基于ARM7的机械故障诊断仪

论文摘要

针对当前国内状态监测与故障诊断领域对高精度、高速率要求的信号分析仪器的需求,本文设计研发出基于ARM7（采用ATMEL公司的AT91SUM7S256芯片）的机械故障诊断仪。按照功能划分,机械故障诊断仪分为数据采集器、动平衡仪、动态分析仪三个组成部分。其中动平衡仪主要应用影响系数法（又叫测相平衡法）对机械转子由于不平衡造成的故障进行分析和校正。数据采集器和动态分析仪主要将光电传感器采集的模拟信号转换成数字信号,再对数字信号进行傅立叶变换（FFT）,通过频谱分析来进行故障诊断和分析。同时该机械故障诊断仪采用USB通信将数据传到PC机。机械故障诊断仪的技术指标为:振动测量和频谱分析频率响应在10Hz-10KHz,动平衡转速范围在180-24,000转/分,自动量程和手动量程可选,频谱分析频程按1,2,5分档共8档,振动测量和频谱分析的最大量程和最高分辨率分别为:加速度峰值250m/s2和0.1m/s2,速度有效值200mm/s和0.1mm/s,位移峰峰值5000um和1um,包络有效值25m/s2和0.1m/s2,电压有效值10 V和0.1 mV,振动测量精度5%,可接多种类型传感器:速度、电涡流、压电加速度等,8阶椭圆抗混滤波、转速跟踪带通滤波,可充电池供电,连续工作10小时以上,体积小（210*130*40mm）,重量轻（1200g）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 状态监测与故障诊断的意义和目的
• §1.3 状态监测与故障诊断的发展现状
• §1.4 本论文研究目的和任务
• 第二章 系统总体设计方案
• §2.1 动平衡部分基本原理
• §2.2 数据采集器和动态分析部分基本原理
• §2.3 总体方案设计
• 第三章 硬件系统的设计
• §3.1 电源系统的设计
• §3.2 模拟电路的设计
• §3.3 数字电路的设计
• 第四章 软件部分设计
• §4.1 ARM7软件编程方法
• §4.2 ARM7开发环境介绍
• §4.3 实验结果及讨论
• 第五章 系统改进方案
• §5.1 数字包络的实现
• §5.2 数字滤波部分
• §5.3 数字积分部分
• 结论
• 致谢
• 参考文献