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基于USB接口的電機振動數據采集方案

關鍵詞：鐵路加速度傳感器 軍工加速度傳感器加速度信號采集

一、 項目背景

西安理工大學某研究室現有有研究課題：對多個伺服電機的震動加速度數據進行實時采集，通過USB口與電腦通訊，將每臺電機的震動數據及波形信息以不同的顏色在屏幕上顯示，并能將保存分析。

二、 功能實現分析

1：加速度傳感器的選取，旋轉體的加速度估算：

主軸直徑10cm，測軸承對應外殼的振動，轉速范圍是0~3000轉每分鐘（rpm），外殼的振動大概是20個微米左右。

頻率f=3000/60=50hz
(2πf)的平方乘以20μm/9.8 = 0.2g
加速度=(2*3.14*50)²*20*10^-6 /9.8 =0.2g
被測軸外殼直徑10cm，選重量輕點的就DTS0155,滿量程7g、靈敏度：700mV/g、頻率：0.2~4000、分辨率0.00002g、抗沖擊：500G。傳感器接線接構造如下：

2：采集板：

DTE3216采集板，該采集板提供32路模擬量輸入，模擬通道信號輸入范圍為-10V~+10V，可以用32路模擬通道采集加速度傳感器的電壓信號，用PC及的USB接口與采集板的USB20D單元鏈接。直接將加速度傳感器得到的電機震動信號上傳到電腦。根據具體要求定制上位機分析軟件功能。結構圖如下：

三、 硬件安裝及工作流程描述

因為電機的外殼上沒有任何的螺絲孔，所以采用強磁吸附講DTS0155加速度傳感器固定在電機外殼。將信號輸出線與DTE3216DE的模擬量輸入端鏈接。用USB數據線與USB20D單元聯接至PC。給加速度傳感器與采集板分別供電。方案結構圖如下：

三、軟件工作流程描述

軟件啟動后，開始連接DTE3216采集板，連接成功后，開始進行參數設置，參數設置完成后，軟件開始等待觸發信號，當收到觸發信號后，軟件按設定的參數進行數據采集并繪制圖形，并向指定的儲存區進行數據存儲。等待采集完成后，清除觸發信號標志，軟件繼續等待觸發信號，當有觸發信號后，開始下一輪的數據采集。