振动监测系统设计硬件子系统
工程制造业等领域正在逐渐转向机械化、半自动或者全自动的方向发展。在机械化生产过程中，不免会产生机械等故障。振动现象，大多数仪器都会出现的机械运动现象，这种物理现象经常会导致工程仪器的损坏，导致生产的停滞或者一些不必要的损失。为了解决上述问题，计算机软件技术创新出仿真技术软件去努力克服这个问题，这类软件的应用使得振动信号的监测技术得到一个很大的提升。本课题的设计是以单片机为核心的振动监测系统，运用虚拟仪器软件LABVIEW进行PC端的仿真监测，开发了一个振动信号监测数据采集系统，本次设计的主要部分为整个监测系统的硬件子系统。关键词 振动测试，虚拟仪器，Labview，单片机，数据采集
目录
1 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2振动监测研究的发展状况 1
1.3系统研究的主要内容 2
2 系统的总体结构设计介绍 3
2.1振动监测系统的组成 3
2.2振动信号的数据采集 3
2.3系统的总体设计 4
3 硬件子系统设计 5
3.1振动传感器的型号选择 5
3.2信号调理电路 7
3.3模数转换器PCF8591功用介绍 8
3.4 STC89C52单片机功能简介 11
3.5数据通讯转串口模块介绍 14
3.6 STC89C52单片机最小系统电路 15
4 虚拟仪器与LabView 17
4.1虚拟仪器 17
4.2 LabVIEW 18
4.3软硬件设计的结合 19
5 硬件调试与仿真 19
5.1硬件调试过程 19
5.2仿真运行过程 21
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 系统硬件设计电路图 30
1 绪论
1.1 课题研究背景
振动，这个在我们日常百姓生活中都是无处不在的大自然现象，也同时在工业生产中是普遍存在的[1]，就书面语言来讲，我们经常说到的振动现象，是这样进行解释的：大多数情况下就是指，一个物体，或者这个物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
体的物理量，会发生一种特殊的、来回反复的事件，这种事件现象的发生不会因为外界因素的干扰而产生很大的变革，并且，只有在事件系统的自身产生改变才会导致这种事件现象发生翻天覆地的改变。这就是所谓的振动的解释。在现如今的生活中，振动现象的发生是无处不在的。振动现象的存在是有益处也有弊端的，但多数实验证明与日常工作生活证明，振动现象常常带来的是消极的影响，它总会使一些电气设备，如发电机、电机等设备造成某些构件的不同程度的损害、失灵、设备工作不正常等情况发生，所以，对于振动的监测与研究就显得尤为重要[10]，通过本次课题的研究与分析，希望达到对于振动产生的故障数据收集与分析、故障的诊断，从而可以有合理的判断。通过对于仪器测试到的数据结果进行参数分析，及时发现问题并解决，以免造成不必要的故障停机的损失。
1.2 振动监测研究的发展状况
1.2.1 虚拟仪器的出现
振动监测这项技术的研究与进步到目前为止，已经有几十年的发展历史了，而且我们国内外对于现如今的振动监测技术的研究也是一直在不断的推进，历代人还在不断的脚踏实地的攻关这项技术，做出这些努力的原因究根结底还是为了让振动监测更加的快捷有效，做到稳定可靠的实验数据，为社会的发展做出有效的贡献。多数对于振动监测技术的应用环境中，监测的依据大多会选择动态的参数，这些动态的参数大多为我们平时对于物体研究比较多的物理量，这些动态物理量的信息是通过运用传感器来将它们的信号进行收集，但是传感器收集到的信号是不稳定的信号，要通过模数转换将它们转化成可以被我们通过上位机可以测量监测的电信号，然后，在通过对于电信号的处理运用得到实验的结论。因此，我们要研究振动监测的测量值必须在动态参数中选择。
LabView软件是虚拟软件中比较被大家常用到的软件，他是区别于大多数语言编程软件的图形编辑化软件，在使用该软件进行数据采集工作的时候，可以配备相关的单片机或者采集卡，但是在本文中用到的是单片机，功能足够完善，不需要使用价格偏贵的数据采集卡。使用现如今的网上电脑软件，可以实现对于自身收集到的信息数据进行材料分享，如今，网络的发达程度非常的高，每时每刻互联网的信息都在更新，互联网软件的数据应用就可以将自己的成果以及发现的疑难问题及时的网友分享，通过大家的力量解决问题，这就是所谓的集思广益吧！
1.2.2 振动监测系统在国内外研究现状
目前振动监测这项技术在美国的成熟度与领先度是最高的，因为他们起步就比较早，可以说，是这项技术的发源地。并且一直以来，美国等这些欧美国家都没有停止过对振动监测这项技术工作的技术研究和改进。他们还有许多技术成熟的相关大型公司提供人才技术的支持，不断的对这门技术进行改良创新。
我们国家的监测诊断技术的起步开始于80年代的初期。我们的起步虽然较晚，但是我们拥有艰苦奋斗的科技人员，经过这些一线科技人员的不懈努力，我们国家的诊断监测技术大致已经跟上了国外这方面研究的步伐。而现如今，我们国家还在某些特定的设备的监测诊断技术的研究方面具有自己的特色，从而我们研究出属于自己的特色监测诊断产品[8]。如今，我们全国性的监测设备诊断会议仅中国振动工程学会故障诊断学会就已经举办过了许多次，不同类型的国际相关会议也成功举办过了数次。我们国家一级学会，中国诊断工程学会也即将成立。这对我国的监测诊断技术的发展将会是一个巨大的推动效果[2]。
1.3 系统研究的主要内容
通过广泛的阅读相关电机振动监测的数据采集、故障判断，信号处理与分析资料，配合软件方面的成果，将振动信号通过单片机A/D转换，进行信号的分析处理研究，研究数据采集系统的硬件组成，包括传感器和数据采集卡。通过分析振动加速器的性能指标从而选择适合的传感器与虚拟仪器数据采集卡，运用到电机振动信号的采集与分析，完成振动监测系统的硬件部分，从而达到对电机振动的监测与故障分析。
目录
1 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2振动监测研究的发展状况 1
1.3系统研究的主要内容 2
2 系统的总体结构设计介绍 3
2.1振动监测系统的组成 3
2.2振动信号的数据采集 3
2.3系统的总体设计 4
3 硬件子系统设计 5
3.1振动传感器的型号选择 5
3.2信号调理电路 7
3.3模数转换器PCF8591功用介绍 8
3.4 STC89C52单片机功能简介 11
3.5数据通讯转串口模块介绍 14
3.6 STC89C52单片机最小系统电路 15
4 虚拟仪器与LabView 17
4.1虚拟仪器 17
4.2 LabVIEW 18
4.3软硬件设计的结合 19
5 硬件调试与仿真 19
5.1硬件调试过程 19
5.2仿真运行过程 21
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 系统硬件设计电路图 30
1 绪论
1.1 课题研究背景
振动，这个在我们日常百姓生活中都是无处不在的大自然现象，也同时在工业生产中是普遍存在的[1]，就书面语言来讲，我们经常说到的振动现象，是这样进行解释的：大多数情况下就是指，一个物体，或者这个物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
体的物理量，会发生一种特殊的、来回反复的事件，这种事件现象的发生不会因为外界因素的干扰而产生很大的变革，并且，只有在事件系统的自身产生改变才会导致这种事件现象发生翻天覆地的改变。这就是所谓的振动的解释。在现如今的生活中，振动现象的发生是无处不在的。振动现象的存在是有益处也有弊端的，但多数实验证明与日常工作生活证明，振动现象常常带来的是消极的影响，它总会使一些电气设备，如发电机、电机等设备造成某些构件的不同程度的损害、失灵、设备工作不正常等情况发生，所以，对于振动的监测与研究就显得尤为重要[10]，通过本次课题的研究与分析，希望达到对于振动产生的故障数据收集与分析、故障的诊断，从而可以有合理的判断。通过对于仪器测试到的数据结果进行参数分析，及时发现问题并解决，以免造成不必要的故障停机的损失。
1.2 振动监测研究的发展状况
1.2.1 虚拟仪器的出现
振动监测这项技术的研究与进步到目前为止，已经有几十年的发展历史了，而且我们国内外对于现如今的振动监测技术的研究也是一直在不断的推进，历代人还在不断的脚踏实地的攻关这项技术，做出这些努力的原因究根结底还是为了让振动监测更加的快捷有效，做到稳定可靠的实验数据，为社会的发展做出有效的贡献。多数对于振动监测技术的应用环境中，监测的依据大多会选择动态的参数，这些动态的参数大多为我们平时对于物体研究比较多的物理量，这些动态物理量的信息是通过运用传感器来将它们的信号进行收集，但是传感器收集到的信号是不稳定的信号，要通过模数转换将它们转化成可以被我们通过上位机可以测量监测的电信号，然后，在通过对于电信号的处理运用得到实验的结论。因此，我们要研究振动监测的测量值必须在动态参数中选择。
LabView软件是虚拟软件中比较被大家常用到的软件，他是区别于大多数语言编程软件的图形编辑化软件，在使用该软件进行数据采集工作的时候，可以配备相关的单片机或者采集卡，但是在本文中用到的是单片机，功能足够完善，不需要使用价格偏贵的数据采集卡。使用现如今的网上电脑软件，可以实现对于自身收集到的信息数据进行材料分享，如今，网络的发达程度非常的高，每时每刻互联网的信息都在更新，互联网软件的数据应用就可以将自己的成果以及发现的疑难问题及时的网友分享，通过大家的力量解决问题，这就是所谓的集思广益吧！
1.2.2 振动监测系统在国内外研究现状
目前振动监测这项技术在美国的成熟度与领先度是最高的，因为他们起步就比较早，可以说，是这项技术的发源地。并且一直以来，美国等这些欧美国家都没有停止过对振动监测这项技术工作的技术研究和改进。他们还有许多技术成熟的相关大型公司提供人才技术的支持，不断的对这门技术进行改良创新。
我们国家的监测诊断技术的起步开始于80年代的初期。我们的起步虽然较晚，但是我们拥有艰苦奋斗的科技人员，经过这些一线科技人员的不懈努力，我们国家的诊断监测技术大致已经跟上了国外这方面研究的步伐。而现如今，我们国家还在某些特定的设备的监测诊断技术的研究方面具有自己的特色，从而我们研究出属于自己的特色监测诊断产品[8]。如今，我们全国性的监测设备诊断会议仅中国振动工程学会故障诊断学会就已经举办过了许多次，不同类型的国际相关会议也成功举办过了数次。我们国家一级学会，中国诊断工程学会也即将成立。这对我国的监测诊断技术的发展将会是一个巨大的推动效果[2]。
1.3 系统研究的主要内容
通过广泛的阅读相关电机振动监测的数据采集、故障判断，信号处理与分析资料，配合软件方面的成果，将振动信号通过单片机A/D转换，进行信号的分析处理研究，研究数据采集系统的硬件组成，包括传感器和数据采集卡。通过分析振动加速器的性能指标从而选择适合的传感器与虚拟仪器数据采集卡，运用到电机振动信号的采集与分析，完成振动监测系统的硬件部分，从而达到对电机振动的监测与故障分析。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2398.html
