一种实现振动信号幅频特性测量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种实现振动信号幅频特性测量的装置，它包括主控电路、传感器、整形电路、检波测幅电路、A/D模数转换电路和显示电路。主控电路和显示电路连接构成测量电路部分，在主控电路与传感器之间增设传感器输出信号整形电路与检波测幅电路。整形电路由高速电流反馈放大器OPA2695与高频比较器LT1715构成，主要将其传感器输出信号变换为较为标准的方波信号，检波测幅电路采用真功率有效值响应器件AD8361，传感器输出信号通过检波测幅电路得到振动信号的幅度均方根值，本装置具有其测量效果精准、结构简单、实用方便、功耗小、成本低等特点。

A device for measuring amplitude frequency characteristic of vibration signal

The utility model provides a device for measuring amplitude and frequency characteristics of vibration signals, which comprises a main control circuit, a sensor, a shaping circuit, a detection amplitude measuring circuit, a / D A / D conversion circuit and a display circuit. The main control circuit and the display circuit are connected to form the measuring circuit part. The output signal shaping circuit and the detection amplitude measuring circuit of the sensor are added between the main control circuit and the sensor. The shaping circuit is composed of a high-speed current feedback amplifier OPA2695 and a high-frequency comparator lt1715. The output signal of the sensor is mainly transformed into a standard square wave signal. The real power effective value response device ad8361 is used in the detection amplitude measuring circuit. The output signal of the sensor obtains the amplitude root mean square value of the vibration signal through the detection amplitude measuring circuit. The device has accurate measurement effect and structure Simple, practical and convenient, low power consumption, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种实现振动信号幅频特性测量的装置
本技术属于智能控制电路
，更具体的说，涉及一种信号的采集处理与测量电路。
技术介绍
目前，随着现代工业的迅速发展，各种机械设备在各个工业生产领域得到了广泛的应用。各种机械设备在运行过程中表现出诸多物理特性，有效及时监测掌握其运转特性参数对故障早期发现、诊断迅速及时、结论定点定量、机理清楚明白起着重要的作用。其振动是回传机械运转时的重要特性。现代工业监测机械运转参数通常利用振动分析仪进行监测，一般通过分析振动频谱来分析机械运转情况，外界干扰较大，一般只有经过训练的技术专业人员进行分析，分析起来较为复杂，且一般很难具体给出机械振动的实时数字振动频率与振动幅度，监测结果人工分析误差较大，且成本较高。因此，为了能得到较为精确的机械振动的频率与幅度参数，就必须进一步的优化处理振动信号，通过相关电路对信号进行多元处理，从而达到对机械振动测量方法简便、测量结果精确的目的，从而直观得出机械运转时物理特性的情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种测量方法简单，测量结果直观精确的机械振动频率与幅度特性的测量电路，直观反应机械运行物理特性。为实现上述目的，本技术采取的技术方案是：一种实现振动信号幅频特性测量的装置，它包括主控电路、传感器、信号整形电路、检波测幅电路、A/D模数转换电路和显示电路，主控电路和显示电路连接构成测量电路部分，其特征在于:在主控电路与传感器之间增有信号整形电路与检波测幅电路，信号整形电路主要将传感器输出信号变换为较为标准的方波信号，便于主控对传感器振动频率信号的采集与测量。检波测幅电路采用真功率有效值响应器件，传感器输出信号通过检波测幅电路得到振动信号的幅度均方根值，通过A/D模数转换电路传到主控进行处理得到振动信号的幅度信息，将频率与幅度信息由显示电路进行显示。所述的显示电路采用的多位LED显示驱动芯片MAX7219ERG。所述的传感器采用型号为NX-801D的模拟振动传感器。所述的主控电路采用STC89C52单片机作为主控芯片。所述的信号整形电路采用反馈放大器OPA2695与高频比较器LT1715组成的数字频率计信号整形电路。所述的A/D模数转换电路采用ET2046模数转换芯片。本技术提供的上述一种实现振动信号幅频特性测量的装置，由于在主控电路与传感器之间增有信号整形电路与检波测幅电路，信号整形电路采用高速电流反馈放大器OPA2695与高频比较器LT1715两者结合的方法实现，OPA2695与LT1715具有带宽较大、滤波效果较好的优点，整形效果较佳。解决了传感器输出信号幅值较弱、波形较差、高频成分较多等诸多问题。信号处理电路部分是由电流反馈芯片、高频比较器等元器件构成的，具有结构简单、实用方便、功耗小、成本低等特点。另外，测量电路部分采用多位LED显示驱动芯片MAX7219ERG，不仅节省主控电路的使用资源，提高对数据的采集速度，而且能稳定的显示主控电路发送的数据；传感器采用NX-801D模拟振动传感器，此传感器为无源传感器，不需要外部供电，只有两路信号输出，方便安装与测量；主控电路采用STC89C52单片机，其结构简单、成本低，编程方便。附图说明图1是本技术的系统结构框图图2是本技术的检波测幅电路原理图图3是本技术的A/D模数转换电路原理图图4是本技术的信号整形电路原理图图5是本技术的显示电路原理图图6是本技术的实施例电路原理图具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的系统结构框图。如图1所示，本技术提供的实现传感器振动频率与幅度特性的测量电路的实施例中，包括主控电路1、信号整形电路2、检波测幅电路3、传感器4、显示电路5和A/D模数转换电路6，其中:主控电路1分别与信号整形电路2、A/D模数转换电路6和显示电路5连接；传感器4分别与信号整形电路2和检波测幅电路3连接。信号处理部分是由信号整形电路2、检波测幅电路3和A/D模数转换电路6构成，来实现主控电路1与传感器4之间的数据交换，测量电路部分由主控电路1与显示电路5构成，来实现对远端传感器数据的测量与显示。其中:时信号整形电路2对模拟振动传感器输出的振动信号进行滤波整形，并将效果较好的频率信号传送到主控，主控接收到信号之后通主控内部的外部中断进行门限计数，门限时间为1s,主控对数据进行处理后得到振动的频率信号，通过显示电路5对频率进行显示；检波测幅电路3对传感器输出的信号进行进行检波测幅，得出振动信号的电压均方根值，通过A/D模数转换6之后送入主控1，通过主控电路1读取其数字数据，对数据进行处理后得出信号的振动电压幅值，送入显示电路5进行显示。图2为本技术的检波测幅电路原理图。结合图1、图2，本技术的检波测幅电路主要由真功率器件测幅器件AD8361与简单外围电路构成。具体包括:AD8361为真功率器件测幅器件，是整个检波测幅电路的核心，芯片的4引脚、5引脚、8引脚均接地，1引脚与2引脚相连一路接电源VCC(5V)，一路接电容C1与C2后接GND，容量大小分别为100pf、0.01uf。6引脚接电容CFLTR接电源VCC。传感器输入信号Vin一端接电阻R1接GND，一端接电容Cc接芯片的3引脚，电容Cc与CFLTR大小都为100pf。芯片的7引脚为均方根电压输出端Vout，输出电压为直流电压,将Vout接入图3的A/D模数转换电路的输入端IN端。图3是本技术的A/D模数转换电路原理图。A/D模数转换电路包括:A/D转换芯片ET2046，电容C1,电容大小为0.1uf。芯片的12引脚为检波测幅电路的输出信号的输入端IN。8,9,10引脚接地。5引脚接VCC，在VCC与GND之间接电容C1。16,2,3,4引脚分别接主控的P1.3,P1.2,P1.1,P1.0引脚，其余引脚悬空。图4为本技术的信号整形原理图。本技术的信号整形电路采用高速电流反馈放大器OPA2695与高频比较器LT1715两者结合的方法实现。放大器OPA2695为U2，比较器LT1715为U3。传感器信号的输入端为IN2,电阻R01一端接IN2，另一端接GND。电阻R02一端接IN2，另一端接芯片OPA2695的2引脚。电阻R12一端接GND，一端接芯片引脚3。电阻R04一端接芯片的1引脚，另一端接芯片的8引脚，电阻R03一端接GND，另一端接芯片的1引脚。电阻R14与R13的一个公共端接芯片的4引脚，另一端接芯片的5引脚。电阻R13的另一端接GND。6,7引脚分别接VCC(+5V),VEE(-5V)。R05的一端接OPA2695的8引脚，另一端接LT1715的2引脚。R15的一端接OPA2695的5引脚，另一端接LT1715的3引脚。R16的一端接GND，另一端接LT1715的4引脚。R17的一端接4引脚，另一端7引脚。芯片的1引脚一路接电阻R06后接地，另一路接R07后接芯片的8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现振动信号幅频特性测量的装置，其特征在于:包括主控电路、传感器、信号整形电路、检波测幅电路、A/D模数转换电路和显示电路，在主控电路与传感器之间增有信号整形电路与检波测幅电路，信号整形电路主要将传感器输出信号变换为较为标准的方波信号，便于主控对传感器振动频率信号的采集与测量；检波测幅电路采用真功率有效值响应器件，传感器输出信号通过检波测幅电路得到振动信号的幅度均方根值，通过A/D模数转换电路传到主控进行数据处理即可得到振动信号的幅度信息；将频率与幅度信息分别利用主控的中断与A/D模块进行采集，由主控对数据进行处理后由显示电路进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现振动信号幅频特性测量的装置，其特征在于:包括主控电路、传感器、信号整形电路、检波测幅电路、A/D模数转换电路和显示电路，在主控电路与传感器之间增有信号整形电路与检波测幅电路，信号整形电路主要将传感器输出信号变换为较为标准的方波信号，便于主控对传感器振动频率信号的采集与测量；检波测幅电路采用真功率有效值响应器件，传感器输出信号通过检波测幅电路得到振动信号的幅度均方根值，通过A/D模数转换电路传到主控进行数据处理即可得到振动信号的幅度信息；将频率与幅度信息分别利用主控的中断与A/D模块进行采集，由主控对数据进行处理后由显示电路进行显示。


2.根据权利要求1所述的一种实现振动信号幅频特性测量的装置，其特征在于：所述的显示电路采用的多位LED显示驱动芯片MAX7219ERG。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春江，刘康，张广东，江峰，郭陆，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62