专利名称：数字式振动噪声检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字式振动噪声检测仪，属于测试技术领域，适用于电机测试，同时也适用于电器、电冰箱等机电、家电产品的测试。
在机电产品和家用电器产品中，噪声级的考核已列入技术标准之中。噪声级的测量不仅是产品上等级的指标项目，而且是产品合格与否的重要指标。八十年代国外开始考核电机的负载噪声，随后我国也规定考核新Y2电机负载噪声并列入其技术标准中。1996年我国颁布了“振动法”测试机器噪声的技术标准GB/T16539，上海电器科学研究所在此期间进行了这方面的研究工作并开发了电机振动噪声检测仪(专利号ZL 00 2 1629.2)该仪器是由模拟电路构成，只能说明是初级产品，应该由更先进的数字式的产品来取代。
本实用新型的目的是提出一种数字化、可以和计算机联用的结构简单、合理的振动噪声检测仪，符合仪器仪表的数字化发展趋势。
本实用新型的解决方案是在电机振动噪声检测仪的线路中，由电荷放大器、归一放大器、一次积分放大器、二次积分放大器、A计权噪声辐射曲线、滤波器、交流记录电路等的基础上增加由单片机为核心的A/D转换、RS-232接口、键盘和显示电路、控制电路所组成。由于增加了上述关键电路，便构成了新一代数字化振动噪声检测仪。该仪器具有高灵敏度、高分辨率、自动量程、数字显示和RS-232接口。
以下结合附图及实施例进一步对本实用新型加以说明。
图1是本实用新型的电气线路框图；图2是本实用新型测试仪的程序流程图；图3是本实用新型所特有的电气线路原理图；图4是本实用新型测试仪的面板示意图；图5是本实用新型测试仪的背板示意图。
参照图1，本实用新型测试仪电气线路框图显示，该仪器由电荷放大器1、归一放大器2、一次积分放大器3、二次积分放大器4、A计权5、噪声辐射曲线6、滤波器7、交流记录电路8、A/D转换9、单片机10、键盘和显示电路11、RS-232接口电路12、控制电路13组成。其中A/D转换9、单片机10、键盘和显示电路11、RS-232接口电路12、控制电路13为本实用新型的新增电路。整个仪器的工作原理如下由传感器输入的电荷信号送入电荷放大器1，转换成电压信号后得到加速度a，经积分放大器3、4一二次积分分别得到速度V和位移信号S，速度信号经A计权5、噪声辐射曲线6计权后得到噪声信号L，此四种信号由控制电路13控制输入到滤波器7，再输入到A/D转换9送入8031单片机10，由单片机完成滤波及计算，结果由显示窗口11显示，或由RS-232接口电路12送入计算机，测量的物理量及量程可由键盘11设定，通过单片机10和控制电路13实施确定。
参照图4、图5，该仪器的外部结构如面板图4和背板图5，面板上有功能开关按钮15，LED显示窗口16，拨盘17，传感器输入插座19，打印按钮20，自检按钮21，量程开关按钮22，自动量程按钮23，声源尺寸按钮24。背板上有电源开关25，记录输出26，RS232接口27，超差调节28，噪声校正29，熔丝31，电源插座32，铭牌30，机壳18。
参照图3，此电路为本实用新型所增加部分，其电气原理图为五部分所组成，分别为8031单片机10，A/D转换9、键盘和显示电路11、RS232接口12、控制电路13。其中10是单片机电路，它由集成块8031、74LS373、2764，电容C3、C5、DC5，电阻R4，晶振组成，主要完成功能设定、数值计算、结果显示等功能。11是键盘和显示电路，它由集成块8155、74LS373，电容F13，电阻R5、R6，按钮KNOB，LED等组成，其功能是显示测量结果，响应按键设定。12是RS-232接口电路，由集成块MC1488、MC1489构成，其功能是完成和计算机通讯。13是控制电路，它是由集成块74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，电容YC1、YC2、YC3，电阻器W2、W4、W6、W8等组成，此部分电路主要用于完成控制信号的输入、量程的选择等。9是A/D转换，它由集成块AD571、LM308，电容C1、C2、F14，电阻R1、R2，电阻器W1，二极管Z1组成，其功能是将输入的模拟信号转换成离散数列以供单片机处理。
一种数字式振动噪声检测仪由电荷放大器1、归一放大器2、积分放大器3、二次积分放大器4、A计权5、噪声辐射曲线6、滤波器7、交流记录电路8所组成，其特征在于还增加了A/D转换9、单片机10、键盘和显示电路11、RS-232接口电路12、控制电路13和软件程序，其线路接配关系是电荷放大器1的输出端与归一放大器2的输入端相接，其输出端分别与积分放大器3和控制电路13相接，积分放大器3的输出端分别与二次积分放大器4、A计权5、控制电路13的输入端相接，A计权5的输出端和噪声辐射曲线6的输入端相接，噪声辐射曲线6的输出端与控制电路13相接，控制电路13的输出端与滤波器7的输入端相接，滤波器7的输出端分别接交流记录电路8和A/D转换9的输入端，A/D转换9的输出接单片机10，单片机10分别接控制电路13、键盘和显示电路11以及RS-232接口电路12，以上所述10是8031单片机电路，它由集成块8031、74LS373、2764，电容C3、C5、DC5，电阻R4，晶振组成。11是键盘和显示电路，它由集成块8155、74LS373，电容F13，电阻R5、R6，按钮，LED等组成。12是RS-232接口电路，由集成块MC1488、MC1489构成。13是控制电路，它由集成块74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，电容YC1、YC2、YC3，电阻器W2、W4、W6、W8等组成。9是A/D转换，它由集成块AD571、LM308，电容C1、C2、F14，电阻R1、R2，电阻器W1，二极管Z1组成，线路接配关系是模拟电路输入的模拟信号接入R1，经LM308放大由LM308第6脚输入到AD571第13脚，转换成数字量后由AD571的10bit输出脚输出到集成块8155的PB口的8个脚和PC口的2、3脚上，然后传送到8031的数据口，计算结果由8031的P1口输出到驱动器74LS373并经LED显示；键盘阵列由8155扩展实现，行选线占用PC0、1脚，列选线和LED的位选线复用；8031的程序存储器为2764，其低八位地址由74LS373锁存；MC1488的4、5并联接8031的TXD，6脚接计算机的RXD，MC1489的3脚接8031的RXD，1脚接计算机的TXD，构成RS232接口；8031P1口输出的数据经74LS373.1锁存，74LS373.1的2、5脚输出控制MAX339.1，同时输出到74LS10和74LS08进行逻辑运算控制MAX318、MAX319，MAX318、MAX319和MAX339.1形成的模拟通道选择测量参数如加速度、速度、位移或噪声；8031P1口输出的数据经74LS373.2锁存，74LS373.2的2、5脚输出控制MAX339.2，MAX339.2形成的模拟通道选择测量量程。
以上为本实用新型的硬件部分说明，其线路原理图为本实用新型的最佳实施方案。本方案尚包括软件部分，以下就软件的实施参照附图2加以说明。
参照图2，本实用新型的软件由定时中断子程序、串行中断子程序、上电复位主程序三部分构成。主程序为上电复位，设置单片机及外围器件初始化参数，然后显示提示符以表明仪器正常，可用于测量，然后判断有无按键按下，若有按键则判断按键号码并执行相应功能，若没有按键则直接转去数据采集，并处理数据包括数字滤波、计算及更新显示数据。定时中断子程序是在测量过程中随时监视键盘，若有按键则设置标志然后在主程序中判断按键并执行相应功能，若无按键则返回主程序，在此子程序中扫描LED，显示测量结果。串行中断子程序实现和计算机的通讯，该程序判断计算机传来的数据是否是命令，若是则设置标志由主程序判断命令并执行相应功能，若不是命令则向计算机传送测量数据，然后返回主程序。
如上所述，本实用新型实现了振动噪声检测仪的数字化，可以测量机器振动的加速度、速度、位移参数以及机器噪声级，直接以LED显示测量结果，灵敏度、准确度高，由于采用程控放大所以能够在大范围的量程上实现快速自动量程，使用简便，另外它具有RS232标准接口可以与产品自动检测线上的计算机联结，将数据送入计算机处理并能由计算机实现非现场控制。
权利要求1.一种数字式振动噪声检测仪包括电荷放大器1、归一放大器2、积分放大器3、二次积分放大器4、A计权5、噪声辐射曲线6、滤波器7、交流记录电路8，其特征在于它还增加了A/D转换9、单片机10、键盘和显示电路11、RS-232接口电路12、控制电路13和软件程序，其线路接配关系是电荷放大器1的输出端与归一放大器2的输入端相接，其输出端分别与积分放大器3和控制电路13相接，积分放大器3的输出端分别与二次积分放大器4、A计权5、控制电路13的输入端相接，A计权5的输出端和噪声辐射曲线6的输入端相接，噪声辐射曲线6的输出端与控制电路13相接，控制电路13的输出端与滤波器7的输入端相接，滤波器7的输出端分别接交流记录电路8和A/D转换9的输入端，A/D转换9的输出接单片机10，单片机10分别接控制电路13、键盘和显示电路[11]以及RS-232接口电路12，以上所述10是8031单片机电路，包括集成块8031、74LS373、2764，电容C3、C5、DC5，电阻R4，晶振；11是键盘和显示电路，包括集成块8155、74LS373，电容F13，电阻R5、R6，按钮，LED；12是RS-232接口电路，包括 集成块MC1488、MC1489；13是控制电路，包括集成块74LS373、74LS08、74LS10、MAX319、MAX339、MAX307、MAX318，电容YC1、YC2、YC3，电阻器W2、W4、W6、W8；9是A/D转换，包括集成块AD571、LM308，电容C1、C2、F14，电阻R1、R2，电阻器W1，二极管Z1；其线路接配关系是模拟电路输入的模拟信号接入R1，经LM308放大由LM308第6脚输入到AD571第13脚，转换成数字量后由AD571的10bit输出脚输出到集成块8155的PB口的8个脚和PC口的2、3脚上，然后传送到8031的数据口，计算结果由8031的P1口输出到驱动器74LS373并经LED显示；键盘阵列由8155扩展实现，行选线占用PC0、1脚，列选线和LED的位选线复用；8031的程序存储器为2764，其低八位地址由74LS373锁存；MC1488的4、5并联接8031的TXD，6脚接计算机的RXD，MC1489的3脚接8031的RXD，1脚接计算机的TXD，构成RS232接口；8031P1口输出的数据经74LS373.1锁存，74LS373.1的2、5脚输出控制MAX339.1，同时输出到74LS10和74LS08进行逻辑运算控制MAX318、MAX319，MAX318、MAX319和MAX339.1形成的模拟通道选择测量参数如加速度、速度、位移或噪声；8031P1口输出的数据经74LS373.2锁存，74LS373.2的2、5脚输出控制MAX339.2，MAX339.2形成的模拟通道选择测量量程。
2.根据权利要求1所述的数字式振动噪声检测仪，其特征还在于它的软件程序包括定时中断子程序、串行中断子程序、上电复位主程序。
专利摘要一种用于机电产品及家用电器的振动和噪声测量的数字式振动噪声检测仪，由电荷放大器、归一放大器、一次积分器、二次积分器、滤波器、A计权、噪声辐射曲线、交流记录电路所组成，其特征在于还增加了A/D转换、单片机、键盘和显示电路、RS－232接口电路、控制电路，由于增加了此电路，使本实用新型构成了新一代数字式智能型振动噪声测试仪，可以测量产品振动的加速度、速度、位移参数以及产品的噪声级，直接以LED显示，灵敏度及准确度高。
文档编号G01H17/00GK2529222SQ0123847
公开日2003年1月1日 申请日期2001年3月26日 优先权日2001年3月26日
发明者王传军, 马久旭 申请人:上海电器科学研究所