本文關(guān)鍵詞：數(shù)字傳感技術(shù)在振動(dòng)參量監(jiān)測方面的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字傳感技術(shù) 振動(dòng)參量監(jiān)測 CAN總線 溫度補(bǔ)償

【摘要】：振動(dòng)作為一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式,對(duì)該參量的監(jiān)測已廣泛應(yīng)用在航空航天、工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等各個(gè)方面。尤其是在一些特殊環(huán)境下的振動(dòng)信號(hào)可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞損壞、瞬時(shí)超越損壞,儀器設(shè)備的功能失效和設(shè)備性能下降等問題,甚至對(duì)系統(tǒng)的生存周期產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響,因此振動(dòng)參量的監(jiān)測在避免或者減小振動(dòng)信號(hào)帶來的影響方面起著至關(guān)重要的作用。目前對(duì)振動(dòng)參量的監(jiān)測主要采用模擬傳感器方式進(jìn)行,其信號(hào)精度低且抗干擾能力差;多點(diǎn)監(jiān)測大多采用長線方式實(shí)現(xiàn),連接電纜數(shù)量繁多且電磁干擾大。傳感器數(shù)字化實(shí)現(xiàn)不僅增強(qiáng)了信號(hào)的抗干擾能力,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的零位、非線性等的高效補(bǔ)償;CAN總線的應(yīng)用可減少系統(tǒng)電纜數(shù)量,節(jié)約成本,增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力,提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头�(wěn)定性。本文基于CAN總線連接方式,采用數(shù)字傳感技術(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)振動(dòng)參量監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)計(jì)以微控制器C8051F060為核心,采用模塊化設(shè)計(jì)思想,實(shí)現(xiàn)了1521系列振動(dòng)傳感器的數(shù)字化;模擬傳感信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換采用單片機(jī)內(nèi)置的16位ADC實(shí)現(xiàn);為減小傳感器工作中出現(xiàn)的零位溫漂、非線性等誤差對(duì)信號(hào)的影響,利用微處理器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和C語言的快速計(jì)算能力對(duì)傳感器輸出進(jìn)行補(bǔ)償;對(duì)CAN總線通訊進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn),將多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)掛接在CAN物理總線上實(shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的可靠傳輸與控制。通過與上位機(jī)連接進(jìn)行振動(dòng)測試,對(duì)系統(tǒng)的可行性和整體性能進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該數(shù)字傳感技術(shù)可以增強(qiáng)信號(hào)的抗干擾能力,提高信號(hào)采集精度和傳輸穩(wěn)定性,系統(tǒng)的電纜數(shù)量和成本降低,具有一定的可靠性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字傳感技術(shù) 振動(dòng)參量監(jiān)測 CAN總線 溫度補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB53;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國內(nèi)外振動(dòng)參量監(jiān)測研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)外傳感器數(shù)字化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 國內(nèi)外CAN總線研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-19
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 系統(tǒng)功能分析19-21
• 2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 現(xiàn)場總線技術(shù)22-24
• 2.4 溫度補(bǔ)償24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 傳感器數(shù)字化實(shí)現(xiàn)27-43
• 3.1 中心控制模塊27-28
• 3.1.1 控制方案設(shè)計(jì)27-28
• 3.1.2 控制方案實(shí)現(xiàn)28
• 3.2 電源模塊28-30
• 3.3 信號(hào)調(diào)理模塊30-33
• 3.3.1 信號(hào)濾波電路設(shè)計(jì)30-32
• 3.3.2 信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊33-37
• 3.4.1 工作方式的選擇34
• 3.4.2 電壓基準(zhǔn)的選用34-35
• 3.4.3 A/D轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)35-37
• 3.5 溫度補(bǔ)償模塊37-42
• 3.5.1 加速度計(jì)溫漂性能測試37-38
• 3.5.2 加速度計(jì)工作溫度測量38-39
• 3.5.3 加速度計(jì)溫度補(bǔ)償模型建立39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 4 CAN總線通訊設(shè)計(jì)43-52
• 4.1 CAN總線技術(shù)特點(diǎn)43-44
• 4.2 CAN總線通信原理44-46
• 4.3 CAN總線通信硬件設(shè)計(jì)46-47
• 4.3.1 CAN通信核心器件選擇46-47
• 4.3.2 CAN通信電路實(shí)現(xiàn)47
• 4.4 CAN總線通信軟件設(shè)計(jì)47-51
• 4.4.1 系統(tǒng)初始化48-49
• 4.4.2 CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)送子程序49-50
• 4.4.3 CAN節(jié)點(diǎn)接收子程序50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 5 實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)測試52-63
• 5.1 上位機(jī)測試軟件52-58
• 5.1.1 上位機(jī)軟件的構(gòu)造平臺(tái)52-53
• 5.1.2 USB通信53-54
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集54-56
• 5.1.4 數(shù)據(jù)分析56-57
• 5.1.5 數(shù)據(jù)顯示57-58
• 5.2 振動(dòng)參量監(jiān)測系統(tǒng)性能測試58-62
• 5.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)測試58-59
• 5.2.2 溫度補(bǔ)償測試59-60
• 5.2.3 系統(tǒng)采樣測試60-62
• 5.2.4 CAN總線組網(wǎng)測試62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 6 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 本文內(nèi)容總結(jié)63-64
• 6.2 前景展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果69-70
• 致謝70-71

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