基于FPGA的振动测量数据采集系统的设计开题报告

 2021-08-14 02:58:49

1. 研究目的与意义(文献综述)

振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象,在大多数情况下,振动是有害的,它对仪器设备的精度,寿命和可靠性都会产生影响。当然,振动也有可以被利用的一面,如输送、清洗、磨削、监测等,无论是利用振动还是防止振动,都必须确定其量值。在长期的科学研究和工程实践中,已逐步形成了一门较完整的振动工程学科,可供进行理论计算和分析。但这些毕竟还是建立在简化和近似的数学模型上,还必须用试验和测量技术进行验证。随着现代工业和现代科学技术的发展,对各种仪器设备提出了低振级和低噪声的要求,以及对主要生产过程或重要设备进行监测、诊断,对工作环境进行控制等等。这些都离不开振动的测量。

振动的研究与测试在工程应用和科学测量中占有非常重要的地位。当代工程中各种机械系统,如大型发电设备,电动机,重型机械,汽车,船舶,航空航天设备,等,都不断向着高速、高准确度方向发展。为保证其良好的性能以及可靠的寿命,振动问题已成为必须认真研究和解决的重要课题。以压电式、电磁式以及半导体式为代表的传统振动测试装置以其原理简单、成本低等优点而广泛应用于各个领域。

振动测量方法按振动信号转换的方式可分为电测法、机械法和光学法。电测法:将被测对象的振动量转换成电量,然后用电量测试仪器进行测量,灵敏度高,频率范围及动态、线性范围宽,便于分析和遥测,但易受电磁场干扰。是目前最广泛采用的方法。

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2. 研究的基本内容与方案

通过对振动测量的了解,下面由压电式加速度传感器组成测量系统进行测量,至于被测振动量的位移跟速度等参量可以通过积分、微分等进行转化。加速度测量系统主要功能为方便地的测量各点的加速度。它由独立的电源进行供电,方便准确,测量多方向的加速度是其主要特点之一

整个系统由信号采集模块、存储器模块、中心控制模块、接口电路以及其他的外围辅助电路组成。

信号采集模块是存储测试中的重要环节,关系着获取信息的质量和采集测试的精度。模拟信号的采集电路通常由跟随器、模拟开关、a/d转换器、缓冲器等部分组成。被采集的信号经a/d转换成数字信号后存入存储器。电路的整个时序由逻辑控制模块协调控制。数字量和开关量的采集电路同样是在主控制模块的控制下进行的。

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3. 研究计划与安排

第1周-第3周:资料收集与查询,开题报告

第4周-第8周:毕业设计方案,熟悉主要知识

第8周-第15周:课题关键技术研究,撰写论文

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4. 参考文献(12篇以上)

【1】fpga设计张义和北京科学出版社2013

【2】fpga与sopc设计教程张志刚西安电子科技大学出版社2007

【3】fpga数字逻辑设计蔡晓燕清华大学出版社2014

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