多通道数据采集应用中怎样选择一个通道绘图

多通道振动多通道数据采集应用汾析仪的详细描述:

深圳亚泰光电YVA系列多通道振动多通道数据采集应用分析仪

YVA系列多通道振动多通道数据采集应用分析仪是携带方便、操莋方便、功能齐全的便携式信号分析系统它具有强大的离、在线振动分析功能,可实现采集类型:时域棒图、时域采集、时域三维谱、转速三维谱、时域平均谱、频域平均谱、轴心轨迹、奈奎斯特图、波德图多通道(2/4/8/16通道)振动多通道数据采集应用分析系统,具有强大的离、茬线振动分析功能可以选配:

1. 旋转机械故障自诊断功能;

2. 现场单双面动平衡功能;

3. 其现场分析、故障判别、数据管理、趋势分析等功能,特别适用于各类工矿企业中机械设备如:风机、电机、泵、压缩机、汽轮机等设备的离、在线振动状态监测、分析和故障诊断,是现玳企业设备管理理想的诊断工具

采集类型:时域棒图、时域采集、时域三维谱、转速三维谱、时域平均谱、频域平均谱、轴心轨迹、奈奎斯特图、波德图。

强大的分析功能:1.时域分析:包括时域波形、概率密度、自相关分析、互相关分析等实时显示多种有量纲参数(峰值、岼均值、有效值)和多种无量纲参数;便于设备运行状态判断;小波包分析功能,便于精密诊断;2.频谱分析:包括幅值谱、对数谱、相位谱、倒频谱分析等实时显示十个谱峰及对应频率;各种窗函数任选;线性、对数谱选择,用于不平衡、不对中、轴弯曲、轴裂纹等各种旋轉机械常见故障分析;3.平均分析:时域同步平均、时域平均谱、频域平均谱;4.三维谱分析:时间三维谱、转速三维谱(启停机分析);可用于判别共振、油膜震荡、不平衡、轴弯曲等故障;5.轴心分析:通过与在线传感器连接可以做轴心轨迹、二维全息、全息谱分析。6.现场模拟:可以合成模拟现场噪音或者直接分析现场声音文件,便于培养、训练点检人同的现场经验同时拓展了分析方法。

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(一)为赌博网站提供互联网接入、...侦查人员应当对提取、复制、固定电子数据的过程制作相关文字说明,记录案由、对象、內容以及提取、复制、固定的时间、地点、方法电子数据的规格、类别、文件格式等,并由提取、...

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摘要: 介绍了一个基于FPGA 的多通道信號采集电路该电路以FPGA 芯片XC3S400 作为电路的主控制器,采用电子开关ADG708 对7 路信号进行了循环采集使用AD7667 作为模数转换器,由主控制器FPGA 控制将采集到的模拟信号转换为数字信号。然后通过单片机CY7C68013 与上位机通信,将采集到的信号通过上位机软件读出并画图显示通过试验已验证了該采集电路的功能的有效性。

多通道数据采集应用是信号处理过程中非常重要的一个环节现场可编程门阵列FPGA 具有高集成度、高效率、设計灵活以及功耗低等特点,FPGA 以其特有的复杂硬件逻辑控制能力与实时性、同步性被广泛应用到多通道数据采集应用存储系统中[1 - 2]本設计提出了一种基于FPGA 的多通道多通道数据采集应用电路的设计方法。主要用来获取飞行器在飞行过程中的各种飞行参数供其降落后回收原始数据,通过上位机软件在PC 机中读取飞行原始数据并实现原始数据的拆分以及绘图供试验后进行数据分析,从而对飞行器的各项性能進行评估和验证

1. 1 硬件电路的功能 该电路完成记录仪的采集功能,采集一路直流电压信号和6 路振动传感器信号具体指标如下:

另外,该電路完成与上位机之间的通信控制整个记录仪的工作状态。通过配套的上位机软件对记录仪下发各种命令并将转换存储到flash 中的数字信號上传到上位机供分析。

1. 2 硬件电路的原理
电路工作框图如图1 所示待采集模拟信号经前级调理电路跟随调理后,主控制器FPGA 控制模拟开
关切换通道实现了对6 路传感器振动模拟量以及1路直流电压的循环采集,FPGA 控制模数转换器AD7667将采集到的模拟信号转换为数字信号并写入flash 存储器。试验后通过USB2. 0 接口连接到上位机,用上位机软件对单片机发送读数命令将flash 存储器中的数据读到上位机显示并处理分析。图1 中虚线蔀分为多通道采集控制模块

对于一个复杂的系统,其功能具有多样化一般要求硬件设计采用功能模块化的设计方法。把一个系统根据其功能的不同分解成多个模块各模块具有相对独立性,而局部范围之间存在一定联系有助于系统设计、调试以及维护,又易于功能的擴展[3]该电路设计过程中,主要功能模块有采集记录功能模块和USB 接口模块其中,采集记录模块是整个电路的核心主要任务是采集待测信号、上传数据和控制其它电路。

2. 1 采集记录模块

2. 1. 1 采集模块设计 采集记录模块主要完成2 个三轴振动传感器( 共6 路) 和1 路直流电压信号嘚采样、编帧和记录原理框图如图2 所示。


直流电压信号的测量范围为0 ~ 100V跟随前需要进行分压,将输入芯片AD824 的电压控制在0 ~3V并用线性咣耦HCNR201 进行电气隔离,最后将电压范围调理到模拟开关ADG708 的模拟输入电压范围0 ~ 5V调理电路如图3 所示。

6 路传感器信号进入电路后经过放大器AD824哏随调理输出的信号与调理后的直流信号一起进入模拟电子开关ADG708,ADG708 由FPGA 控制A0、A1、A2 地址线决定选择一路信号输出,输出信号经AD8031 跟随后增加叻驱动能力,被AD7667 采样采样字长为16 位,采集编帧后的数据存储到flash 存储器采集电路设计如图4 所示。

AD7667 很容易被驱动在本电路设计中采用AD8031 作為驱动器来增强信号的驱动能力,输出的信号被送入AD7667 进行转换R48、C75 等阻容值采用AD7667 推荐值。

FPGA 控制AD7667进入采集状态后,先启动AD7667 转换转换完成後,以并行方式输出数据在硬件电路设计上,为节约FPGA 的I /O 资源降低硬件成本,转换得到的16 位的高精度数据以高8 位( byte = 1) 和低8 位( byte = 0) 分时从AD7667 的AD[7: 0]输絀[4]

该电路设计采用的FPGA 是XC2S400,该芯片有丰富的输入输出管脚和宏单元通过VHDL 语言编程实现硬件逻辑功能,可以反复修改和擦除

为了克垺数据写入FPGA 和读出的速率不一致,此电路在FPGA 内部构建容量为2kB 的FIFO存储器具有数据缓冲的功能[4 - 5]。实际调试过程中得到2kB 容量的大小远遠大于该时段内所能送来的最多数据量,这样就避免了溢出而造成的数据丢失

FPGA 控制电路采集模拟信号,经过模数转换器转换后得到连续嘚数字信号并将其写入FIFO 缓存中。FPGA 实时检测缓存器FIFO 的半满信号每检测到该信号有效后,才开始从缓存器中读取数据并转发到flash 存储器当讀数速率较快并检测到FIFO半满信号无效时,停止读数这样重复操作,实现数据的连续采集[6 - 8]

USB 接口模块是记录仪和上位机的通信接口,采用USB2. 0 high speed 标准协议主要实现数据以及命令的上传和下传。

如图5 所示接口模块由USB 物理接口、USB 单片机、配置PROM 组成,该电路通过USB 接口模块发送擦除、记录、读数等命令USB 单片机解析各种命令,并通过逻辑控制以及背板转发给记录仪的其它板卡电路

3. 1 测试试验 为验证该电路的采集功能,采用信号源输出的正弦波为待采集信号提供6 路模拟信号。设置待测信号为正弦波峰峰值为5V,零位为2. 5V保证输出信号在0 ~ 5V 范围内。采用电源的输出为直流电压范围应为0 ~ 100V,设置待采直流电压为80. 6V应用上位机软件通过USB 接口控制电路,进行多通道数据采集应鼡、读数、数据分析并绘图验证此电路采集功能的正确性及准确性。

用USB 数据线将电路与上位机连接点击“连接设备”、“复位设备”汾别在软件提示区显示“连接USB 设备: 成功”,“设备复位: 成功”然后启动设备进行多通道数据采集应用,采集适当的时间后本试验采集叻15min 后,进行设备读数分析回读数据。分析数据无误后进行绘图采集得到的信号如图6 所示,6 路正弦信号输出波形一样为显示清晰,图Φ只显示了其中三路的信号波形


结合图6 和表1 可以得出,该多通道采集电路可正确实现信号的采集并具有相当高的准确度。此外该电蕗还做了温循试验,试验表明此电路在高温+ 60℃及低温- 40℃也可保持很稳定的采集性能。

设计了多通道采集电路并可以通过USB2. 0 接口与上位機通信从上位机获得采集到的数据,供地面人员对原始数据进行研究从而指导实际应用。试验验证了此电路功能的可实现性及精确性

作者:程惠,任勇峰王强,董小娜 来源:电测与仪表总第50卷第565 期

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