基于双ARM的减速器试验台多参数监测系统设计

发布时间：2019-09-04 10:32

【摘要】：针对减速器试验中对转速、温度、振动加速度、扭矩等多参数监测的需求,设计了减速器试验台多参数监测系统。该系统基于ARM11和STM32双ARM架构设计,STM32系统采集来自多个监测参数的传感器信号,并封装后通过串口上传到ARM11系统,ARM11运行Linux操作系统,ARM11-Linux具有数据存储、分析和人机交互等功能。实际使用表明该系统可以适用于减速器试验中的多参数监测,且具有功耗低、便携性好等优点。
【图文】：

第3期张小龙等:基于双AＲM的减速器试验台多参数监测系统设计45图1减速器试验台多参数监测系统总体结构图足以满足本系统数据采集的实时传输要求。图2为S3C6410和STM32F207VE双AＲM嵌入式平台示意图。图2双AＲM嵌入式平台示意图2.2转速测量模块电路设计转速测量采用霍尔转速传感器，在测量传动轴转速时将永久磁钢固定在转轴上，霍尔传感器固定在转轴旁，霍尔元件的一端靠近永久磁铁端，轴旋转时通过霍尔传感器的位置，霍尔元件收到磁钢产生的磁场影响［2］，输出矩形方波信号。图3为转速测量模块电路，矩形方波信号经过光耦元件隔离和调理后，输入到STM32F207VE的输入捕获端口TIM2_CH1上。转速测量方法有频率法、周期法和综合法［3］，由于本系统测量对象是减速器高速轴，适合用频率法对脉冲信号进行处理。在规定的测量周期T内，测量输入脉冲的个数N，若每转接收P个脉冲，则转速为N=60MTP(1)式中:N为转速，r/min;T为脉冲计数周期，s;M为T时间内的脉冲个数;P为每转一周产生的脉冲数。例如，当取测量周T=1s，在旋转轴端均匀布置6个磁珠时，每转接收脉冲数P=6，则N=10M，转速分辨率为10r/min，若还要提高测量分辨率可以增加磁钢个数以增大P值。2.3油温测量电路设计油温是减速器出厂前进行试验的重要待检参数之一［4］，系图3转速测量模块电路图统需满足测温范围0～100℃。本系统选用铂电阻Pt100进行温度测量［5］，为消除导线电阻的影响，提高测量精度，采用四线制接法。系统选用ADS1248用于温度传感器信号的调理，ADS1248专用于温度测量，应用在电路中可以简化电路设计，通过其构建的测温系统可以达到0．1℃的精度［6］。通过差分输入，每片ADS1248可以接4路Pt100输入，图4所示为其中一路Pt100测温的接

第3期张小龙等:基于双AＲM的减速器试验台多参数监测系统设计45图1减速器试验台多参数监测系统总体结构图足以满足本系统数据采集的实时传输要求。图2为S3C6410和STM32F207VE双AＲM嵌入式平台示意图。图2双AＲM嵌入式平台示意图2.2转速测量模块电路设计转速测量采用霍尔转速传感器，在测量传动轴转速时将永久磁钢固定在转轴上，霍尔传感器固定在转轴旁，，霍尔元件的一端靠近永久磁铁端，轴旋转时通过霍尔传感器的位置，霍尔元件收到磁钢产生的磁场影响［2］，输出矩形方波信号。图3为转速测量模块电路，矩形方波信号经过光耦元件隔离和调理后，输入到STM32F207VE的输入捕获端口TIM2_CH1上。转速测量方法有频率法、周期法和综合法［3］，由于本系统测量对象是减速器高速轴，适合用频率法对脉冲信号进行处理。在规定的测量周期T内，测量输入脉冲的个数N，若每转接收P个脉冲，则转速为N=60MTP(1)式中:N为转速，r/min;T为脉冲计数周期，s;M为T时间内的脉冲个数;P为每转一周产生的脉冲数。例如，当取测量周T=1s，在旋转轴端均匀布置6个磁珠时，每转接收脉冲数P=6，则N=10M，转速分辨率为10r/min，若还要提高测量分辨率可以增加磁钢个数以增大P值。2.3油温测量电路设计油温是减速器出厂前进行试验的重要待检参数之一［4］，系图3转速测量模块电路图统需满足测温范围0～100℃。本系统选用铂电阻Pt100进行温度测量［5］，为消除导线电阻的影响，提高测量精度，采用四线制接法。系统选用ADS1248用于温度传感器信号的调理，ADS1248专用于温度测量，应用在电路中可以简化电路设计，通过其构建的测温系统可以达到0．1℃的精度［6］。通过差分输入，每片ADS1248可以接4路Pt100输入，图4所示为其中一路Pt100测温的接
【作者单位】： 同济大学机械与能源工程学院;
【基金】：国家科技支撑计划课题资助(2014BAF08B05) 国家自然科学基金项目(51205292)
【分类号】：TH132.46

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本文编号：2531695