【摘要】：針對減速器試驗中對轉速、溫度、振動加速度、扭矩等多參數(shù)監(jiān)測的需求,設計了減速器試驗臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于ARM11和STM32雙ARM架構設計,STM32系統(tǒng)采集來自多個監(jiān)測參數(shù)的傳感器信號,并封裝后通過串口上傳到ARM11系統(tǒng),ARM11運行Linux操作系統(tǒng),ARM11-Linux具有數(shù)據(jù)存儲、分析和人機交互等功能。實際使用表明該系統(tǒng)可以適用于減速器試驗中的多參數(shù)監(jiān)測,且具有功耗低、便攜性好等優(yōu)點。
【圖文】：

第3期張小龍等:基于雙AＲM的減速器試驗臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設計45圖1減速器試驗臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)總體結構圖足以滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實時傳輸要求。圖2為S3C6410和STM32F207VE雙AＲM嵌入式平臺示意圖。圖2雙AＲM嵌入式平臺示意圖2.2轉速測量模塊電路設計轉速測量采用霍爾轉速傳感器，在測量傳動軸轉速時將永久磁鋼固定在轉軸上，霍爾傳感器固定在轉軸旁，霍爾元件的一端靠近永久磁鐵端，軸旋轉時通過霍爾傳感器的位置，霍爾元件收到磁鋼產生的磁場影響［2］，輸出矩形方波信號。圖3為轉速測量模塊電路，矩形方波信號經過光耦元件隔離和調理后，輸入到STM32F207VE的輸入捕獲端口TIM2_CH1上。轉速測量方法有頻率法、周期法和綜合法［3］，由于本系統(tǒng)測量對象是減速器高速軸，適合用頻率法對脈沖信號進行處理。在規(guī)定的測量周期T內，測量輸入脈沖的個數(shù)N，若每轉接收P個脈沖，則轉速為N=60MTP(1)式中:N為轉速，r/min;T為脈沖計數(shù)周期，s;M為T時間內的脈沖個數(shù);P為每轉一周產生的脈沖數(shù)。例如，當取測量周T=1s，在旋轉軸端均勻布置6個磁珠時，每轉接收脈沖數(shù)P=6，則N=10M，轉速分辨率為10r/min，若還要提高測量分辨率可以增加磁鋼個數(shù)以增大P值。2.3油溫測量電路設計油溫是減速器出廠前進行試驗的重要待檢參數(shù)之一［4］，系圖3轉速測量模塊電路圖統(tǒng)需滿足測溫范圍0～100℃。本系統(tǒng)選用鉑電阻Pt100進行溫度測量［5］，為消除導線電阻的影響，提高測量精度，采用四線制接法。系統(tǒng)選用ADS1248用于溫度傳感器信號的調理，ADS1248專用于溫度測量，應用在電路中可以簡化電路設計，通過其構建的測溫系統(tǒng)可以達到0．1℃的精度［6］。通過差分輸入，每片ADS1248可以接4路Pt100輸入，圖4所示為其中一路Pt100測溫的接

第3期張小龍等:基于雙AＲM的減速器試驗臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設計45圖1減速器試驗臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)總體結構圖足以滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實時傳輸要求。圖2為S3C6410和STM32F207VE雙AＲM嵌入式平臺示意圖。圖2雙AＲM嵌入式平臺示意圖2.2轉速測量模塊電路設計轉速測量采用霍爾轉速傳感器，在測量傳動軸轉速時將永久磁鋼固定在轉軸上，霍爾傳感器固定在轉軸旁，，霍爾元件的一端靠近永久磁鐵端，軸旋轉時通過霍爾傳感器的位置，霍爾元件收到磁鋼產生的磁場影響［2］，輸出矩形方波信號。圖3為轉速測量模塊電路，矩形方波信號經過光耦元件隔離和調理后，輸入到STM32F207VE的輸入捕獲端口TIM2_CH1上。轉速測量方法有頻率法、周期法和綜合法［3］，由于本系統(tǒng)測量對象是減速器高速軸，適合用頻率法對脈沖信號進行處理。在規(guī)定的測量周期T內，測量輸入脈沖的個數(shù)N，若每轉接收P個脈沖，則轉速為N=60MTP(1)式中:N為轉速，r/min;T為脈沖計數(shù)周期，s;M為T時間內的脈沖個數(shù);P為每轉一周產生的脈沖數(shù)。例如，當取測量周T=1s，在旋轉軸端均勻布置6個磁珠時，每轉接收脈沖數(shù)P=6，則N=10M，轉速分辨率為10r/min，若還要提高測量分辨率可以增加磁鋼個數(shù)以增大P值。2.3油溫測量電路設計油溫是減速器出廠前進行試驗的重要待檢參數(shù)之一［4］，系圖3轉速測量模塊電路圖統(tǒng)需滿足測溫范圍0～100℃。本系統(tǒng)選用鉑電阻Pt100進行溫度測量［5］，為消除導線電阻的影響，提高測量精度，采用四線制接法。系統(tǒng)選用ADS1248用于溫度傳感器信號的調理，ADS1248專用于溫度測量，應用在電路中可以簡化電路設計，通過其構建的測溫系統(tǒng)可以達到0．1℃的精度［6］。通過差分輸入，每片ADS1248可以接4路Pt100輸入，圖4所示為其中一路Pt100測溫的接
【作者單位】： 同濟大學機械與能源工程學院;
【基金】：國家科技支撐計劃課題資助(2014BAF08B05) 國家自然科學基金項目(51205292)
【分類號】：TH132.46

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本文編號：2531695