专利名称：轴承振动实时记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轴承振动实时记录装置。
背景技术：
“轴承振动测试仪”是滚动轴承产品质量检验的重要仪器，其振动测试数据是利用三个指针式仪表将三个不同频段的振动(波)平均值显示出来，测量输出信号为模拟信号。为了适应滚动轴承制造的发展和全面反映轴承的运转质量，需要在原“轴承振动测试仪”的基础上，将轴承振动(波)的最大峰值、波峰因数(最大峰值与平均值之比)、以及单位时间内的振动脉冲数等参数同时显示并记录下来，供统计、分析处理，但是，目前还未有对测得的数据进行自动记录和实时显示的装置，对振动波形只能靠外接示波器观察，很不方便，并且也无振音波形显示。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能将振动测试过程中所采集和处理出的各种参数同时显示，并将其记录下来的轴承振动实时记录装置。
轴承振动实时记录装置包括微控制器、与微控制器相连的电源模块、复位模块、接打印机的串口模块、报警灯和测试按钮，微控制器的A/D转换口线与模拟信号调理模块相连，微控制器的数据、地址、控制三总线分别与LED-键盘控制模块、LCD控制模块、存储模块和实时时钟模块的数据、地址、控制线对应相连，在LED-键盘控制模块上连接有LED-键盘板，在LCD控制模块上连接有LCD显示板。
工作时，由“轴承振动测试仪”输出的三频段振动信号或振音信号通过模拟信号调理模块进入微控制器的A/D转换口，微控制器将通过A/D转换口采集到的数据实时显示在LCD显示板上，并将当前各频段的最大峰值、当前LCD显示板上所显示波形的有效值和脉冲数、当前信号的波峰因子显示在LED-键盘板的数码管上。当峰值或有效值或波峰因子超过所设定的值时，系统将通过报警灯向用户报警。整个测试过程通过测试按钮来控制，按下测试按钮系统就进行测试，松开按钮系统就将当前所测得的数据存储在存储模块。这样就解决了振动波形(或振音波形)的实时显示和测试数据的记录问题。LED-键盘板上的按键和LCD显示板一起组成与用户交互的人机界面，用户通过按键来进入查看、统计、打印、设置等功能，查看时在LCD显示板上分批显示所保存的测试数据；统计时分批对所保存的数据进行统计，统计结果显示在LCD显示板上；打印时，将用户指定要打印的数据通过打印机打印出来，设置则是对系统的各种参数进行设置。
本实用新型的轴承振动实时记录装置优点将轴承振动测试仪中三个不同频率范围的轴承振动模拟信号转换为数字信号，将其产生的振动波和振音波显示在LCD显示板上，同时将三个频段的振动波和振音波的有效值、峰值、波峰因子和脉冲数用数码管显示出来，同时进行记录，并可根据需要进行自动判别、统计处理和打印。特别是可以对一批轴承振动测试数据进行自动统计，有利于对轴承生产质量实行控制。
图1是本实用新型构成示意图；图2是微控制器及其周围简单模块的电路原理图；图3是模拟信号通道(一路)电路原理图；图4是存储模块电路原理图；图5是实时时钟模块电路原理图；图6是LCD控制模块电路原理图；图7是LED-键盘控制模块电路原理图。
具体实施方式
参照图1，轴承振动实时记录装置包括微控制器1、与微控制器1相连的电源模块7、复位模块8、串口模块9、报警灯13和测试按钮14，微控制器1的A/D转换口线15与四通道模拟信号调理模块4相连，微控制器1的数据、地址、控制三总线分别与LED-键盘控制模块2、LCD控制模块3、存储模块5和实时时钟模块6的数据、地址、控制线对应相连，在LED-键盘控制模块2连接有LED-键盘板11，在LCD控制模块3连接有LCD显示板12，在串口模块上连接有微型打印机16。
在本实施例中主控板的微控制器所用的芯片是ADUC812。如图2所示，微控制器的A/D转换口线(ADC0-ADC3)与模拟信号调理模块的输出信号相连，RESET引脚与复位模块相连，在本实施例中，复位模块主要是由芯片ADM809所构成的。引脚P3.0和P3.1与串口模块的输出和输入相连，在本实施例中，串口模块主要是有芯片MAX202E所构成的。引脚P3.2通过光耦U15接至一个3针的插座，用于接测试按钮。引脚P3.4直接接至一个3针的插座，用于接报警灯。
模拟信号调理模块由用于输入低频、中频、高频振动信号和振音信号的四路模拟通道所组成，图3所示为其中一路，其余均相同。它具有第一运放U3、集成滤波器芯片U5、第二运放U4、第一肖特基管D1和第二肖特基管D2，第一运放U3及与其相连的电阻组成一个求和运算电路，该电路的输出接至集成滤波器芯片U5的输入端VIN，集成滤波器芯片U5的输出端接至一个由第二运放U4和相应电阻组成的反相电压跟随器电路上，该电路的输出端接到由2个肖特基管D1、D2组成的保护电路上，然后再接至由电阻R36和电容C12组成的RC电路，RC电路的输出直接与微控制器的A/D转换口线相连。本实例中，第一运放U3和第二U4采用OP491，集成滤波器芯片U5采用LTC1063。
如图4所示，存储模块主要由数据存储器U18，程序存储器U19，用于保存测试所得数据的存储器U20和U21组成。微控制器的P0口线通过锁存器U16接至U18、U19、U20、U21的A0至A7脚。微控制器的P2.0至P2.6口线与U18、U19、U20、U21的A8至A14脚相连。P2.7口线与U20、U21的A15脚相连。微控制器的P2口线还要接到锁存器U17，U17的输出信号中的Q0至Q2接至U20和U21的A16至A18脚，Q3至Q5接至解码器芯片U22，从U22输出的Y0是U18的片选信号，Y1是U20的片选信号，Y2是U21的片选信号，Y3和Y4是LED-键盘控制模块中的2块主要芯片的片选信号，Y6是LCD控制模块的片选信号，Y7是实时始终模块的片选信号。微控制器的P0口还直接与U18的D0至D7脚、U19的I/O0至I/O7脚、U20和U21的DQ0至DQ7脚相连。微控制器的P3.6、P3.7脚与U18、U20、U21的WE、OE脚相连。微控制器的PSEN脚与U19的OE脚相连。在本实施例中，U16和U17为74HC573，U18为62256，U19为W27C512，U20和U2 1为SST28SF040A，U22为74HC138。
如图5所示，实时时钟模块主要由芯片U23构成，在本实施例中选用了DS12887芯片，它的AD0至AD7与微控制器的P0口相连，AS、DS、R/W分别与微控制器的ALE、P3.7、P3.6相连。
在本实施例中LCD控制模块选用了SED1335图形点阵LCD控制板，在主控板上有接口与其相连，如图6所示，JP3是一个18芯的接插件，用于连接SED1335图形点阵LCD控制板，图4中U16的Q0脚与其第4脚相连，微控制器的P3.6和P3.7与其第5、6脚相连，微控制的P0口与其第7至14脚相连，图4中U22的Y6脚与其第15脚相连。U47是负压发生器，由它产生-20伏电压，J2是3芯的接插件用来接一个20千欧的电位器，用该电位器可以调节LCD的对比度。
在本实施例中，LED-键盘控制模块主要由2片8279芯片构成，图7所示为其中一片及其附属芯片的电路原理图，另外一片的电路原理图与其类似。图7中U28的DB0至DB7与微控制器的P0口相连，IRQ脚通过一片74HC04芯片后接至微控制器的P3.3脚，用于产生按键中断，U28的CS脚与图4中U22的Y3脚相连，RD和WR脚与微控制器的P3.7和P3.6脚相连，A0脚和图4中U16的Q0脚相连，CLK脚与微控制器的ALE脚相连，U28的OUTA0至OUTA3脚、OUTB0至OUTB3脚都要接至7407芯片，7407的输出用来驱动LED发光。U28的SL0至SL3接至一片74HC154的A0至A3脚，74HC154的Y0至Y13都要接至75451芯片的输入端，75451的输出信号作为 选择信号，用来选择要点亮的LED数码管。U28的SL0至SL2还要接至一片74HC138的A、B、C脚，它的输出Y0至Y7作为键盘的行扫描线。U28的RL0至RL2接至一片74LS244的Y1至Y3脚，74LS244的A1至A3脚连接键盘的列线。以上所有要接键盘和LED的信号线都先接至一个插座，通过该插座与LED-键盘板相连。
在本实施例中，LED-键盘板上是24个按键和34个共阴极LED数码管，用于用户输入和显示各通道的峰值，有效值，脉冲数和总的波峰因子。LCD显示板采用了320×240点阵的单色液晶(SF3202401SLCW)，用于显示实时波形，并和LED-键盘板上的按键一起组成与用户交互的人机界面。
轴承振动测试时，本实用新型与”轴承振动测试仪”连接，接通电源和电路即可在其面板上完整显示该轴承的三个频段的振动波和振音波，及其有效值、峰值、波峰因子和脉冲数。通过面板上按键和显示屏幕实现人机对话，设定测试要求，即可实现数据记录、自动判别、存储、统计处理和打印等功能。
权利要求1.轴承振动实时记录装置，其特征在于它包括微控制器(1)、与微控制器(1)相连的电源模块(7)、复位模块(8)、接打印机的串口模块(9)、报警灯(13)和测试按钮(14)，微控制器(1)的A/D转换口线(15)与模拟信号调理模块(4)相连，微控制器(1)的数据、地址、控制三总线分别与LED-键盘控制模块(2)、LCD控制模块(3)、存储模块(5)和实时时钟模块(6)的数据、地址、控制线对应相连，在LED-键盘控制模块(2)上连接有LED一键盘板(11)，在LCD控制模块(3)上连接有LCD显示板(12)。
2.按权利要求1所述的轴承振动实时记录装置，其特征在于微控制器(1)是芯片ADUC812。
3.按权利要求1所述的轴承振动实时记录装置，其特征在于所说的模拟信号调理模块(4)具有第一运放(U3)、集成滤波器芯片(U5)、第二运放(U4)、第一肖特基管(D1)和第二肖特基管(D2)，第一运放(U3)及与其相连的电阻组成一个求和运算电路，该电路的输出接至集成滤波器芯片(U5)的输入端VIN，集成滤波器芯片(U5)的输出端接至一个由第二运放(U4)和相应电阻组成的反相电压跟随器电路上，该电路的输出端接到由2个肖特基管(D1)和(D2)组成的保护电路上。
专利摘要“轴承振动实时记录装置”包括微控制器、与微控制器相连的电源模块、复位模块、接打印机的串口模块、报警灯和测试按钮，微控制器的A/D转换口线与模拟信号调理模块相连，微控制器的数据、地址、控制三总线分别与LED－键盘控制模块、LCD控制模块、存储模块和实时时钟模块的数据、地址、控制线对应相连，在LED－键盘控制模块上接有LED－键盘板，在LCD控制模块上接有LCD显示板。该装置可在其面板上完整显示轴承的三个频段的振动波和振音波，及其有效值、峰值、波峰因子和脉冲数。通过面板上按键和显示屏幕实现人机对话，设定测试要求，即可实现数据记录、自动判别、存储、统计处理和打印等功能，有利于对轴承生产质量实行控制。
文档编号G01M7/00GK2618156SQ0323109
公开日2004年5月26日 申请日期2003年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者康乃正, 许俊, 俞露 申请人:康乃正, 许俊, 俞露