旋转机械的角位移测量及故障判断系统

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1、III旋转机械的角位移测量及故障判断系统摘要本设计采用软件和硬件相结合的方法，将圆光栅传感器、数据采集器、计算机和虚拟仪器技术结合在一起，具有较高测量机构的凸轮机构分度精度测量系统，并能实现实时数据处理、显示和打印测量结果，通过对测试软件加以丰富和完善，对凸轮特性加以分析，则可实现凸轮机构的故障诊断功能。关键词:圆光栅传感器；虚拟仪器；数据采集卡；LabVIEW；细分；计数判定；转角显示；记录；FFT变换IIITherevolvingmachineryangulardisplacementsurveyandbreakdowndiagnosissystemdesignABSTRACTThis

2、designusesthemethodwhichthesoftwareandthehardwareunify,therounddiffractiongratingsensor,thedataacquisitioncard,thecomputerandtheVirtualinstrumenttechnologyunifiesintogether,realizestothecamindexingorganizationindexingprecisionsurvey.Usesthemethodwhichthehypothesizedinstrumentsoftwareprogramstoreal

3、izetosurveysthesignaltheprocessinganalysis,mayrealizereal-timefunctionsandsooncornerdemonstration,recordingandprintingmeasurementresult,throughcarriesonthefrequencyrangeanalysistothesurveysignal,mayrealizetothecamgearbreakdowndiagnosisfunction.KEYWORDS:Rounddiffractiongratingsensor;Virtualinstrume

4、nt;Dataacquisitioncard;LabVIEW;Segmentation;Countingdetermination;Cornerdemonstration;Record;FFTtransformationIII目录摘要IABSTRACTII1系统总体方案的设定11.1测量系统的原理方案12各主要模块的设定及选择42.1凸轮机构的设计42.1.1凸轮机构的组成42.1.2凸轮机构的特点42.1.3凸轮机构的类型42.2光栅传感器的设计42.2.1圆光栅测角仪的工作原理：42.2.2光栅式数字传感器：52.2.3光栅测量原理52.3细分技术82.3.1测角与细分原理：82.3.

5、2细分方法：92.4计数与判定部分的设计162.5转角显示和记录212.5.1转角显示212.5.2转角的记录232.5.3USB接口及其驱动程序242.5.4滤波253前后面板的设计及软硬件的连接263.1后面板的设计263.1.1顺序执行和并行执行263.1.2循环结构和接点263.1.3参数的设置263.2硬件的连接274故障诊断284.1故障诊断的方法284.1.2振动的分类284.1.3振动的表征和测试285虚拟仪器和LABVIEW工具的发展简介305.1虚拟仪器系统及其软件结构305.2虚拟仪器的现状315.3虚拟仪器的展望325.4LabVIEW工具33III致谢35参考文献

6、3637旋转机械的角位移测量与故障诊断系统设计1系统总体方案的设定1.1测量系统的原理方案方案（a）为直接计数系统的原理方案。当光栅每移动一个栅距角ψ时，记数编码电路送出一个计数脉冲，由可逆计数器进行计数和译码显示。方案（b）为全细分计数系统的原理方案。当光栅每移动一个栅距角ψ时，细分电路可以送出等于细分数的n个脉冲，由可逆计数器进行计数和译码显示。这种原理是目前广为采用的方案。方案（c）为整数与小数分别处理的计数系统的原理方案。光栅信号由分离电路分离出整数计数脉冲和小数计数脉冲，然后分别经整数计数编码电路和细分电路送出综合计数脉冲，由可逆计数器进行综合计数和译码显示。这种方案适用于高精度

7、快速测量。本次设计可以直接用于实际测量，可利用现有的圆光栅传感器和数据采集卡.由设计任务可知，光栅的测角精度要求达到±5″，圆光栅采用所给定的而所给的圆光栅的刻线数为10800条，即栅距角为120″，因此，测量信号要有很大的细分数，细分数n≥24就可以满足精度的要求了，可选用方案（b）来设计。数据采集卡采用现有的优采的USB接口的UA305数据采集卡，它可以直接同圆光栅相接，另一端和计算机的USB接口直接相连，但由于该卡