【正文】 環(huán)過來的 Y 軸及 Z 軸的數據，而后我們把文件路徑與報錯傳遞給第三部分。While 循環(huán)的關閉我們選擇主程序的關閉按鈕，創(chuàng)建公式節(jié)點。而每次讀取數據長度我們設為 100 個數據，偏移量決定了起始的位置，為了不重復讀取相同的數據，而是按照寫入順序連續(xù)的讀取，我們把偏移量與循環(huán)次數掛鉤，用循環(huán)次數乘以每次的讀取數據，作為偏移量。 圖 模擬數據生成 對于其中任意一 路信號進行設置，我們打開屬性可以對信號的類型，頻率、幅值添加噪聲、以及采樣率、采樣點數進行設置?，F在不管是對大型高速電機、傳感器的類型、工作原理及選型原則、數據采集卡的選型，還是對 LABVIEW 軟件本身，都有了深刻的理解。例如存儲模塊，我們將全部數據進行了存儲，這樣就會有大量的冗余數據，沒能實現 38 出現報警自動存儲故障信息的功能，參數設置未能全部實現參數化。在這次畢業(yè)設計中，我就得到了許多人的幫助和關懷，在 此，特向他們深情的說一聲：謝謝！ 首先，我想感謝我的畢業(yè)設計指導老師顏丙生老師。 最后，我要感謝我的同組同學，王爭、劉彪，和小陳等。正是顏老師這種嚴謹的治學態(tài)度，才不斷鞭策我努力向前，最終按時完成了設計任務。大學生活悄然過去，回憶那曾經一起學習的教室，回憶那大家刻苦鉆研的情景，割不斷的不舍與懷念，那大家對于知識與夢想孜孜不倦的追求。 在系統(tǒng)的設計結構上我也進行了多次嘗試，從最初的通過條件結構分支分別處理相應軸向的振動信號，到分別順序執(zhí)行相應軸路信號的分析，直到最后確定的基于生產者 /消費者循環(huán)結構，功能實現模塊化的現代設計理念。對本系統(tǒng)模擬數據分析結果如下圖所示： 圖 振動濾波信號 36 圖 振動信號趨勢圖 圖 振動信號功率譜 本章小結 上面兩個分別對于時域、頻域的成功分析的分析結果可知，我們的程序完全能夠實現其 所賦予的功能，既然對模擬數據能夠實現，那么對于實際采集數據也具有相同的功能。總程序框圖見附錄。 圖 數據回放模塊 信號數據的回放模塊主體結構我們才用了一個條件結構來選擇軸向信號。既然我們要實現存儲的功能，就必須有查看的功能與之相匹配。 數據存儲模塊 以上模塊基本滿足了信號的時域分析、頻域分析等相關功能，我們對信號的分析雖然實現了實時檢測、分析的功能，但是對過往的數據我們不能沒有記錄，沒有保存，對于故障的診斷沒有了報警之前的信號數據，這樣的振動檢測系統(tǒng)是不完整的，不合理的，本模塊我們基于 TDMS 的存儲控件進行了對實時數據以及功率譜的存儲及回放功能，更加完善功能，滿足客戶的實際需求，是有必要的。那么在這一模塊我們對信號的另一方面頻率進行 分析，并將分析結果予以顯示。 Hanning 窗又叫升余弦窗，使用它可以降低旁瓣高度，但也會增加主瓣寬函數如下： 烈度報警模塊 經過上個模塊對信號進行濾波與加窗，實現了對信號采集與量化之后，就滿足了我們進一步分析處理的條件，那么這一模塊就屬于我們對信號信號進行分析的功能模塊了。而如果時間間隔較長，或者采樣數較少的話有可能造成信號信息的丟失，這是我們在信號處理時所不允許的。 24 圖 參數設置界面圖 LABVIEW 功能模塊設計 正如前面所述， 我們基于 LABVIEW 軟件的上述特點，基于前面板上的所需要實現的功能，來對我們振動檢測系統(tǒng)的軟件處理模塊進行編輯，作為該系統(tǒng)信號處理、分析的模塊，也是系統(tǒng)的核心，我們根據該系統(tǒng)的設計要求出發(fā)，針對每一個功能，編輯相應的程序模塊，來實現系統(tǒng)的功能。在回放時我們需要對回放信號所存儲的文件路徑進行選擇，然后對信號的軸向進行選擇，停止按鈕結束本程序的執(zhí)行。我們把系統(tǒng)做好的目的便在于能夠很好地給用戶提供信息，那么在這里我們對界面進行詳細設計。為后續(xù)的軟件處理做好準備。 本數據采集卡屬于 NI 公司 C 系列產品，采用的是 USB 接口可以實現熱插拔，所以本硬件的安裝沒有難度。如下圖所示，在浮接信號源連接之中，我們信號源的正端連接 BNC 接線端的內部 ，負接線端連接外側金屬?，F在我們已經習慣于使用計算機來處理速度、壓力、流量、位移等物理量，而把模擬信號轉換成計算機可以識別的數據信號就需要數據采集。 根據 GB — 1988（代替 GB 2807— 1981）旋轉電機振動測定方法及限值中的國家標準規(guī)定，測點數為 7 個。性能參數如下：靈敏度： 100mV/g；非線性度 : ? 1%，頻率響應： ；安裝諧振頻率： 20KHz。而具體到我們加速度傳感器上的話，由于其 質量是固定不變的，而如我們所熟知的牛頓經典定律 maF? ，加速度大小自然可以得出。 其主要三軸加速度傳感 器、信號調理電路與數據采集卡組成（包括軟件運行依托工作計算機）。 （ 3）由于本系統(tǒng)較小，采用 三軸方向三路信號，我們采用 4 通道的 DAQ插卡式數據采集即可滿足要求。 10 無線信號傳輸應用最廣泛的兩種方式是紅外傳輸與藍牙傳輸，其中 紅外傳輸是以 紅外線 的方式傳遞 數據 ，可以很 方便 地實現無線方式連接， 傳輸 速度快 ， 但是存在傳輸距離短，只能直線傳輸的缺點。它充分利用了計算機總線、機箱、電源以及軟件的便利，其關鍵在于模擬信號的數字轉化轉換技術。該部分的結構及流程是由數據采集卡 經模數轉換后采集過來的振動信號傳至PC 機的 LABVIEW 平臺經除噪濾波后，由核心模塊對其進行頻域、振幅分析，核心模塊內容詳見軟件部分說明，主要流程如下圖所示： 圖 5：振動信號處理部分 振動信號分析結果輸出模塊 振動信號分析結果輸出模塊作為本設計系統(tǒng)的終端模塊，其界面的友好程度，人機信息的交換程度很大程度上決定了該系統(tǒng)用戶使用的方便程度與滿意度。 在國內的 運用雖然得到了很大程度上的推廣，但還遠遠的不到普及，還存在如下問題： SPC 數據采集困難 應用 SPC 的企業(yè)大多數是由檢測設備讀取到數據后，絕大部分的數據由人們手工完成采集與數據的處理，信息傳遞明顯滯后導致測量誤差過大、統(tǒng)計分析工作量過大、過程得不到及時的過程監(jiān)控等問題。其中單軸加速度傳感器技術發(fā)展比較成熟，如美國 AD 公司、日本日立公司、加州大學分校 UCB、均開展較早，國內也有清華大學、哈工大、北京大學、中北大學、東南大學等都相繼開展 了各種原理、各種結構的微加速度傳感器的研究。 研究現狀 電機檢測的研究現狀 早期的電機故障檢測與診斷主要是依靠人體的感官與工人的的經驗，或者 借助簡單的工具來進行檢測判斷。對運行的電機來說，明顯超過它所允許的幅值振動，將會導致轉子滑環(huán)和和電刷磨損加劇以及產生環(huán)火，使機組聯(lián)軸器不能正常工作，嚴重時將會導致封閉系統(tǒng)的破壞；連接部件松弛和應力增大，并危及電機的基礎部分；對電機及周 2 圍部件產生破壞及安全隱患，甚至釀成重大事故。 機電工程學院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 設計題目 : 基于 LABVIEW 和三軸加速度傳感器 的振動信號測量系統(tǒng)設計 學生姓名： 張 高 杰 學 號： 202048050811 專業(yè)班級： 機制 F0908 班 指導教師： 顏 丙 生 2020 年 5 月 18 日 目錄 1. 緒論 ........................................................................................................................... 1 研究背景 .......................................................................................................... 1 研究意義 .......................................................................................................... 1 研究現狀 .......................................................................................................... 2 電機檢測的研究現狀 ............................................................................ 2 三軸加速度傳感器研究現狀 ................................................................ 3 基于 Lab VIEW 的虛擬儀器研究現狀 ................................................ 3 存在的問題，我的方案 .................................................................................. 4 2. 方案論證 ................................................................................................................... 5 整體設計方案 ................................................. 5 ....................................... 5 ....................................... 6 振動信號分析結果輸出模塊 ............................... 6 軟件部分 ............................................... 7 方案一 ............................................................................................................... 8 方案二 .............................................................................................................. 9 最終方案的確定 ............................................................................................ 10 我的研究目標 ................................................................................................. 11 ....................................................................................... 11 三軸加速度傳感器部分 ............................................................................... 12 壓電式 ICP 三軸加速度傳感器原理 ........................ 12 三軸加速度傳感器的選型 ................................ 15 三軸加速度傳感器的安裝 ................................ 13 IEPE 恒流源部分 .......................................................................................... 14 數據采集部分 ................................................................................................ 15 數據采集卡的選型 ...