CN85200259U - 数字式袖珍测振仪 - Google Patents
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Abstract
数字式袖珍测振仪。属于振动测试仪表。目的是提供一种结构简单,测量精度高,测量功能多,功耗低,便于携带的数字式袖珍测振仪。它主要由积分电路[1],前置放大器[2],程控放大器[3],末级放大器[1],采样保持电路[5]模数转换电路[6],低通滤波器[7],整形电路[8],分频电路[13],存储器[10],显示器[11],键盘[13]以及起控制作用的单片计算机[9]组合构成。本测振仪可以在现场测量转速,振动幅度,基波的幅度和相位,二次和三次谐波的幅值,进行动平衡分析时能自动显示出所需修正值的大小和方向。
Description
本发明属于振动测试仪表。
在现有技术中,有各种性能的测振仪,可以测量转速,振动的幅度,基波和谐波的幅度和相位。测量精度高,分析参数多,但是这些仪表体积大,重量大,功耗也大,成本高,结构复杂,不便于携带到现场进行巡回检测。
在现有技术中,也有袖珍测振仪。这些仪表体积小,重量轻,可以随身携带,但是它只能测量振动幅度的峰一峰值。测量精度差,功能少,例如ZXP-1型测振仪。
本发明的目的是提供一种结构简单,使成本降低,测量精度提高,测量功能多,功率消耗低,便于携带的数字式袖珍测振仪,它可以在现场测量转速,振动幅度的峰一峰值,基波的幅值和相位,二次和三次谐波的幅值,如果振动幅度超过一定数值,自动发出报警信号,它还能够进行一个测点的动平衡分析,找到为了减小振动而应该施加配重的方向和大小。
本发明的构思如下:参看附图1,A或B为待测转速的信号,经过整形后得到方波c作为开门信号,另外有一个周期为Tc的高频计数信号D,测出在开门期间的脉冲数NS便可求出转速n,即n=60/NSTC转/分。周期T=NSTC。
按上述方法测出振动信号的周期之后,将此周期分割成32等分。参看图2,在此32点处进行数据采集得到X1,X2,…,X32等值,这种采样方法可称为整周期采样法,它特别适用于测量过程中振动信号的周期T近似不变或变化很小的场合,可以做到计算简单,精度高。
在得到上述采样数据之后,求出Xi的最大值和最小值之差便为振动幅度的峰一峰值。按照付里叶级数展开时计算系数的离散化公式计算下列各式:
an= 2/(N) <math><SUM><FROM>K=0<TO>N-1<OF></SUM></math> X(tk)Sin(2πnk/N)
An=
θn=tg-1(an)/(bn)
n=1,2,3
N=32
本发明只对基波幅值A1,二次和三次谐波的幅值A2,A3和基波相位θ1进行计算和分析。
本发明是按照上述构思使用十四个主要部件组合而成的。如图3所示,拾振器将振动的速度信号变为电信号B送入积分电路〔1〕,从而得到反映振动幅度大小的模拟电信号,该信号送入前置放大器〔2〕进行放大后送入程控放大器〔3〕。程控放大器的放大倍数由计算机进行控制的,从而使仪表能够根据输入信号的大小自动调整放大倍数。〔4〕是末级放大器,它将程控放大器输出的信号再进行放大,它的输出一路送到采样一保持电路〔5〕,以便进行采样,另一路送到低通滤波器〔7〕,以便当开关〔14〕指向“内”时计算转速。〔6〕是八位模拟——数字转换电路,它将来自采样保持电路的信号变换数字量后送单片计算机。单片计算机〔9〕定时发出控制信号给采样保持电路和模数转换电路,以便按照一定的时间间隔对模拟电信号进行采样和转换。转换后的数字量送入单片计算机,单片计算机对这些量进行处理,并将结果送显示器〔11〕显示出来。
为了在两种情况下均能测量转速,安装了开关〔14〕。一种情况是开关打向“外”时,来自光电头A的相位基准脉冲送入整形电路〔8〕,第二种情况是开关打向“内”时,末级放大器的输出经过低通滤波器〔7〕后的信号送入整形电路〔8〕,这两种情况下整形电路输出方波的脉宽均反映了周期的大小,因而可用它作为开门信号,该信号接到计算机的中断输入端 INT。
单片计算机的 ALE信号送入三分频电路〔13〕,三分频电路〔12〕的输出就作为高频计数信号送入单片计算机中计数器的输入端下T1。当开门信号为低电平时,计数器开始计数,开门信号为高电平时,计数器停止计数,单片计算机读出该计数后进行运算便可求出转速。
〔12〕是一组键盘,用来向单片计算机送入各种数字和控制命令。
本发明的优点是测量精度高,测量功能多,结构简单,成本低,功耗小,便于携带到现场使用。
附图1是部分电路波形图
附图2是采样波形示意图
附图3是电路的总方框图
附图4是积分电路和前置放大器电路图
附图5是程控放大器电路图
附图6是末级放大器电路图
附图7是采样一保持电路的电路图
附图8是模拟一数字变换电路的电路图
附图9是单片计算机及其接口电路的示意图
本发明的一个具体实施例是一个带四位液晶显示器的袖珍测振仪,体积为120×220×60mm3,重量约一公斤,功耗约1.5W,详细的电路结构说明如下:
参看图4,R1、C1构成积分电路,与速度成正比的输入信号经过它成为反映位移大小的模拟电信号。前置放大器〔2〕由单源运算放大器LM358以及九个电阻。三个电容构成,它可以简化仪表的电源。为了消除交越失真,输出端接了电阻R9。程控放大器〔3〕是由一个六D触发器,一个D/A转换器,两个运算放大器,一个门电路以及五个电阻,三个电容成电气连接构成,程控放大器的电路图参见附图5,其中LCB45174是CMOS的六D触发器,用来锁存来自单片计算机的控制信号。5G7520是七位CMOS简易D/A转换器,该级的放大倍数A2=- 1/2 (ai)/(2i) ,式中n=7,ai为0或1,是单片计算机通过母线送来的控制信号。LM358(a)的作用是给LM358(b)提供一个电平,使它能够以单电源工作。
图6是末级放大器电路图,它由一个运算放大器以及八个电阻,二个电容连接构成,单电源供电。运算放大器仍然使用LM358,该级的增益A3是可以通过电位器W3来调整的。
上述三级放大器总的放大倍数是A总=A1A2A3。在进行测量时,单片计算机均要先对采样信号进行判断,具体方法是先设置最大增益档,判断在此量程上放大的信号幅度是否合适,如果不合适,则降低一档继续判断,直到一个合适的增益档级为止。这样使仪器能根据不同的输入信号均有一个最佳的放大倍数,从而提高了测量精度。
采样保持电路的电路图见图7,它由一个LM358一个电子开关以及三个电阻,一个保持信号的电容CH构成,保持电容CH=200PF,电子开关采用的是C574是CMOS型的开关,它的通与断是由单片计算机送来的采样命令信号S控制的。
A/D转换电路使用八位的A/D芯片,型号为ADC0809。具体电路见图8,所用的两个或非门电路是用来控制信号的。每次变换的起动信号STRT由单片计算机送出,变换结束信号EOC送到单片计算机的T0端。使用八位A/D转换芯片,成本低,它和程控放大器配合使用达到了所要求的测量精度。
图9是单片计算机和主要接口的电原理图。单片计算机〔9〕使用Intel8039,锁存器〔15〕是用于锁存来自单片计算机的地址的,型号为74LS373。〔16〕是可编程只读存储器,型号为2732,它接收锁存器 的地址信号,输出的数据信号给单片计算机〔9〕。〔12〕为键盘,用来向单片计算机输入各种参数和控制命令,它们的状态通过锁存器〔17〕送入单片计算机,锁存器的型号是74LS244。显示器〔11〕共有两种,一种是四位液晶显示数码管,用来显示各种结果,一种是发光二极管,用来显示各种运行标志和报警信号。〔6〕是A/D转换器,〔3〕是程控放大器,它们均和单片计算机互相连接。
仪表进行动平衡分析时,只安将各种数据通过键盘输入到单片计算机,按下进行动平衡分析的按键,便可以自动显示出所需要修正值的大小和方向。
Claims (9)
1、数字式袖珍测振仪,其特征在于,它是由下列部件组合构成:
(A)一个积分电路[1],它分别与拾振器信号B和前置放大器[2]相连接;
(B)一个程控放大器[3],它分别与上述的前置放大器[2]以及末级放大器[4]相连接;
(C)一个采样保持电路[5],它分别与上述的末级放大器[4]以及模拟数字转换电路[6],低通滤波器[7]相连接;
(D)一个开关[14],它分别与上述的低通滤波器[7]以及光电头A,整形电路[8]相连接;
(E)一个单片计算机[9],它分别与上述的程控放大器[3],模拟数字转换电路[6],可编程只读存储器[16],锁存器[15],显示器[11],键盘[12],整形电路[8]以及三分频电路[13]相连接。
2、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的锁存器〔15〕和可编程只读存储器〔16〕相连接。
3、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的单片计算机〔9〕的 LE端和T1端按顺序分别与三分频电路〔13〕的输入端和输出端相连接。
4、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的前置放大器〔2〕是由一个运算放大器及九个电阻三个电容成电气连接构成。
5、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的程控换大器〔3〕是由一个六D触发器,一个D/A转换器,两个运算放大器,一个门电路以及五个电阻三个电容成电气连接构成。
6、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的采样保持电路〔5〕是由二个运算放大器,一个电子开关以及三个电阻一个电容CH成电气连接构成。
7、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的末级放大器〔4〕是一个运算放大器以及八个电阻二个电容成电气连接构成。
8、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的模数转换电路是由一个八位的A/D芯片和二个门电路成电气连接构成。
9、据权利要求1所述的数字式袖珍测振仪,其特征在于所述的开关〔14〕打向“外”时,光电头A与整形电路〔8〕相连接,开关〔14〕打向“内”时,低通滤波器〔7〕与整形电路〔8〕相连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 85200259 CN85200259U (zh) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 数字式袖珍测振仪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN 85200259 CN85200259U (zh) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 数字式袖珍测振仪 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN85200259U true CN85200259U (zh) | 1986-01-15 |
Family
ID=4796649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN 85200259 Ceased CN85200259U (zh) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 数字式袖珍测振仪 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN85200259U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106404284A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-15 | 北华大学 | 基于互联网的绝对值定标的动平衡机电测显示箱控制系统 |
-
1985
- 1985-04-02 CN CN 85200259 patent/CN85200259U/zh not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106404284A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-15 | 北华大学 | 基于互联网的绝对值定标的动平衡机电测显示箱控制系统 |
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