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[GD32E231 作品提交] 简易振动分析仪

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-6-11 21:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

   首先感谢EEWORLD,感谢兆易创新提供的开发板和参赛机会!

   下面是我的简单作品的分享,诸多不足还请指正。

1.项目简介:

         利用MEMS加速度传感器将振动信号转换为电压信号。MCU通过ADC模块把电压信号采集到MCU中。再通过FFT变化把时域信号变换为频域信号,并通过OLED模块把变换结果显示出来。这样就基本完成了振动分析仪的功能。

2.软件开发:

        开发工具使用GCC ARM+Eclipse,使用了oled驱动和ugui库;

       软件流程:a.ADC采样  b.加窗函数 c.FFT运算 d.显示结果

3.实物图片:

 

4.演示视频连接

5.源代码见附件

6. 后续完善方面:利用MCU自带的运放把原始信号放大,提高测量的灵敏度。FFT计算函数需要优化。

7.其他,引用自AD网站:

“MEMS惯性传感器在当今的众多个人电子设备中发挥着重要作用。 小尺寸、低功耗、易集成、强大功能性和卓越性能,这些因素促使着智能手机、游戏控制器、活动跟踪器、数码相框等装置不断创新。 此外,MEMS惯性传感器用于汽车安全系统可显著提高系统可靠性,并降低系统成本,使汽车安全系统能够应用于大多数汽车。

功能集成度和性能的不断发展也有助于将MEMS加速度计和陀螺仪应用于许多不同的工业系统。 其中一些应用成为现有产品和服务的低成本替代品,而其他应用则开始率先集成惯性感测功能。 作为拥有两类用户的应用,振动监控也正方兴未艾。 出于维护和安全需求而用于监控机械健康状况的传统仪器仪表通常采用压电技术。 高速自动化设备对振动进行监控,以触发对润滑、速度或皮带张力的反馈控制,或者关闭设备以便于维修人员快速检查。”

来源:EEWorld GD32 MCU板块,转载请附上链接

FFT变换后

FFT变换后

显示信号波形

显示信号波形

显示信号波形

显示信号波形

系统框图

系统框图

gd32e231.zip

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源码

简易振动分析仪 .docx

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发表于 2019-6-20 21:18 | 显示全部楼层

谢谢楼主的分享!

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楼主能否对demo中做的演示结果做一下说明,分析一下采集到这样的振动结果的含义。  详情 回复 发表于 2019-6-23 10:28
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发表于 2019-6-23 10:28 | 显示全部楼层
lightxixi 发表于 2019-6-20 21:18 谢谢楼主的分享!

楼主能否对demo中做的演示结果做一下说明,分析一下采集到这样的振动结果的含义。

点评

在振动测量中,由测振传感器接收的信号通常是复杂的时问函数。利用信号处理技术,通过傅里叶变换,将时域信号转换成频域信号加以分析的方法就称为频谱分析。频谱分析技术包括幅值谱分析、自功率谱密度函数分析、互功  详情 回复 发表于 2019-6-24 19:44
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 楼主| 发表于 2019-6-24 19:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 serialworld 于 2019-6-24 19:51 编辑
lightxixi 发表于 2019-6-23 10:28 楼主能否对demo中做的演示结果做一下说明,分析一下采集到这样的振动结果的含义。

“在振动测量中,由测振传感器接收的信号通常是复杂的时问函数。利用信号处理技术,通过傅里叶变换,将时域信号转换成频域信号加以分析的方法就称为频谱分析。频谱分析技术包括幅值谱分析、自功率谱密度函数分析、互功率谱密度函数分析、相干函数分析、倒频谱分析等。振动信号经过频谱分析,可以求得信号的频率成分和结构,并进而分析系统的传递特性;通过频谱分析,还可以对被测对象进行振动监测和故障诊断。

  机器故障诊断学是识别机器或机组运行状态的科学,它研究的是机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映。机器故障诊断技术很复杂,方法也很多。可用作诊断的信息包括温度、应力、变形、排放气体和液体以及润滑油的物理化学参数等。利用振动和噪声的响应信号,并对其进行频谱分析则是常采用的诊断手段。”

  演示中主要演示了采集到信号振动信号的频谱,根据振动的频谱可以分析被测对象的振动原因。蓝色的小方块是振动传感器的外壳 ,测试振动时放在被测试的物体上,可以观测到振动的频谱信号。因为传感器带宽的原因,这个测试仪只能测量0~100Hz的频率范围,对一般机械设备的故障诊断有一定参考。



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