[發明專利]多通道振動數據同步采集系統

無效

• 申請號: 200910059506.9
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101566845A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 王汝恒;陳國平;李晉川;鄒遠文;黃學進;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 西南科技大學;四川大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06F17/40;G05B19/042
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本發明涉及振動測試技術領域，確切地說一種多通道振動信號的同步采集系統。

背景技術

振動是廣泛存在于自然界和人類社會生活中的一種動態物理現象，是我們觀察到的某一平衡位置上的往復運動。許多情況下，機械振動會造成危害，它影響精密儀器設備的功能、降低加工零件的精度和表面質量，也加劇了構件的疲勞破壞和磨損，導致構件損壞造成事故。另外，隨著高層柔性建筑的不斷涌現，超低頻、大幅值、多參量的振動測量也愈來愈引起工程界的重視。對這些振動特性的研究均屬于超低頻振動的研究范疇。在工程上，振動測量是一個十分重要的工作，通過振動測量可以確定振動的加速度、速度和位移等數據，為工程設計、故障的檢測與預防提供依據。在實際的結構件振動測量中需要測量很多點數據，少則十幾個，多則上百個，為了進一步理論分析的需要，這些信號必須是同步采集，要求采集系統對信號要做到同步觸發、同步采集。在一些特殊應用中還需要測量一些瞬態信號，比如沖擊爆炸，這就要求采集儀的采集速度很高，而且具有存儲和回放功能。振動測量使用的傳感器也有很多種類，就測量種類之分有加速度傳感器，速度傳感器和位移傳感器；就傳感器輸出信號類型有電壓型和電荷型，相應的采集系統要具備不同的前端信號處理裝置來匹配不同類型的傳感器。如電荷輸出型傳感器，在使用時需要配備電荷放大器使用，目前市面上的多通道電荷放大器大多體積較大，價格昂貴；多通道的數據采集系統大多是電壓輸入型，很少具備電荷型傳感器輸入接口。

現有技術中，目前主要數據采集系統研究大致如下，(1)郭宏，基于USB2.0多通道同步數據采集系統的設計，武漢科技大學學報(自然科學版)，2006(5)：496-499；提供了一種同步數據采集系統的建立方法，但是其只有四個采樣通道，無法滿足振動測試領域的需要。(2)李春梅，基于USB2.0的多路高精度數據采集系統的研制，電子科技大學碩士論文，2007；給出了數據采集的總體方案和前端模擬信號處理的模型電路，其模擬處理電路設計不具備程控功能，無法滿足不同的傳感器類型；其采集通道只有8個，而且是采用輪詢的方式實現多路信號的采集，采集到的不是同步信號。(3)發明人為趙珞成，李曉明，曾偉民，多通道數據采集方法及裝置，中國專利文獻，公開號為CN?1584815，公開日為2005年2月23日；其介紹了一種多通道數據采集系統的設計方法，采用模塊化設計，將模擬信號處理部分，數據轉換部分，控制部分做成一個個模塊，一個數據轉換模塊可以連接兩個或兩個以上模擬信號處理模塊，利用模擬開關切換各個模擬通道的信號，實現各個通道信號的采集；總控制器可以連接多個數據轉換模塊，通過這種級聯方式可以實現多個通道信號的采集，而且模塊可以根據需要擴展，更換；但是這都局限于異步信號的采集，不能實現同步采集，并且數據采集速度不高，無法滿足振動信號采集的要求。(4)發明人為蔡遠文，張迎新，陳勝等，多通道數據采集方法系統及方法，中國文獻：公開好為CN101169635，公開日為2008年4月30日；其介紹了一種數據采集系統的設計方法，采用在臺式計算機主板插槽上安裝采集卡的形式實現數據采集，采集卡上有多個ADC，可以實現多通道的同步信號采集，同時也有記錄分析和網絡傳輸功能；但是受采集卡的體積和本身硬件資源的限制，一塊采集卡上的通道數量有一定的限制，由于計算機內部資源的限制，采集卡的安裝個數也有限，這樣整個系統的同步采樣通道數有限，由于板卡需安裝于臺式計算機內，體積龐大，不具備便攜式的要求。

總之，現有技術中，還沒有能適應于振動測試領域中，滿足振動信號采集要求，并同時具有多個采樣通道和同步信號采集的振動數據采集系統，并且現有振動數據采集系統不具備程控功能，無法滿足不同傳感器類型，采集速度不高，不具備瞬態采集功能；前端信號處理功能單一，智能化程度低，同步采集通道數量有限；而且每個處理模塊單獨做成一個系統，使用時需要將各個系統連接起來，導致整個測量系統體積龐大，接線繁瑣，系統整體智能化降低，使用不方便，人為故障率提高，成本亦大幅提高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種適應于振動測試領域中，完全滿足振動信號采集要求，同時具有多個采樣通道和能采集同步信號的振動數據采集系統，本發明還具有程控功能，能滿足不同傳感器類型需要；采集速度高，體積小，并且具有普通實時采集和瞬態采集兩種采集功能，不但能應用于低頻振動測試，也適合于沖擊、爆炸等高頻振動測試。

本發明是采用下述技術方案實現的：