1、 1 / 20信号检测综合训练说 明 书题目：振动信号检测系统设计学院：电气工程与信息工程学院 班级：电子（2）班姓名: 钱鹏鹏学号：11260224指导老师：缑新科2014.12.072 / 20摘要机械在运动时，由于旋转体的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。机械振动在大多情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有用工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。在现代企
2、业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械机构振动分析和振动设计，这些都离不开振动测试。本文在此基础上设计了一种专用的振动信号检测系统，具有功耗低、体积小、精度高等优点。信号检测的内容要求 ：通过 MCS-51 系列单片机设计振动信号检测系统。要求如下：1 振动信号的特点，选择合适的传感器，并设计相应的检测电路；2 将设计完成的检测电路，通过软件防真验证；3 主要设计指标：可测最大加速度：-5m/s+5m/s;可测最大速度：-0.16m/s+0.16m/s；可测最大位移：
3、 -5mm+5mm；通频带：0.05Hz35Hz；转换精度：8bit；采样频率：128Hz3 / 204 利用 LCD 显示振动信号，有必要的键盘控制。总体设计方案介绍：本系统由发射电路和接收电路组成。发射电路主要由加速度传感器构成。接收电路由单片机最小系统和外部串口以及显示部分模块三部分组成。 。硬件电路设计：（1）使用 MMA8452 加速度传感器和 STC89C52 单片机来实现。1.设计目的:了解加速度传感器的工作机理，以及单片机的各种性能；2.设计器材:电源、proteus7.7 软件、89C52，MMA8452 加速度传感器，导线若干。三设计方案介：该系统目的是便于对一些物理量进行
4、监视、控制。本设计以加速度传感器显示出加速度信号即振动信号，再通过单片机将信号从串口接入电脑显示出来，即完成振动信号的检测功能。 （2） 振动传感器的分类1、相对式电动传感器电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。 相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动
5、位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（010 kHZ） ，线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧4 / 20的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。 根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx /IIC 时钟引脚定义sbit SDA=P26; /IIC 数据引脚定义#define SlaveAddress 0x38 /定义器件在 IIC 总线中的从地址,根据SA0 地址引脚不同修改typedef unsigned char BYTE;
