旋转叶片振动采集系统的研究与设计

发布时间：2017-04-06 22:23

  本文关键词：旋转叶片振动采集系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：接触式旋转叶片振动检测技术是高速旋转叶片振动实时监测系统发展的主要技术之一。本文以ATmega128单片机为核心，针对旋转叶片设计该采集系统。数据采集技术是监测系统的基础，信号采集的速度、精度、可靠性在整个监测系统中占有重要的地位，正确的数据采集能够得到正确的分析结果。本文针对旋转叶片设计的数据采集系统，目的是监测叶片在动态时的振动情况，保证叶片安全平稳的运行。为实现这一目的，具体完成任务如下：（1）传感器模块的设计，分析影响传感器模块的因素以及提出相应的解决方案；（2）设计基于ATmega128+CC2420的硬件电路；（3）完成硬件驱动程序的设计以及上下位机之间的数据通信，达到实时监控的要求。 在设计过程中，我们充分考虑到硬件低功耗、成本低、体积小等要求，在选择芯片所需的外围电路元件时，为减小体积，这些元件的外部封装尽可能采用表面贴装元件。同时利用Proteus进行硬件电路仿真，这样可以减小元件的选择时间，提高工作效率。最后利用Protel2004绘制电路原理图，生成印制电路板。 本数据采集系统满足多通道采集、高精度A/D转换、实时监控等要求。试验证明了本系统硬件处理电路具有高稳定性、高精度，并且上下位机之间能够顺利通信，下位机硬件系统的模块化使得系统简单便携，令实验方便快捷，且得到良好的测控效果，这对以后旋转叶片的研究具有实用意义。
【关键词】：叶片 数据采集 精度 可靠性 ATmega128
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH113.1;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 旋转叶片振动检测技术的研究背景9
• 1.2 叶片安全的重要意义9
• 1.3 旋转叶片振动检测技术发展状况9-12
• 1.3.1 接触式测量方法10-11
• 1.3.2 非接触式振动监测方法11-12
• 1.4 监测方法的分析对比12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 系统整体设计14-19
• 2.1 监测系统的性能要求14
• 2.2 系统总体设计14-15
• 2.3 系统选取方案15-16
• 2.4 系统芯片的确定16-17
• 2.5 无线通信的设计17
• 2.6 系统主程序流程设计17-18
• 2.7 本章小结18-19
• 第三章 传感器模块设计19-26
• 3.1 应变片的设计原则19
• 3.2 金属电阻应变片的结构及应变分析19-21
• 3.3 应变电桥分析及电桥接法21-23
• 3.4 温度对电阻应变片测量的影响及解决方法23-24
• 3.5 分析影响电桥平衡的因素及解决方法24-25
• 3.6 本章小结25-26
• 第四章 系统硬件设计26-38
• 4.1 前置放大电路设计26-27
• 4.1.1 AD623 基本结构和工作原理26
• 4.1.2 AD623 增益26-27
• 4.1.3 AD623 电路设计27
• 4.2 电源电路设计27-29
• 4.2.1 采集模块电源电路设计28-29
• 4.2.2 无线发射模块电源电路设计29
• 4.3 A/D 转换电路设计29-31
• 4.3.1 ADS8341 特性及工作原理30
• 4.3.2 A/D 转换电路设计30-31
• 4.4 微处理器设计31-32
• 4.4.1 ATmega128 基本工作原理31
• 4.4.2 ATmega128 电路设计31-32
• 4.5 无线通讯电路设计32-36
• 4.5.1 CC2420 的主要特征33-34
• 4.5.2 射频芯片 CC2420 的电路设计34-35
• 4.5.3 通信设计35-36
• 4.6 MAX232 接口电路设计36-37
• 4.7 本章小结37-38
• 第五章 软件设计38-46
• 5.1 数据采集程序设计38
• 5.2 Zigbee 协议的开发38-42
• 5.2.1 IEEE802.15.4 短距离无线通信标准38
• 5.2.2 Zigbee 与 IEEE802.15.4 的区别38-39
• 5.2.3 Zigbee 通信协议标准39-40
• 5.2.4 Zigbee 网络器件及节点类型40-41
• 5.2.5 Z-Stack 协议栈41-42
• 5.3 无线通讯程序设计42-45
• 5.3.1 CC2420 主程序设计42
• 5.3.2 CC2420 初始化程序设计42-43
• 5.3.3 CC2420 发送程序设计43
• 5.3.4 CC2420 接收程序设计43-44
• 5.3.5 SPI 设计44-45
• 5.3.6 CC2420 的发送数据参数45
• 5.4 本章小结45-46
• 第六章 系统实验46-51
• 6.1 实验目的46
• 6.2 开发环境46-47
• 6.3 USART 串口通信47
• 6.4 实验平台的搭建47
• 6.5 数据采集47-48
• 6.6 数据分析48-49
• 6.7 本章小结49-51
• 展望51-52
• 参考文献52-55
• 附录：硬件电路图55-57
• 攻读学位期间取得的研究成果57-58
• 致谢58

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王宇轩;基于异质传感器网络的煤矿安全监控系统设计[D];浙江大学;2015年

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本文编号：289786