便携式潜油电泵机组转速测量仪的研究与实现

摘要

该论文基于高速SoC单片机C8051F，设计了一种便携式的潜油电泵机组转速测量仪，用于潜油电泵机组工作时的转速测量。 该论文主要完成了以下几个方面的工作。 1、通过研究振动法测速的基本原理，结合潜油电泵机组的工作特点，根据采集到的(潜油)电机工作时振动信号，提出了采用Chirp-Z变换提高测速精度的数据处理方法，并对Chirp-Z作了原理分析。 2、通过搭建试验平台，设计光电测速电路与振动测试电路同时测量电机转速，验证振动测试算法的正确性与测量精度。 3、开发了以单片机C8051F005为核心的数据采集系统，系统充分利用了C8051F005的12位高速A/D采集模块，实现了三维振动信号的采集；同时，上位机采用VB编写人机交互界面，实现了潜油电泵机组转速的自动测量，同时能够方便的对测速仪进行监控，并且可以对振动信号进行各种复杂的谱分析，由此大大减轻了工作人员的工作量，大大提高了工作效率，增强了工业现场自动化水平。 通过工业现场测试表明，系统软硬件设计合理，振动数据采集分析功能齐全，具有较好的测量分析精度，操作简单方便，结构轻巧，能够满足现场各种振动数据采集分析的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1课题的来源及意义

1.2潜油电泵的测速概述

1.2.1潜油电泵系统的结构和原理

1.2.2测速方法概述

1.2.3潜油电泵的测速方法

1.3振动检测技术的发展

1.4本文的主要工作

第2章振动测速方法和试验平台的搭建

2.1振动测速的原理和方法

2.1.1振动测速的原理

2.1.2振动检测技术

2.2试验平台的搭建

2.2.1试验平台的系统介绍

2.2.2加速度信号的数据采集

2.2.3光电测速单元的设计

2.2.4采集软件的设计

2.3本章小结

第3章用于测速的振动信号数据处理方法

3.1振动加速度信号的频谱分析

3.1.1 FFT分析法

3.1.2 ZoomFFT分析法

3.1.3 CZT分析法

3.1.4几种频率细化方法的比较

3.2数据处理算法的选择和验证

3.3本章小结

第4章便携式潜油电泵机组测速仪的硬件设计

4.1硬件电路的结构

4.2主要元器件的选取

4.2.1单片机的选取

4.2.2振动传感器的选取

4.3测速仪采集系统的设计

4.3.1电源模块设计

4.3.2信号的调理与采集电路的设计

4.3.3外部数据存储模块

4.3.4数据通讯模块设计

4.3.5下位机数据采集系统实物图

4.4本章小结

第5章系统软件设计

5.1软件的总体结构

5.2上位机与下位机之间的通讯协议

5.3下位机软件设计

5.4上位机软件设计

5.4.1上位机软件实现功能

5.4.2上位机算法部分的实现

5.4.3测速仪工业现场采集数据分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢