CN2750383Y - 虚拟式动态信号分析仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及的虚拟式动态信号分析仪，包括测量振动信号的传感器及计算机；其特征在于：传感器L的电荷信号输出端连接至信号调理模块IC1进行电荷信号进行滤波、放大，转换为电压信号；信号调理模块的电压信号的输出端连接基于PCI的数据采集卡IC2，经过A/D转换器把电压信号转换为数字信号，通过PCI总线扩展槽与计算机通讯。具有的优点：1.简化了硬件结构，空间占用率大为降低，耗能减少，不存在各测试仪器之间的调试匹配问题，可操作性加强，维护方便；2.软件与硬件分离，方便升级；3.可以实现多种分析功能；4.可通过联网功能，实现远程检测与分析。

Description

虚拟式动态信号分析仪
技术领域
本实用新型涉及测试与分析仪器领域，特别是动态信号分析仪，包括单、双通道FFT分析仪，更具体地说，涉及一种可通过PCI总线与计算机进行通讯的虚拟式单、双通道FFT分析仪。
背景技术
以齿轮传动系统精度检测与分析仪系统为例，说明信号的动态分析过程。齿轮传动系统精度检测与分析仪系统是一种测量精度很高、结构比较复杂的动态精度测量与分析仪器系统，用于在实验室、生产车间或户外现场对机械设备中的传动链进行动态测试。系统通常包括传感器、放大器、滤波器、数据采集器、存储器、频谱分析仪、计算机等测试仪器及设备(参见附图1)，使得整个系统不仅体积庞大、耗能高，而且调试困难，操作复杂，出错率高，造成测试分析费时费力，效率低下，不易得到满意的结果，且维护不便，升级换代困难甚至不能实现。另外系统的价格十分昂贵，像附图1所示的仪器系统，其总价值超过50万元，可见，实施这样的测试代价高昂。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种虚拟式动态信号分析仪，能够克服现有技术中的动态信号分析仪存在的体积庞大、耗能高，而且调试困难，操作复杂，出错率高，造成测试分析费时费力，效率低下，不易得到满意的结果，且维护不便，升级换代困难甚至不能实现等不足。通过将采集的动态信号经调理器处理后，通过基于PCI总线的数据采集卡转换为数字量，然后通过PCI总线与计算机通讯，利用计算机的强大功能实现上述测试系统中除传感器、信号调理和A/D转换外的所有功能。软件以模块化的方式来实现，可脱离动态信号分析仪的硬件部分独立运行。
本实用新型的虚拟式动态信号分析仪是通过如下技术方案实现的：即一种虚拟式动态信号分析仪，包括测量振动信号的传感器及计算机；其特征在于，传感器的电荷信号输出端连接信号调理模块进行电荷信号进行滤波、放大后，转换为电压信号；信号调理模块的电压信号的输出端连接基于PCI的数据采集卡，经过A/D转换器把电压信号转换为数字信号，通过PCI总线扩展槽与计算机通讯。计算机将接收到的数据存盘，并将结果显示在显示器上。
当虚拟式动态信号分析仪具有两个或两个以上的传感器的时候，基于PCI的数据采集卡采用双通道或多通道的数据采集卡，通过计算机上的PCI扩展槽与计算机通讯。
实施本实用新型提供的虚拟式动态信号分析仪，数据采集卡通过PCI总线与计算机进行通讯，将由调理器处理过的采集信号传送到计算机，利用Windows操作系统，配上以模块化方式实现的可独立于虚拟式动态信号分析仪外设运行的软件，使其具有下述优点：(1)简化了硬件结构，附图1所示的齿轮传动系统精度检测与分析仪系统利用本实用新型所述虚拟式动态信号分析仪，只需由传感器、负责前期信号放大和A/D转换的信号调理器、计算机三部分构成，空间占用率大为降低，耗能减少，不存在各测试仪器之间的调试匹配问题，可操作性加强，维护方便，价格可比原测试系统减至5万元左右；(2)软件与硬件分离，方便升级；(3)软件可以作为独立程序使用，用于将保存的检测数据回放和分析；(4)配合丰富的软件包，可以实现多种分析功能；(5)检测数据可在硬盘中作长时间保存，也可以转存到刻录光盘作永久性的保存；(6)可通过联网功能，实现远程检测与分析。
附图说明
附图1是用于对齿轮传动系统精度进行检测与分析的仪器系统配置图，用于在实验室、生产车间或户外现场对机械设备中的传动链进行动态测试。系统通常包括传感器L、放大器A、滤波器B、数据采集器H、存储器C、频谱分析仪D、计算机等测试仪器及设备。可以看到，配置图中的测试仪器复杂而且昂贵。
附图2是本实用新型的虚拟式动态信号分析仪的系统框图。
具体实施方案
参见附图2，本实用新型的虚拟式动态信号分析仪，包括用来测量动态信号的传感器、信号调理模块、PCI总线数据采集卡、计算机主机和显示器以及打印机。其中PCI总线数据采集卡通过计算机主机的PCI总线扩展槽与计算机主机通讯。
参见附图2，虚拟式动态信号分析仪中的传感器可以是1个传感器L(对单通道虚拟式动态信号分析仪)，也可以是2个传感器(对双通道虚拟式动态信号分析仪)，传感器可以是用来测量加速度的传感器，如B&K4370加速度传感器，它用来将振动信号转换为电荷信号；信号调理模块IC1选用B&K2635电荷放大器，它对传感器输出的电荷信号进行滤波、放大后，转换为电压信号供基于PCI的数据采集卡使用；基于PCI的数据采集卡IC2采用PLX公司的PCI9050芯片，并经过A/D转换器把电压信号转换为数字信号，通过PCI总线扩展槽与计算机通讯。其中A/D转换器选用AD公司的AD7541芯片。
与本实用新型配用的计算机软件部分工作于微软公司的Windows操作系统平台，采用Visual C++编程语言编程，可在Windows 98/2000/XP/NT及后续版本的操作系统平台下工作。作为与本实用新型配用的软件部分，允许其脱离本实用新型的硬件部分独立运行，通过计算机的联网功能，可以实现远程检测和分析。
本实用新型的虚拟式动态信号分析仪以模块化的方式实现，包括以下主要模块：
(1)数据采集模块，用于将由传感器采集到的动态信号经过调理器和PCI总线数据采集卡处理后，通过PCI总线传送到计算机；
(2)信号波形表示模块，用于将动态信号显示于计算机屏幕：
(3)动态信号分析功能模块，包括时域分析、频域分析、细化分析、解调分析、数字滤波、相关性分析、三维谱阵分析等；
(4)打印机输出模块，用于将动态信号波形及分析结果输出到打印机。作为标准输出，本软件支持所有Windows标准的打印机；
(5)信号硬盘存储模块，当计算机通过PCI总线接收到动态信号后，只要用户选择了保存记录，则虚拟式动态信号分析仪会自动实时保存数据；
(6)网络模块，使用TCP/IP协议，利用联网功能，实现远程检测与分析。

Claims (3)

1、一种虚拟式动态信号分析仪，包括测量振动信号的传感器及计算机；其特征在于，传感器(L)的电荷信号输出端连接至信号调理模块(IC1)进行电荷信号进行滤波、放大，转换为电压信号；信号调理模块的电压信号的输出端连接基于PCI的数据采集卡(IC2)，经过A/D转换器把电压信号转换为数字信号，通过PCI总线扩展槽与计算机通讯。
2、根据权利要求1所述的虚拟式动态信号分析仪，其特征是：传感器(L)是用来测量加速度的传感器。
3、根据权利要求1所述的虚拟式动态信号分析仪，其特征是：传感器(L)为一个或两个。
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