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- 68 -工 业 技 术0 引言机械振动是现代工业生产中普遍存在的现象，强烈地振动将对设备正常运行造成不利影响，导致构件损耗，大大缩短了机械设备的使用寿命，并且可能会出现更严重的事故，甚至危及工作人员的生命安全[1]。
对机械振动情况的准确监测是保障机械稳定运行的关键手段之一，众多学者针对该领域进行了研究，例如刘会杰等人[2]在该文中设计了用于采集机械运行过程中振动信号的光纤监测系统，对机械运行状态进行实时监控。
陈含蓓等人[3]在文献中阐述了利用服务器、节点以及传感器构建的医疗设备产品振动信号监测系统。
葛学柳等人[4]等设计了基于无线通信的振动筛工况监测系统，采用振动信号分析的方法判断机械工作的状态。
但是目前领域内的研究成果仍然存在很多需要解决的问题，主要包括监测系统提取并分析的振动信号特征较为单一，仅仅包括时域特征或简单的频域特征，无法满足监测的目的；信号分析模块往往对硬件要求高，其成本难以降低。
为了解决上述问题，该文设计开发了1种基于LabVIEW的振动信号分析与监测系统，该系统可以进行多种振动信号的分析计算且硬件成本较低。
1 系统框架设计该系统设计框架如图1所示，包括数据采集、时域分析、频域分析和联合时频分析等4个模块。
时域分析模块可以完成振动信号的自相关及互相关计算；频域分析模块具备倒谱分析、功率谱与傅里叶变换、功率谱密度计算、频谱细化以及希尔伯特变换等功能；联合时频分析模块具备格伯（Gabor）变换特征提取和希尔伯特-黄变换（HHT）等功能。
该文采用了NI 公司的数据采集卡PXI6251进行数据采集，该板卡具备调理信号和采集数据的功能，选择DWQZ-8108型号电涡流式振动传感器作为传感设备，运用LabVIEW 中的DAQ 模块实现数据的获取及存储等功能。
2 振动信号处理与分析振动信号是机械状态监测、故障诊断预测等方面的重要依据。
该文对关键振动特征进行提取，其中时域分析中的自相关和互相关计算较为简单，主要阐述了频域分析和时频分析过程。
基于单片机的震动信号检测系统设计一、引言震动信号检测系统广泛应用于物体振动安全监测、结构健康监测和工艺过程监测等领域。
本文将介绍一种基于单片机的震动信号检测系统设计方案，包括硬件设计和软件设计。
二、硬件设计硬件设计主要包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。
1.传感器模块采用加速度传感器作为震动信号的采集器，通过测量物体的加速度变化来检测震动信号。
加速度传感器将震动信号转换成电信号，然后送到下一级的信号处理模块。
2.信号处理模块信号处理模块主要用来对采集到的电信号进行处理和分析。
首先，通过一个运放电路对电信号进行放大，增加信号的幅值。
然后，通过一个滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声和低频干扰。
最后，对信号进行AD转换，将模拟信号转换成数字信号，并将其送到下一级的单片机。
3.单片机模块单片机模块主要用来对数字信号进行处理和分析。
首先，单片机需要设置一个合适的阈值来判断是否有震动发生。
当数字信号超过设定的阈值时，单片机会触发震动事件，并进行后续处理。
根据需求可以设置震动事件的报警方式，如通过蜂鸣器发出声音或者通过LCD显示屏显示相关信息。
4.显示模块显示模块可以通过LCD显示屏来显示当前的监测结果和相关信息。
通过显示模块，用户可以直观地了解当前的监测状态，以及震动的强度和发生的时间。
三、软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和通信协议设计。
1.单片机程序设计单片机程序设计主要包括设置阈值、触发震动事件、处理震动事件和显示相关信息等功能。
首先，需要设置一个合适的阈值来判断是否触发震动事件。
当触发震动事件后，单片机需要进行相关处理，如记录震动的发生时间和强度，并进行相应的报警操作。
最后，将处理结果通过显示模块显示出来，方便用户查看。
2.通信协议设计通信协议设计是将震动信号检测系统与上位机或其他外部设备进行连接的重要一部分。
通过通信协议，可以实现数据的传输和控制命令的下发。
可以采用串口通信方式，通过串口将数据传输到上位机，并实现数据的实时显示和保存。
基于Labview的振动信号测试系统设计谭伟超【摘要】本文基于Labview8.5软件的设计,采用NI公司的PCI-6024采集卡,将虚拟仪器技术应用于振动测试系统设计.设计的功能主要包括采集数据实时显示、信号参数检测、存储及系统分析等功能,该系统可以还可以对振动信号进行在线监测和故障报警.通过设计,能够对数据进行时域显示和频域分析处理.该振动测试系统降低了企业成本,缩短了分析的时间,界面直观,能够广泛应用于振动信号监测.%In this paper,based on Labview 8.5 software,using PCI-6024 data acquisition card of NI company, the application of virtual instrument technology in the design of vibration test system.The design features include the function of real-time data display,signal detection,parameter storage and system analysis,the system can also be on the vibration signal of the on-line monitoring and fault alarm.Through the design of data display,can in time domain and frequency domain analysis processing.The vibration test system can reduce the cost and shorten the analysis time,intuitive interface,and can be widely applied to vibration signal monitoring.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P6-7,14)【关键词】Labview;信号检测;数据采集;振动测试【作者】谭伟超【作者单位】江门职业技术学院,529000【正文语种】中文美国国家仪器（NI）的虚拟仪器Labview，运用图形化编程和计算机强大的数字处理能力，设计了一种新的振动测试系统。
科技信息计算机与网络基孑ＬａｂＶＩＥＷ硇振动信号采集与分析系统的开发武汉理工大学能动学院刘鹏郭智威［摘要］振动数据采集与分析作为监测机械工况的一种方式，早已使用于各类机械。
随着计算机技术与信息技术的发展，虚拟仪器越来越广泛的应用于各项工程之中。
本文开发了基于ＬａｂＶＩＥＷ软件的监测机械振动信号采集与分析系统，它能良好地采集振动数据，并进行在线分析和离线分析，具有监测性能高、可移植性等特点，可以应用于工程实践。
［关键词］振动信号故障诊断ＬａｂＶＩＥＷ信号采集０．引言振动信号分析作为故障诊断的一种方法，以其不拆卸机体，不影响设备的正常工作，测量范围广等优点，广泛应用于各类工业和工程之中。
随着计算机技术、信息技术以及虚拟仪器技术的发展，越来越多的人开始通过虚拟仪器对机械的振动信号进行采集与分析【１］。
ＬａｂＶＩＥＷ是美国ＮＩ公司开发的图形开发环境，它在研究、开发、生产、测试工作中得到广泛应用【２］。
本文所设计的就是基于ＬａｂＶＩＥＷ的机械振动信号采集与分析系统。
１．系统设计本文所设计的信号采集分析系统包含振动数据采集和数据分析两个部分。
采集部分包括基本参数的显示和振动信息的存储；分析部分包括时域、统计、时频分析和小波分析。
图形化软件一般包括初始化，悬置，运行，停止等状态。
在本系统中，初始化是在程序启动时，清空相关输人控件和显示控件；悬置是程序等待用户输人相关参数或者点击相关按钮以改变程序状态；运行是程序进入数据采集和分析状态；停止状态时，程序关闭所有子程序。
系统这四种运行状态在本程序中通过状态机实现翻。
２．系统实现２．１采集系统采集程序所要实现的功能主要是在一定的采样频率下采集振动的全部信息，其采样所得的结果必须能够在分析时完全再现采集时的振动情况。
具体的实现过程如下：通过ＤＡＱｍｘ来创建任务，并根据数据采集卡与传感器的连接情况来设置物理通道和虚拟通道；加入相关输入控件，设置系统参量；根据传感器设备设定采样率，以便于后续的频率分析；以ＴＤＭＳ存储大量采样数据；利用ｃａｓｅ循环和按钮来分别表示初始化、悬置和运行这３个状态。
基于labview振动测试系统基于LabVIEW的振动信号测试系统设计摘要：虚拟仪器是现代计算机技术同仪器技术深层次结合的全新概念仪器，实质是利⽤计算机的显⽰器的显⽰功能模拟传统仪器的控制⾯板，以多种形式表达输出测量结果，利⽤计算机强⼤的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理，完成各种测试功能的⼀种计算机仪器系统。
本次设计利⽤了基于LabVIEW的虚拟仪器技术设计了⼀套振动测试系统，下位机采⽤AT89C52单⽚机进⾏数据采样，并通过RS-232串⼝与上位机通信实现信号数据的传输，上位机软件开发基于LabVIEW平台。
其具有信号采集，波形显⽰，数据处理，数据保存，信号参数检测等功能，具有操作简单，界⾯直观，适⽤性强等特点。
通过设计，能够对数据进⾏时域显⽰和频域分析处理。
关键词：虚拟仪器；振动测试；LabVIEW；单⽚机Vibration Testing System Based on LabVIEW SignalDesignAbstract : Virtual instrumentation is modern computer technology combined with the deep-seated instrument technology new concept instrument , in essence, the use of the computer monitor 's display traditional analog instrument control panel to output measurement results of various forms of expression , the use of powerful computer software functions the operation data for signal analysis and processing is completed for all test functions of a computer system apparatus .The design takes advantage of LabVIEW -based virtual instrument technology designed a vibration test systems, next-bit machine using AT89C52 microcontroller for data sampling , and to achieve data transmission signal via RS-232 serial communication with the PC , PC software development based on LabVIEW platform. Which has a signal acquisition, waveform display , data processing, data storage , signal parameter detection and other functions, with a simple, intuitive interface, applicability, and other characteristics. By design, the data can be displayed in time domain and frequency domain analysis.Ke ywords: Virtual Instrument, vibration test, LabVIEW, SCM⽬录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.3 论⽂主要设计内容 (1)第2章虚拟仪器和LabVIEW (3)2.1 虚拟仪器 (3)2.1.1 虚拟仪器的概念 (3)2.1.2 虚拟仪器的组成 (3)2.1.3 虚拟仪器的特点及优势 (4)2.2 LabVIEW (5)2.2.1 LabVIEW简介 (5)2.2.2 LabVIEW的基本特点 (6)第3章振动测试分析系统 (7)3.1 振动测试分析系统的组成 (7)3.2 信号测试与分析 (7)3.3 振动测试系统总体设计 (8)第4章硬件设计 (9)4.1 系统总体设计⽅案 (9)4.2 压电加速度传感器 (9)4.3 电荷放⼤器 (10)4.4 A/D转换器TLC2543性能介绍 (10)4.5 单⽚机模块 (12)4.5.1 AT89C52性能介绍 (12)4.5.2 A/D转换电路 (15)4.6 基于AT89C52单⽚机的串⼝硬件采集接⼝电路设计 (15) 4.6.1 串⼝简述 (15)4.6.2 串⼝硬件采集接⼝电路设计 (17)4.7 单⽚机数据采集软件程序设计 (18)第5章LabVIEW软件设计 (20)5.1 LabVIEW软件总体设计⽅案 (20)5.1.1系统主界⾯设计 (21)5.2 LabVIEW程序设计 (22)5.3 数据采集模块设计 (22)5.4 信号预处理模块设计 (23)5.5 时域分析模块设计 (23)5.5.1信号的时域统计分析 (24)5.5.2 时域程序框图 (25)5.6 频域分析模块设计 (26)5.6.1 幅值谱和相位谱分析 (27)5.6.2 功率谱分析 (28)5.6.3 频域分析程序框图 (28)第6章系统仿真调试 (30)6.1 仿真系统运⾏原理 (30)6.2 时域分析模块测试 (30)6.3 频域分析模块测试 (31)6.3.1 幅度与相位谱显⽰ (31)6.3.2 功率谱显⽰ (31)总结 (33)致谢 (34)参考⽂献 (35)附录 (36)第1章绪论1.1 课题研究的背景和意义随着计算机和软件技术的发展，虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展⽅向，采⽤虚拟仪器实现振动测试与分析也成为振动测试的发展趋势。
基于LabVIEW的虚拟振动测试系统0804112 25 邵郑南电信学院摘要:由于测试系统中，需要的测试仪器繁多复杂，导致对一些简单的测试工作也需要大量的人力，物力。
Labview虚拟仪器图形编程语言可以组建虚拟震动测试系统，利用“软件就是仪器”的技术方法，减少硬件设备，同样实现对信号的实时采集，处理，分析的目的。
关键词：信号分析，虚拟震动测试，labview软件正文：LabVIEW是美国国家仪器公司研制开发的虚拟仪器图形编程语言，它是一个大型仪器系统开发平台，具有直观界面，便于开发，调试轻松，易于学习和掌握特点，并且具有各种仪器驱动程序和工具库。
他的出现，开创了一种新的研究方法。
它以软件为中心，利用计算机强大的计算，显示和链接能力，在屏幕上组建永固自己的仪器，仪表，实现功能。
采用的编译方式是32位应用程序，这就解决了其他解释运行程序的图形化编程平台程序速度慢的问题。
同时，含有大量的函数库和高级分析子程序，用户只需要调出代表仪器功能，操作，数据处理，输出显示的图标，输入相关的配置参数，完成编程工作。
LabVIEW还提供了丰富直观的调试工具，利用这些工具可以很方便的设置断点，单步，分段执行程序和设计程序运行时间等，并可用动画方式显示数据的流动。
虚拟测试仪器。
它是以PC计算机为仪器统一硬件平台，将测试仪器的功能，面板及控制以软件实现，并以文件的形式存储下来，在计算机的总线槽内配以对应的，可实现数据交换的模块化硬件接口卡。
能在计算机系统管理的统一指挥和协调下运行，实现虚拟仪器的测试功能。
它满足了实现虚拟仪器的条件，充分考虑了震动测试的特点，具有更强的相通性，开放性，专用性。
下面我们来讲下基于LabVIEW 的虚拟震动测试系统在现代工程技术领域,存在着大量的振动问题。
例如，车辆在凹凸不平的路面上行驶所引起的振动;旋转机械由于质量不平衡在运行中的振动等。
在绝大多数场合,振动都是有害的,它将影响设备的正常工作,引起机器构件的加速磨损,甚至导致急剧断裂而破坏。
基于LabVIEW的振动信号测试分析系统的研究的开题报告一、选题背景随着机械、电子、航空航天等现代工业的快速发展，振动测试分析成为了科学研究和产品研发过程中必不可少的一项工作。
传统的振动测试方法主要采用模拟仪器测量并手工处理数据，效率低、精度有限、易出错。
而基于LabVIEW平台的振动测试分析系统，可以在保证高精度、高效率的基础上，实现数据自动采集、处理和存储，提高了工作效率。
二、研究目的本研究旨在基于LabVIEW平台，设计并实现一套振动信号测试分析系统，用于振动信号的采集、处理、分析和显示。
三、研究内容（一）系统需求分析1.调查相关应用领域的需求，确定需求功能；2.确定系统硬件环境和操作系统配置；3.设计系统基本框架和模块划分；4.制定系统性能指标和测试标准。
（二）系统设计1.设计系统硬件连接和信号采集模块；2.设计数据采集与处理流程；3.设计分析算法和数据分析模块；4.设计人机交互界面。
（三）系统实现1.完成硬件组装及操作系统的安装配置；2.编写LabVIEW程序，并完成系统整体集成调试；3.进行试验验证，并对系统性能进行评估。
四、论文结构框架第一章绪论阐述选题背景、研究目的、研究范围和意义，分析国内外相关研究进展和现状，介绍研究方法和论文结构框架。
第二章系统需求分析调查相关应用领域的需求，确定需求功能；确定系统硬件环境和操作系统配置；设计系统基本框架和模块划分；制定系统性能指标和测试标准。
第三章系统设计设计系统硬件连接和信号采集模块；设计数据采集与处理流程；设计分析算法和数据分析模块；设计人机交互界面。
第四章系统实现完成硬件组装及操作系统的安装配置；编写LabVIEW程序，并完成系统整体集成调试；进行试验验证，并对系统性能进行评估。
第五章总结与展望总结研究工作，分析工作优缺点及不足，提出完善的建议和展望。
五、研究意义本研究利用LabVIEW平台搭建了一套振动信号测试分析系统，解决了传统振动测试方法存在的问题，对提高振动测试分析的精度和效率具有重要意义。
