專利名稱：數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀，屬于測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，適用于電機(jī)測(cè)試，同時(shí)也適用于電器、電冰箱等機(jī)電、家電產(chǎn)品的測(cè)試。
在機(jī)電產(chǎn)品和家用電器產(chǎn)品中，噪聲級(jí)的考核已列入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之中。噪聲級(jí)的測(cè)量不僅是產(chǎn)品上等級(jí)的指標(biāo)項(xiàng)目，而且是產(chǎn)品合格與否的重要指標(biāo)。八十年代國外開始考核電機(jī)的負(fù)載噪聲，隨后我國也規(guī)定考核新Y2電機(jī)負(fù)載噪聲并列入其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中。1996年我國頒布了“振動(dòng)法”測(cè)試機(jī)器噪聲的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16539，上海電器科學(xué)研究所在此期間進(jìn)行了這方面的研究工作并開發(fā)了電機(jī)振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀(專利號(hào)ZL 00 2 1629.2)該儀器是由模擬電路構(gòu)成，只能說明是初級(jí)產(chǎn)品，應(yīng)該由更先進(jìn)的數(shù)字式的產(chǎn)品來取代。
本實(shí)用新型的目的是提出一種數(shù)字化、可以和計(jì)算機(jī)聯(lián)用的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理的振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀，符合儀器儀表的數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)。
本實(shí)用新型的解決方案是在電機(jī)振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀的線路中，由電荷放大器、歸一放大器、一次積分放大器、二次積分放大器、A計(jì)權(quán)噪聲輻射曲線、濾波器、交流記錄電路等的基礎(chǔ)上增加由單片機(jī)為核心的A/D轉(zhuǎn)換、RS-232接口、鍵盤和顯示電路、控制電路所組成。由于增加了上述關(guān)鍵電路，便構(gòu)成了新一代數(shù)字化振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀。該儀器具有高靈敏度、高分辨率、自動(dòng)量程、數(shù)字顯示和RS-232接口。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型加以說明。


圖1是本實(shí)用新型的電氣線路框圖；圖2是本實(shí)用新型測(cè)試儀的程序流程圖；圖3是本實(shí)用新型所特有的電氣線路原理圖；圖4是本實(shí)用新型測(cè)試儀的面板示意圖；圖5是本實(shí)用新型測(cè)試儀的背板示意圖。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型測(cè)試儀電氣線路框圖顯示，該儀器由電荷放大器1、歸一放大器2、一次積分放大器3、二次積分放大器4、A計(jì)權(quán)5、噪聲輻射曲線6、濾波器7、交流記錄電路8、A/D轉(zhuǎn)換9、單片機(jī)10、鍵盤和顯示電路11、RS-232接口電路12、控制電路13組成。其中A/D轉(zhuǎn)換9、單片機(jī)10、鍵盤和顯示電路11、RS-232接口電路12、控制電路13為本實(shí)用新型的新增電路。整個(gè)儀器的工作原理如下由傳感器輸入的電荷信號(hào)送入電荷放大器1，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后得到加速度a，經(jīng)積分放大器3、4一二次積分分別得到速度V和位移信號(hào)S，速度信號(hào)經(jīng)A計(jì)權(quán)5、噪聲輻射曲線6計(jì)權(quán)后得到噪聲信號(hào)L，此四種信號(hào)由控制電路13控制輸入到濾波器7，再輸入到A/D轉(zhuǎn)換9送入8031單片機(jī)10，由單片機(jī)完成濾波及計(jì)算，結(jié)果由顯示窗口11顯示，或由RS-232接口電路12送入計(jì)算機(jī)，測(cè)量的物理量及量程可由鍵盤11設(shè)定，通過單片機(jī)10和控制電路13實(shí)施確定。
參照?qǐng)D4、圖5，該儀器的外部結(jié)構(gòu)如面板圖4和背板圖5，面板上有功能開關(guān)按鈕15，LED顯示窗口16，撥盤17，傳感器輸入插座19，打印按鈕20，自檢按鈕21，量程開關(guān)按鈕22，自動(dòng)量程按鈕23，聲源尺寸按鈕24。背板上有電源開關(guān)25，記錄輸出26，RS232接口27，超差調(diào)節(jié)28，噪聲校正29，熔絲31，電源插座32，銘牌30，機(jī)殼18。
參照?qǐng)D3，此電路為本實(shí)用新型所增加部分，其電氣原理圖為五部分所組成，分別為8031單片機(jī)10，A/D轉(zhuǎn)換9、鍵盤和顯示電路11、RS232接口12、控制電路13。其中10是單片機(jī)電路，它由集成塊8031、74LS373、2764，電容C3、C5、DC5，電阻R4，晶振組成，主要完成功能設(shè)定、數(shù)值計(jì)算、結(jié)果顯示等功能。11是鍵盤和顯示電路，它由集成塊8155、74LS373，電容F13，電阻R5、R6，按鈕KNOB，LED等組成，其功能是顯示測(cè)量結(jié)果，響應(yīng)按鍵設(shè)定。12是RS-232接口電路，由集成塊MC1488、MC1489構(gòu)成，其功能是完成和計(jì)算機(jī)通訊。13是控制電路，它是由集成塊74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，電容YC1、YC2、YC3，電阻器W2、W4、W6、W8等組成，此部分電路主要用于完成控制信號(hào)的輸入、量程的選擇等。9是A/D轉(zhuǎn)換，它由集成塊AD571、LM308，電容C1、C2、F14，電阻R1、R2，電阻器W1，二極管Z1組成，其功能是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散數(shù)列以供單片機(jī)處理。
一種數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀由電荷放大器1、歸一放大器2、積分放大器3、二次積分放大器4、A計(jì)權(quán)5、噪聲輻射曲線6、濾波器7、交流記錄電路8所組成，其特征在于還增加了A/D轉(zhuǎn)換9、單片機(jī)10、鍵盤和顯示電路11、RS-232接口電路12、控制電路13和軟件程序，其線路接配關(guān)系是電荷放大器1的輸出端與歸一放大器2的輸入端相接，其輸出端分別與積分放大器3和控制電路13相接，積分放大器3的輸出端分別與二次積分放大器4、A計(jì)權(quán)5、控制電路13的輸入端相接，A計(jì)權(quán)5的輸出端和噪聲輻射曲線6的輸入端相接，噪聲輻射曲線6的輸出端與控制電路13相接，控制電路13的輸出端與濾波器7的輸入端相接，濾波器7的輸出端分別接交流記錄電路8和A/D轉(zhuǎn)換9的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換9的輸出接單片機(jī)10，單片機(jī)10分別接控制電路13、鍵盤和顯示電路11以及RS-232接口電路12，以上所述10是8031單片機(jī)電路，它由集成塊8031、74LS373、2764，電容C3、C5、DC5，電阻R4，晶振組成。11是鍵盤和顯示電路，它由集成塊8155、74LS373，電容F13，電阻R5、R6，按鈕，LED等組成。12是RS-232接口電路，由集成塊MC1488、MC1489構(gòu)成。13是控制電路，它由集成塊74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，電容YC1、YC2、YC3，電阻器W2、W4、W6、W8等組成。9是A/D轉(zhuǎn)換，它由集成塊AD571、LM308，電容C1、C2、F14，電阻R1、R2，電阻器W1，二極管Z1組成，線路接配關(guān)系是模擬電路輸入的模擬信號(hào)接入R1，經(jīng)LM308放大由LM308第6腳輸入到AD571第13腳，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后由AD571的10bit輸出腳輸出到集成塊8155的PB口的8個(gè)腳和PC口的2、3腳上，然后傳送到8031的數(shù)據(jù)口，計(jì)算結(jié)果由8031的P1口輸出到驅(qū)動(dòng)器74LS373并經(jīng)LED顯示；鍵盤陣列由8155擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，行選線占用PC0、1腳，列選線和LED的位選線復(fù)用；8031的程序存儲(chǔ)器為2764，其低八位地址由74LS373鎖存；MC1488的4、5并聯(lián)接8031的TXD，6腳接計(jì)算機(jī)的RXD，MC1489的3腳接8031的RXD，1腳接計(jì)算機(jī)的TXD，構(gòu)成RS232接口；8031P1口輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)74LS373.1鎖存，74LS373.1的2、5腳輸出控制MAX339.1，同時(shí)輸出到74LS10和74LS08進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制MAX318、MAX319，MAX318、MAX319和MAX339.1形成的模擬通道選擇測(cè)量參數(shù)如加速度、速度、位移或噪聲；8031P1口輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)74LS373.2鎖存，74LS373.2的2、5腳輸出控制MAX339.2，MAX339.2形成的模擬通道選擇測(cè)量量程。
以上為本實(shí)用新型的硬件部分說明，其線路原理圖為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案。本方案尚包括軟件部分，以下就軟件的實(shí)施參照附圖2加以說明。
參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的軟件由定時(shí)中斷子程序、串行中斷子程序、上電復(fù)位主程序三部分構(gòu)成。主程序?yàn)樯想姀?fù)位，設(shè)置單片機(jī)及外圍器件初始化參數(shù)，然后顯示提示符以表明儀器正常，可用于測(cè)量，然后判斷有無按鍵按下，若有按鍵則判斷按鍵號(hào)碼并執(zhí)行相應(yīng)功能，若沒有按鍵則直接轉(zhuǎn)去數(shù)據(jù)采集，并處理數(shù)據(jù)包括數(shù)字濾波、計(jì)算及更新顯示數(shù)據(jù)。定時(shí)中斷子程序是在測(cè)量過程中隨時(shí)監(jiān)視鍵盤，若有按鍵則設(shè)置標(biāo)志然后在主程序中判斷按鍵并執(zhí)行相應(yīng)功能，若無按鍵則返回主程序，在此子程序中掃描LED，顯示測(cè)量結(jié)果。串行中斷子程序?qū)崿F(xiàn)和計(jì)算機(jī)的通訊，該程序判斷計(jì)算機(jī)傳來的數(shù)據(jù)是否是命令，若是則設(shè)置標(biāo)志由主程序判斷命令并執(zhí)行相應(yīng)功能，若不是命令則向計(jì)算機(jī)傳送測(cè)量數(shù)據(jù)，然后返回主程序。
如上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀的數(shù)字化，可以測(cè)量機(jī)器振動(dòng)的加速度、速度、位移參數(shù)以及機(jī)器噪聲級(jí)，直接以LED顯示測(cè)量結(jié)果，靈敏度、準(zhǔn)確度高，由于采用程控放大所以能夠在大范圍的量程上實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)量程，使用簡(jiǎn)便，另外它具有RS232標(biāo)準(zhǔn)接口可以與產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)線上的計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)，將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)處理并能由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場(chǎng)控制。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀包括電荷放大器1、歸一放大器2、積分放大器3、二次積分放大器4、A計(jì)權(quán)5、噪聲輻射曲線6、濾波器7、交流記錄電路8，其特征在于它還增加了A/D轉(zhuǎn)換9、單片機(jī)10、鍵盤和顯示電路11、RS-232接口電路12、控制電路13和軟件程序，其線路接配關(guān)系是電荷放大器1的輸出端與歸一放大器2的輸入端相接，其輸出端分別與積分放大器3和控制電路13相接，積分放大器3的輸出端分別與二次積分放大器4、A計(jì)權(quán)5、控制電路13的輸入端相接，A計(jì)權(quán)5的輸出端和噪聲輻射曲線6的輸入端相接，噪聲輻射曲線6的輸出端與控制電路13相接，控制電路13的輸出端與濾波器7的輸入端相接，濾波器7的輸出端分別接交流記錄電路8和A/D轉(zhuǎn)換9的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換9的輸出接單片機(jī)10，單片機(jī)10分別接控制電路13、鍵盤和顯示電路[11]以及RS-232接口電路12，以上所述10是8031單片機(jī)電路，包括集成塊8031、74LS373、2764，電容C3、C5、DC5，電阻R4，晶振；11是鍵盤和顯示電路，包括集成塊8155、74LS373，電容F13，電阻R5、R6，按鈕，LED；12是RS-232接口電路，包括 集成塊MC1488、MC1489；13是控制電路，包括集成塊74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，電容YC1、YC2、YC3，電阻器W2、W4、W6、W8；9是A/D轉(zhuǎn)換，包括集成塊AD571、LM308，電容C1、C2、F14，電阻R1、R2，電阻器W1，二極管Z1；其線路接配關(guān)系是模擬電路輸入的模擬信號(hào)接入R1，經(jīng)LM308放大由LM308第6腳輸入到AD571第13腳，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后由AD571的10bit輸出腳輸出到集成塊8155的PB口的8個(gè)腳和PC口的2、3腳上，然后傳送到8031的數(shù)據(jù)口，計(jì)算結(jié)果由8031的P1口輸出到驅(qū)動(dòng)器74LS373并經(jīng)LED顯示；鍵盤陣列由8155擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，行選線占用PC0、1腳，列選線和LED的位選線復(fù)用；8031的程序存儲(chǔ)器為2764，其低八位地址由74LS373鎖存；MC1488的4、5并聯(lián)接8031的TXD，6腳接計(jì)算機(jī)的RXD，MC1489的3腳接8031的RXD，1腳接計(jì)算機(jī)的TXD，構(gòu)成RS232接口；8031P1口輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)74LS373.1鎖存，74LS373.1的2、5腳輸出控制MAX339.1，同時(shí)輸出到74LS10和74LS08進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制MAX318、MAX319，MAX318、MAX319和MAX339.1形成的模擬通道選擇測(cè)量參數(shù)如加速度、速度、位移或噪聲；8031P1口輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)74LS373.2鎖存，74LS373.2的2、5腳輸出控制MAX339.2，MAX339.2形成的模擬通道選擇測(cè)量量程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀，其特征還在于它的軟件程序包括定時(shí)中斷子程序、串行中斷子程序、上電復(fù)位主程序。
專利摘要一種用于機(jī)電產(chǎn)品及家用電器的振動(dòng)和噪聲測(cè)量的數(shù)字式振動(dòng)噪聲檢測(cè)儀，由電荷放大器、歸一放大器、一次積分器、二次積分器、濾波器、A計(jì)權(quán)、噪聲輻射曲線、交流記錄電路所組成，其特征在于還增加了A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、鍵盤和顯示電路、RS－232接口電路、控制電路，由于增加了此電路，使本實(shí)用新型構(gòu)成了新一代數(shù)字式智能型振動(dòng)噪聲測(cè)試儀，可以測(cè)量產(chǎn)品振動(dòng)的加速度、速度、位移參數(shù)以及產(chǎn)品的噪聲級(jí)，直接以LED顯示，靈敏度及準(zhǔn)確度高。
文檔編號(hào)G01H17/00GK2529222SQ0123847
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者王傳軍, 馬久旭 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究所