針對(duì)道路、橋梁監(jiān)測(cè)以及礦洞B爆破等工程中對(duì)微振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)需求,設(shè)計(jì)了一種以24 b高精度ADC—AD7779進(jìn)行數(shù)字采樣,以STM32F405為處理器制成測(cè)試節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),從而建立了無(wú)線通訊的高精度無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)微振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng),利用AD7779的可編程放大器功能及SINC3濾波功能實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱振動(dòng)的高精度采集,實(shí)現(xiàn)對(duì)幅值為100 μg的微振動(dòng)信號(hào)的采集. 

【文章來(lái)源】：測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2019,33(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１微振動(dòng)采集系統(tǒng)總體圖Ｆｉｇ．１Ｔｏｔａｌｍａｐｏｆｍｉｃｒｏ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｓｙｓｔｅｍ

處理控制中心無(wú)線通訊，受控制中心統(tǒng)一控制，在需要查看數(shù)據(jù)時(shí)，各節(jié)點(diǎn)將自身存儲(chǔ)的振動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋上傳至數(shù)據(jù)控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的提取與檢測(cè)，通過(guò)不同位置的節(jié)點(diǎn)采集振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域的監(jiān)測(cè)，采集系統(tǒng)如圖１所示．通過(guò)系統(tǒng)的總體構(gòu)成可以看到，負(fù)責(zé)采集微振動(dòng)信號(hào)的部分為傳感節(jié)點(diǎn)．圖１微振動(dòng)采集系統(tǒng)總體圖Ｆｉｇ．１Ｔｏｔａｌｍａｐｏｆｍｉｃｒｏ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｓｙｓｔｅｍ１．２傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)傳感節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖２所示．傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集監(jiān)控區(qū)域的振動(dòng)波，將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓進(jìn)而通過(guò)外部ＡＤＣ轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行存儲(chǔ)以及上傳，根據(jù)其功能將傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為３部分：采集部分、數(shù)模轉(zhuǎn)換部分以及無(wú)線通訊部分．圖２傳感節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖Ｆｉｇ．２Ｓｅｎｓｏｒａｎｃｈｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍ要實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)波進(jìn)行高精度的采集并進(jìn)行合理分析需要從前兩個(gè)部分即采集精度及轉(zhuǎn)換精度０７３測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)２０１９年第５期

小于３００Ｈｚ，因此將濾波器的濾波頻率調(diào)整到３００Ｈｚ，在進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換前的最后一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行濾波，從而保證轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量結(jié)果所含噪聲量少，從而提高有效信號(hào)即微振動(dòng)信號(hào)所占比例，保證對(duì)微振動(dòng)的高精度采集．ＳＩＮＣ３濾波頻率與ＡＤ７７７９的主時(shí)鐘頻率相關(guān)，ＡＤ７７７９的主時(shí)鐘頻率為８ＭＨｚ，而根據(jù)ＡＤ７７７９的數(shù)據(jù)手冊(cè)，主時(shí)鐘頻率必須為ＳＩＮＣ３濾波器截止頻率的整數(shù)倍，因此將截止頻率設(shè)置為２００Ｈｚ，濾波器的頻率響應(yīng)如圖４所示．圖４ＡＤ７７７９內(nèi)ＳＩＮＣ３濾波器頻率響應(yīng)圖Ｆｉｇ．４ＡＤ７７７９’ｓＳＩＮＣ３ｆｉｌｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｇｒａｐｈ對(duì)相應(yīng)寄存器進(jìn)行設(shè)置，配置ＡＤ７７７９樣本抽取率即可控制ＳＩＮＣ３的陷波頻率，將濾波頻率設(shè)置為２００Ｈｚ．３實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證首先，通過(guò)電路優(yōu)化并使用ＡＤ７７７９內(nèi)部放大器及濾波器實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的自適應(yīng)放大和濾波的微振動(dòng)進(jìn)行直流信號(hào)的采集，并對(duì)采集結(jié)果的精度進(jìn)行分析；隨后，采集正弦信號(hào)以驗(yàn)證采集系統(tǒng)的采集頻率的穩(wěn)定性；最后，通過(guò)采集人走動(dòng)引起的振動(dòng)波驗(yàn)證系統(tǒng)能夠采集微振動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能．３．１數(shù)字采集精度測(cè)試實(shí)驗(yàn)首先驗(yàn)證ＳＩＮＣ３濾波及自適應(yīng)放大效果，在使用自適應(yīng)放大及ＳＩＮＣ３濾波前后分別對(duì)直流電壓進(jìn)行采集，為了保證采集的模擬信號(hào)的穩(wěn)定性，使用信號(hào)發(fā)生器作為直流信號(hào)將輸出與采集通道相連，并對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到對(duì)數(shù)字采集系統(tǒng)電路改進(jìn)前后的采集結(jié)果的均值與標(biāo)準(zhǔn)差，如表１所示．表１直流電壓采集

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3454944