功能是完成對傳感器傳過來的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。典型的系統(tǒng)的硬件 部分常常包含信號(hào)調(diào)理模塊，用于對原始信號(hào)或者傳感器的輸出進(jìn)行相應(yīng)的處理后， 再傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊，有效地改善了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能，保障了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn) 行的可靠性。 3 2 1 信號(hào)調(diào)理概述 典型的信號(hào)調(diào)理方法包括濾波、放大、隔離、激勵(lì)、線性化等，但是對于信號(hào)調(diào) 理的設(shè)計(jì)還要結(jié)合具體傳感器的特性，實(shí)現(xiàn)對特殊信號(hào)的調(diào)理。因此，設(shè)計(jì)合理和信 號(hào)調(diào)理電路，不僅僅要考慮信號(hào)調(diào)理本身的內(nèi)容，還要結(jié)合信號(hào)調(diào)理電路的應(yīng)用環(huán)境 以及被測參數(shù)的意義。以下時(shí)一些典型的信號(hào)調(diào)理功能： 1 濾波 濾波的功能是保留被測信號(hào)中的有用的頻率成分，去除不需要的頻率成分。為了 消除或者抑制噪聲對信號(hào)的干擾，信號(hào)調(diào)理模塊大多集成低通濾波器。特別地為了濾 除超過有用信號(hào)最高頻率的多余頻率成分，往往要使用抗混疊濾波器。 北京化工大學(xué)碩上學(xué)位論文 2 放大 放大的目的是提高微弱信號(hào)的分辨率，確保調(diào)理后信號(hào)的電壓范圍與a d c 電壓 范圍匹配。設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理模塊的時(shí)候，應(yīng)確保其靠近信號(hào)源和傳感器，這樣有利于避 免傳輸信號(hào)耦合到環(huán)境中的噪聲干擾，從而提高信噪比。 3 隔離 隔離是將各種直流或者交流信號(hào)以及各種傳感器信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換成所需的各種標(biāo) 準(zhǔn)直流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸入、輸出、電源之間相互隔離，消除地回路，減少干擾。隔離的 目的主要有兩點(diǎn)： 第一，從安全角度考慮，將來自危險(xiǎn)區(qū)的電壓、電流信號(hào)，經(jīng)隔離變送輸出電路 或相互獨(dú)立的雙路電壓、電流信號(hào)到安全區(qū)。 第二，確保數(shù)據(jù)采集模塊的輸出數(shù)據(jù)不會(huì)受到地電位的影響。即如果數(shù)據(jù)采集模 塊的地與信號(hào)的地之間存在電位差的話，并且沒有進(jìn)行相應(yīng)的隔離處理，那么很有可 能他們之間形成接地回路，引起誤差。 4 激勵(lì) 一些傳感器常常需要外界提供的激勵(lì)信號(hào)，例如由熱敏電阻構(gòu)成的溫度傳感器往 往需要外界給它提供電源。而信號(hào)調(diào)理模塊恰恰可以滿足傳感器在這方面的需求。 5 線性化 很多傳感器對于被測量系統(tǒng)的響應(yīng)是非線性的，因此常常使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的 軟件對傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行線性化校正，以補(bǔ)償傳感器帶來的誤差。 6 數(shù)字信號(hào)調(diào)理 即使傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)，很多時(shí)候?qū)?shù)字信號(hào)的調(diào)理仍是必不可少的，其 作用是對傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的電壓調(diào)整和波形整形【1 5 】。 3 2 2 放大電路的設(shè)計(jì) 對于振動(dòng)信號(hào)的采集，各種的機(jī)械類型的振動(dòng)情況有所不同，即振幅的大小有所 區(qū)別。對于不同的設(shè)備，加速度傳感器所采集到的