基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发

发布时间：2020-11-13 23:10

　　 液压系统状态监测技术是保证液压设备安全可靠运行的有效手段和方法。目前,液压设备的状态监测仪器大多不适合便携的要求,工程应用中测量参数容易受到干扰,且不容易获取;此外现有的监测仪器中很少能对液压系统能量的利用情况进行监测。作者在研究液压动力系统动力学特性的基础上,针对机电液参数的特点及现有监测仪器的不足设计了基于单片机的液压动力系统在线监测仪,并完成了试验样机。 监测仪的监测功能有:电机参数(电流、电压、功率因数、电机功率)监测和液压系统动态参数(压力、流量、温度、泵输出功率)的监测。本文通过对液压动力系统电动机——油泵机电液耦合模型的分析,提出通过测量电机动态参数来间接监测液压系统的运行状态,同时提出利用准同步采样技术,监测电机定子线电压、线电流、功率因数,进而计算出电机功率的方法。通过在液压泵出口油路联接压力、流量、温度组合测试模块,监测系统压力、流量值,进而计算出泵的输出功率。 开发了以AT89S52单片机为核心的数据采集电路板,用汇编语言编制了压力、流量、温度、电流、电压信号的单片机采样程序;用VB6.0编制了上位机监测软件,完成了对各监测参数的显示、记录、报警等功能。实验结果表明,该监测仪采样频率满足要求,测量精度达到1.5级,能够完成液压系统在线状态监测的任务。本文的研究结果表明:提出的液压动力系统功率测量数学模型、准同步采样技术,以AT89S52单片机为核心的软硬件设计满足液压动力系统在线监测需要。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH137
【部分图文】：

第二章 液压动力系统状态监测方法研究压动力系统机电液耦合特性分析[15、 22]动机—油泵转子系统的机电液耦合模型如图 2.1 所示。电动机转轴和油泵性联轴器联结，电动机和油泵机座视为刚性。系统在运行过程中，由于偏影响，转子系统会发生相对于地面的横向（x，y）振动，此外在起动、制等不平稳过程中还会发生扭转振动（δ方向）。发生扭转振动时，电动机轴的rω 和θ 会不断发生变化。

泵输出功率的监测 本文所要监测的是齿轮泵 2 的输出功率，关键就是压力、流量、温度参数的可靠获取。为了获得液压系统同一测点上的压力、流量、温度值，并减少因接入传感器给液压系统带来的影响，采用了集成测量模块，即把压力、流量、温度三个传感器集成在一个模块上，一起接入液压油路中（图 2.2 中的元件 12，实物图见图 2.4），测量液压系统的状态参数。系统在线监测显示的参数有压力、流量、温度、泵输出功率。

图 3.1 监测仪总电源电路与开关电源实物图因为电压、电流传感器直接连接到高压端，为了安全和避免驱动电动机的缺相，＋15V 和－15V 一直导通，＋5V 和 GND 的通断由自锁按扭 S1 单独控制。电路中在每个直流驱动电源上旁接电容，并接地，防止直流电源受到干扰时出现脉冲电压，这个脉冲电压一般会对直流电源驱动器件造成损害。另外，在电流电压信号调理运放电路中，需要一个+2.5V 的参考电压，此处使用电源转换芯片 LMS1117，将+5V 电压转换成为+2.5V。+2.5V 电压转化电路如图 3.2。一般经过电源转换芯片转换得到的电压会有误差，此处我们通过在运放电路中设置电位器予以补偿，实现+2.5V 精确输出。
【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 张俊;液压功率智能仪表性能及故障监测研究[D];大连海事大学;2012年

2 刘北成;稀土超磁致伸缩材料微进给特性研究[D];沈阳理工大学;2013年

本文编号：2882769