豢基于PC机的动平衡机电测系统设计技i：i：i：i：j周鸣，李传江1,2，张自强，袁秀平+-：：：。。。(1_上海师范大学信息与机电工程学院，上海201418；2．上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)TheDesignofElectricalMeasuringSystemforDynamicBalancingMachineBasedonPCZHOUMing~，LIChuan—jiang。ZHANGZi—qian~，YUANXiu—ping'(1．CollegeofInformation，MechanicalandElectricalEngineering，ShanghaiNormalUniversity，Shanghai201418，China；2．SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)摘要：设计了动平衡机电测系统，由信号处理统，测试系统的好坏决定了动平衡机的测试精度高板、通用数据采集卡和PC机组成。采用软件的方低。目前，国内动平衡测试系统大多采用硬件电路法实现整周期采样和不平衡信号的提取，使得系统或单片机系统实现，精度不高，且功能简单。随着计不仅具有很高的测量精度和丰富的功能，并且还具算机技术、控制技术的发展，采用基于PC机的动平有成本低的优点。衡测试技术L1]，不但可以提高精度，还能方便用户操关键词：动平衡机；电测系统；跟踪滤波作，扩充动平衡机的功能。中图分类号：TH8251电测系统组成文献标识码：A文章编号：i001—2257(2010)06—0029—031．1系统结构Abstract：Aelectricalmeasuringsystemfordy—如图1所示，系统由转子、传感器、信号处理板、namicbalancingmachineisdesignedinthispaper，数据采集卡和工业PC机等组成。信号处理板的作whichconsistsofsignalprocessingboard，dataac—用是把振动传感器的电荷信号调理成适合于采集卡quisitioncardandPC．Usingsoftwaretorealizeda—采集的信号，同时对脉冲信号进行整形，整形后的脉taacquisitionbasedonfullperiodsamplingmethodandpickuptheunbalancedsignal，SOthissystem驱动光电传电机感器hasmeritsofnotonlyhighmeasuringprecisionandIabundantfunctions，butalsolowcost．I拱罕Keywords：dynamicbalancingmachine；electri—／＼⋯／＼压电压电calmeasuringsystem；trackingfilter传传感器感器0引言10l预处理I厂—脉冲整形I随着工业生产和科学技术的飞速发展，各种旋倍频电路转机械的工作转速愈来愈高，若转子的不平衡量大，I信号处理板源电会影响设备的使用寿命，甚至造成重大事故。因此，程控放大r_I带通跟踪滤波转动零件及转动机械的平衡校正问题就越发显得重ll、要，平衡技术也逐渐形成了一门独立的学科，而动平lDOllAI}IDIJ衡机成为高速旋转部件生产厂家的必备工具，具有PCI总线数据采集卡很大的市场需求。动平衡机的核心技术是测试系计算机应用软件收稿日期：2010—03—26基金项目：上海师范大学科研资助项目(SK200858，SK200860)图l电测系统组成原理《机械与电子>2010(6)·29·冲信号通过采集卡进入计算机，实现转速测量和整开始周期采样。预置采样周期和采样的时间段1．2系统工作原理信号调理的过程包括前置处理、程控放大和带启动采样(键相信号和模拟信号)通滤波。前置放大部分包括电荷放大电路和二重积各自按照采样顺序放入相应的数组分电路，二重积分电路的作用是去除转速对不平衡量引起离心力的影响。程控放大单元由放大模块和从键相信号对应的数组中查找上升沿衰减模块串连而成，放大模块由采集卡输出的3个数字信号来控制电子开关，实现放大器反馈电阻网雨的络的值，从而实现8种放大倍数的控制；衰减模块由』记录2个上升沿时刻对应的数组下标采集卡输出的2个数字信号控制，实现4种衰减倍数的控制，二者结合起来能够实现32个档位的增益计算转速控制。带通滤波单元的作用是滤除与转子旋转不同频的信号成分，保留不平衡量引起的振动信号成分，能从整周期数据