【摘要】：針對減速器試驗(yàn)中對轉(zhuǎn)速、溫度、振動加速度、扭矩等多參數(shù)監(jiān)測的需求,設(shè)計(jì)了減速器試驗(yàn)臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于ARM11和STM32雙ARM架構(gòu)設(shè)計(jì),STM32系統(tǒng)采集來自多個(gè)監(jiān)測參數(shù)的傳感器信號,并封裝后通過串口上傳到ARM11系統(tǒng),ARM11運(yùn)行Linux操作系統(tǒng),ARM11-Linux具有數(shù)據(jù)存儲、分析和人機(jī)交互等功能。實(shí)際使用表明該系統(tǒng)可以適用于減速器試驗(yàn)中的多參數(shù)監(jiān)測,且具有功耗低、便攜性好等優(yōu)點(diǎn)。
【圖文】：

第3期張小龍等:基于雙AＲM的減速器試驗(yàn)臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)45圖1減速器試驗(yàn)臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖足以滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)傳輸要求。圖2為S3C6410和STM32F207VE雙AＲM嵌入式平臺示意圖。圖2雙AＲM嵌入式平臺示意圖2.2轉(zhuǎn)速測量模塊電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速測量采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，在測量傳動軸轉(zhuǎn)速時(shí)將永久磁鋼固定在轉(zhuǎn)軸上，霍爾傳感器固定在轉(zhuǎn)軸旁，霍爾元件的一端靠近永久磁鐵端，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)通過霍爾傳感器的位置，霍爾元件收到磁鋼產(chǎn)生的磁場影響［2］，輸出矩形方波信號。圖3為轉(zhuǎn)速測量模塊電路，矩形方波信號經(jīng)過光耦元件隔離和調(diào)理后，輸入到STM32F207VE的輸入捕獲端口TIM2_CH1上。轉(zhuǎn)速測量方法有頻率法、周期法和綜合法［3］，由于本系統(tǒng)測量對象是減速器高速軸，適合用頻率法對脈沖信號進(jìn)行處理。在規(guī)定的測量周期T內(nèi)，測量輸入脈沖的個(gè)數(shù)N，若每轉(zhuǎn)接收P個(gè)脈沖，則轉(zhuǎn)速為N=60MTP(1)式中:N為轉(zhuǎn)速，r/min;T為脈沖計(jì)數(shù)周期，s;M為T時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù);P為每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)。例如，當(dāng)取測量周T=1s，在旋轉(zhuǎn)軸端均勻布置6個(gè)磁珠時(shí)，每轉(zhuǎn)接收脈沖數(shù)P=6，則N=10M，轉(zhuǎn)速分辨率為10r/min，若還要提高測量分辨率可以增加磁鋼個(gè)數(shù)以增大P值。2.3油溫測量電路設(shè)計(jì)油溫是減速器出廠前進(jìn)行試驗(yàn)的重要待檢參數(shù)之一［4］，系圖3轉(zhuǎn)速測量模塊電路圖統(tǒng)需滿足測溫范圍0～100℃。本系統(tǒng)選用鉑電阻Pt100進(jìn)行溫度測量［5］，為消除導(dǎo)線電阻的影響，提高測量精度，采用四線制接法。系統(tǒng)選用ADS1248用于溫度傳感器信號的調(diào)理，ADS1248專用于溫度測量，應(yīng)用在電路中可以簡化電路設(shè)計(jì)，通過其構(gòu)建的測溫系統(tǒng)可以達(dá)到0．1℃的精度［6］。通過差分輸入，每片ADS1248可以接4路Pt100輸入，圖4所示為其中一路Pt100測溫的接

第3期張小龍等:基于雙AＲM的減速器試驗(yàn)臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)45圖1減速器試驗(yàn)臺多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖足以滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)傳輸要求。圖2為S3C6410和STM32F207VE雙AＲM嵌入式平臺示意圖。圖2雙AＲM嵌入式平臺示意圖2.2轉(zhuǎn)速測量模塊電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速測量采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，在測量傳動軸轉(zhuǎn)速時(shí)將永久磁鋼固定在轉(zhuǎn)軸上，霍爾傳感器固定在轉(zhuǎn)軸旁，，霍爾元件的一端靠近永久磁鐵端，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)通過霍爾傳感器的位置，霍爾元件收到磁鋼產(chǎn)生的磁場影響［2］，輸出矩形方波信號。圖3為轉(zhuǎn)速測量模塊電路，矩形方波信號經(jīng)過光耦元件隔離和調(diào)理后，輸入到STM32F207VE的輸入捕獲端口TIM2_CH1上。轉(zhuǎn)速測量方法有頻率法、周期法和綜合法［3］，由于本系統(tǒng)測量對象是減速器高速軸，適合用頻率法對脈沖信號進(jìn)行處理。在規(guī)定的測量周期T內(nèi)，測量輸入脈沖的個(gè)數(shù)N，若每轉(zhuǎn)接收P個(gè)脈沖，則轉(zhuǎn)速為N=60MTP(1)式中:N為轉(zhuǎn)速，r/min;T為脈沖計(jì)數(shù)周期，s;M為T時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù);P為每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)。例如，當(dāng)取測量周T=1s，在旋轉(zhuǎn)軸端均勻布置6個(gè)磁珠時(shí)，每轉(zhuǎn)接收脈沖數(shù)P=6，則N=10M，轉(zhuǎn)速分辨率為10r/min，若還要提高測量分辨率可以增加磁鋼個(gè)數(shù)以增大P值。2.3油溫測量電路設(shè)計(jì)油溫是減速器出廠前進(jìn)行試驗(yàn)的重要待檢參數(shù)之一［4］，系圖3轉(zhuǎn)速測量模塊電路圖統(tǒng)需滿足測溫范圍0～100℃。本系統(tǒng)選用鉑電阻Pt100進(jìn)行溫度測量［5］，為消除導(dǎo)線電阻的影響，提高測量精度，采用四線制接法。系統(tǒng)選用ADS1248用于溫度傳感器信號的調(diào)理，ADS1248專用于溫度測量，應(yīng)用在電路中可以簡化電路設(shè)計(jì)，通過其構(gòu)建的測溫系統(tǒng)可以達(dá)到0．1℃的精度［6］。通過差分輸入，每片ADS1248可以接4路Pt100輸入，圖4所示為其中一路Pt100測溫的接
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院;
【基金】：國家科技支撐計(jì)劃課題資助(2014BAF08B05) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51205292)
【分類號】：TH132.46

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李文進(jìn);韓曉萍;;ARM平臺在嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];繼電器;2006年05期

2 高飛;張合新;王凱;;基于ARM的導(dǎo)彈等效設(shè)備設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2009年10期

3 周明龍;田麗;武昌俊;程晶晶;;基于ARM的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通信分站的設(shè)計(jì)[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

4 蘇永振,胡延霖,趙菲;基于ARM的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2005年10期

5 趙慶松;蘇敏;;基于ARM的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年02期

6 孟力;;基于ARM處理器的嵌入式遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電工電氣;2009年06期

7 胡延霖;蘇永振;陳暉;;基于ARM的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)[J];戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù);2006年01期

8 方前學(xué);王永良;王首勇;;基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的ARM檢測技術(shù)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

9 王明偉;湯偉;李茜;;基于ARM的超聲乳品成份檢測儀的設(shè)計(jì)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2006年08期

10 吳小鋒;王琪;;高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在基于ARM動態(tài)稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2007年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 阮波;全書海;;基于ARM的燃料電池電動汽車儀表信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國汽車工程學(xué)會汽車電子技術(shù)分會第七屆（2006）年會暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

2 李杰;張仁杰;陳鵬;鄭哲;;基于ARM的蔬菜大棚智能無線監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2008年

3 陳昌龍;徐家棟;;基于ARM的太陽能交通誘導(dǎo)屏實(shí)現(xiàn)[A];2008全國LED顯示應(yīng)用技術(shù)交流暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會文集[C];2008年

4 陳鵬;張仁杰;鄭哲;李杰;;基于ARM的語音識別家居控制裝置研究[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2008年

5 趙勝歡;劉守會;;ARM及其嵌入式系統(tǒng)在LED屏幕中的應(yīng)用[A];2006年全國LED顯示技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會論文集[C];2006年

6 張彩紅;洪青陽;陳曉陽;陳燕;;基于ARM的嵌入式說話人確認(rèn)系統(tǒng)[A];第九屆全國人機(jī)語音通訊學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 楊靖;李捍東;;基于ARM和CPLD的嵌入式數(shù)字圖像處理系統(tǒng)[A];2010年西南三省一市自動化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

8 周曉萌;侯朝煥;朱昀;;基于ARM和FPGA的聲納波形產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進(jìn)展大會論文集（Ⅲ）[C];2008年

9 李昂;程耕國;;ARM處理器啟動過程詳述[A];中國計(jì)量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

10 高得力;高聰哲;;基于ARM的斷路器在線監(jiān)測裝置的研制[A];2010電工測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 孫永杰;嵌入式：英特爾歸來 挑戰(zhàn)ARM[N];中國電子報(bào);2008年

2 記者 王如晨;蘋果收購ARM：難以承受之重？[N];第一財(cái)經(jīng)日報(bào);2010年

3 許磊;蘋果大可不必買ARM[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

4 本報(bào)記者 霍光;ARM不是微軟的救世主[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2011年

5 楊宇良;ARM移動芯片的新霸主[N];電腦報(bào);2011年

6 Tiernan Ray;ARM在后PC時(shí)代抗衡英特爾[N];人民郵電;2011年

7 見習(xí)記者 呂文龍;英特爾落地智能手機(jī) 無蘋果、三星難追ARM[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2012年

8 本報(bào)記者 陳炳欣;ARM再向英特爾發(fā)起挑戰(zhàn)[N];中國電子報(bào);2012年

9 本報(bào)記者 劉亞杰;英特爾再戰(zhàn)ARM[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2012年

10 記者 周源;64位ARM處理器終于來了![N];網(wǎng)絡(luò)世界;2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 秦忠凱;基于ARM的云臺控制網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)[D];太原科技大學(xué);2012年

2 涂志剛;基于ARM的血液容量檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];成都理工大學(xué);2013年

3 伍儉;基于ARM的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];中南大學(xué);2010年

4 秦明輝;基于ARM的汽車防抱死制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

5 晏五一;基于ARM的新型遠(yuǎn)程配變監(jiān)控終端研究與設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2007年

6 周彥濤;基于ARM的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

7 李海銀;基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2012年

8 李飛飛;基于ARM的模塊化配電變壓器監(jiān)測終端研制[D];天津大學(xué);2012年

9 王永雋;基于ARM的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)測控系統(tǒng)的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

10 張先翔;基于ARM的嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號：2531695