一種用于動(dòng)平衡機(jī)的智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)平衡技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于動(dòng)平衡機(jī)的智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)機(jī)械是機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分，在航空、航天、汽車、石油等廣泛的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于設(shè)計(jì)缺陷、轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻、制造裝配誤差，以及轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中有質(zhì)量脫落或是有環(huán)境介質(zhì)粘附到轉(zhuǎn)子上等原因，使得實(shí)際運(yùn)行中轉(zhuǎn)子的主慣性軸偏離其旋轉(zhuǎn)軸線，產(chǎn)生質(zhì)量不平衡，進(jìn)而產(chǎn)生不平衡力。不平衡力將引起轉(zhuǎn)子撓曲變形、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并通過軸承傳遞給機(jī)座，從而使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲，進(jìn)而降低機(jī)器性能、工作效率和使用壽命。為了避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，動(dòng)平衡測試成為消除轉(zhuǎn)子不平衡量的必要途徑。
[0003]目前國內(nèi)出現(xiàn)較多的測試系統(tǒng)多是以單片機(jī)為核心處理器的便攜式動(dòng)平衡儀，這種便攜式動(dòng)平衡儀在現(xiàn)場動(dòng)平衡時(shí)有很大優(yōu)點(diǎn)，但由于其采用單片機(jī)作為處理器，處理速度有線，限制了新型有效但較為復(fù)雜的測試算法的運(yùn)用，且由于外圍鍵盤模塊、顯示模塊連接麻煩，操作不方便、顯示結(jié)果不清楚易懂，系統(tǒng)升級(jí)困難等原因使其推廣受到了一定的限制。隨著動(dòng)平衡技術(shù)的發(fā)展和高精度高效率動(dòng)平衡測試的需求，對多測點(diǎn)動(dòng)平衡測試系統(tǒng)、多傳感器信息融合、有效的數(shù)據(jù)處理方法提出了要求，且隨著筆記本電腦的廣泛使用，采用筆記本電腦作為處理器來進(jìn)行系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)計(jì)算和結(jié)果顯示，既能用于現(xiàn)場動(dòng)平衡，更能開發(fā)出性能更為優(yōu)良的動(dòng)平衡測試系統(tǒng)。
[0004]因此，有必要做進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、操作方便、精度高、效率高的用于動(dòng)平衡機(jī)的智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)，其是以PC主機(jī)為處理器的基于USB接口的多通道智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
[0006]按此目的設(shè)計(jì)的一種用于動(dòng)平衡機(jī)的智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)，包括母板，電源模塊和PC主機(jī)，所述電源模塊電性連接母板，所述PC主機(jī)有線或無線連接母板;其特征在于:還包括若干振動(dòng)信號(hào)處理模塊、至少一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊，及若干振動(dòng)傳感器和/或轉(zhuǎn)速傳感器;所述振動(dòng)信號(hào)處理模塊和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊分別為模塊化設(shè)置，且彼此相對獨(dú)立，所述振動(dòng)信號(hào)處理模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊、振動(dòng)傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別連接母板。
[0007]所述振動(dòng)信號(hào)處理模塊至少包括振動(dòng)傳感器、前置處理電路、程控積分電路、程控增益放大電路、窄帶跟蹤濾波電路和/或固定增益放大電路，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換、濾波、放大等功能。
[0008]所述轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊至少包括轉(zhuǎn)速傳感器、前置處理電路、程控積分電路、整形放大電路和/或鎖相倍頻電路，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)的整形放大、倍頻/分頻等功能。
[0009]所述振動(dòng)傳感器為壓電式加速度傳感器和/或電磁式速度傳感器和/或電渦流位移傳感器。
[0010]所述轉(zhuǎn)速傳感器為光電式轉(zhuǎn)速傳感器和/或電渦流轉(zhuǎn)速傳感器。
[0011]所述母板上設(shè)置有EZ-UAB芯片，所述振動(dòng)信號(hào)處理模塊和/或轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊通過EZ-USB芯片連接PC主機(jī)。
[0012]所述母板上還設(shè)置有若干用于連接振動(dòng)信號(hào)處理模塊和/或轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊的模塊插槽、用于連接電源模塊的電源接口、用于連接振動(dòng)傳感器和/或轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器接口、及用于連接PC主機(jī)的PC接口。
[0013]所述模塊插槽和/或電源接口和/或傳感器接口和/或PC接口為USB接口。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:通過采用PC主機(jī)為處理器，相比傳統(tǒng)模式功能更強(qiáng)大，計(jì)算速度更快，人機(jī)交互性更強(qiáng);基于USB接口的多通道數(shù)據(jù)傳輸，克服了傳統(tǒng)PCI總線和ISA總線插拔麻煩，擴(kuò)展槽有線的缺點(diǎn)，具有數(shù)據(jù)傳輸高速，支持熱插拔，無需外接電源，擴(kuò)展接口多的優(yōu)點(diǎn);振動(dòng)信號(hào)處理模塊和/或轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊采用模塊化設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單、合理，性能穩(wěn)定，測試精度高且易于維護(hù);采用多傳感器信息融合，提高了剛性轉(zhuǎn)子的平衡精度及可對柔性轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡。其具有結(jié)構(gòu)簡單合理、操作方便、精度高、效率高的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018]參見圖1和圖2，本用于動(dòng)平衡機(jī)的智能動(dòng)平衡測試系統(tǒng)，包括母板，電源模塊、PC主機(jī)、八個(gè)振動(dòng)信號(hào)處理模塊、一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊、振動(dòng)傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器;其中，電源模塊電性連接母板，PC主機(jī)通過USB總線有線連接母板;振動(dòng)信號(hào)處理模塊和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊分別為模塊化設(shè)置，且彼此相對獨(dú)立;振動(dòng)信號(hào)處理模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊、振動(dòng)傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別連接母板。
[0019]具體地講:
[0020]振動(dòng)信號(hào)處理模塊:包括振動(dòng)傳感器、前置處理電路、程控積分電路、程控增益放大電路、窄帶跟蹤濾波電路和固定增益放大電路，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換、濾波、放大等功能。振動(dòng)信號(hào)處理模塊的數(shù)量可根據(jù)測試需要進(jìn)行設(shè)置，各通道的結(jié)構(gòu)相同，參數(shù)可以分別配置，本實(shí)施例構(gòu)建的測試系統(tǒng)設(shè)置了八個(gè)振動(dòng)信號(hào)處理模塊。
[0021 ]轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊:包括轉(zhuǎn)速傳感器、前置處理電路、程控積分電路、整形放大電路和鎖相倍頻電路，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)的整形放大、倍頻/分頻等功能。
[0022]轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊中的隔直電路和程控積分電路參數(shù)與振動(dòng)信號(hào)處理模塊中的相同，目的是為了消除轉(zhuǎn)速變化對振動(dòng)、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊之間相位差的影響。
[0023]為了適應(yīng)不同的實(shí)際應(yīng)用場合，本實(shí)施例的測試系統(tǒng)選用的振動(dòng)傳感器為壓電式加速度傳感器、電磁式速度傳感器和電禍流位移傳感器三種;轉(zhuǎn)速傳感器為光電式轉(zhuǎn)速傳感器和電渦流轉(zhuǎn)速傳感器兩種。
[0024]母板上設(shè)置有EZ-UAB芯片，振動(dòng)信號(hào)處理模塊和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊分別通過EZ-USB芯片連接PC主機(jī)。其中，EZ-USB芯片是基于RAM的“軟〃系統(tǒng)解決方案，不需要ROM或其它的固化存儲(chǔ)器，而只使用EZ-USB芯片內(nèi)的程序/數(shù)據(jù)RAM，速度更快，同外部器件的連接更加簡單。
[0025]母板上還設(shè)置有九個(gè)用于連接八個(gè)振動(dòng)信號(hào)處理模塊和一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理模塊的模塊插槽、用于連接電源模塊的電源接口、用于連接振動(dòng)傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器接口、及用于連接PC主機(jī)的PC接口。模塊插槽、電源接口、傳感器接口和PC接口分別為USB接
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[0026]母板通過各插槽和各接口將各傳感器的信號(hào)和電源模塊的電壓傳遞給各信號(hào)處理模塊，將轉(zhuǎn)速倍頻信號(hào)傳遞給各振動(dòng)信號(hào)處理模塊，并將A/D采樣數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給PC主機(jī)。
[0027]振動(dòng)信號(hào)處理模塊采用基于USB接口數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)A/D采樣電路與PC主機(jī)間的連接。PC