基于單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4 數(shù)據(jù)采集控制器
數(shù)據(jù)采集控制器以ARM控制器為核心,其外圍電路包括USB總線控制器,數(shù)據(jù)采集控制電路,時(shí)鐘電路,存儲(chǔ)電路等。
其基本結(jié)構(gòu)如圖5所示。在該控制電路中,ARM(Advanced RISC Machine)作為總控制器,接收上位PC機(jī)命令,向采樣電路發(fā)出執(zhí)行采樣命令,向分頻器寫入數(shù)據(jù),確定采樣速率。當(dāng)采樣完畢后,發(fā)出停止采樣命令,并將數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)。該ARM芯片選用S3C44B0。USB總線控制器為MC34825,用于和上位PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令傳輸。精密時(shí)鐘電路是采樣時(shí)間控制電路,其發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)可編程分頻器(8254)分頻后送往A/D轉(zhuǎn)換電路作為啟動(dòng)下一次采樣和向存儲(chǔ)器寫入已采樣數(shù)據(jù)的信號(hào)。
在采樣啟動(dòng)/數(shù)據(jù)寫入控制器中,包括采樣允許/禁止控制電路,讀寫控制電路。允許/禁止控制電路由ARM控制器控制其使能,決定信號(hào)的通過(guò)與否。讀寫控制電路由加法器和控制邏輯組成,加法器輸出作為Buffer的地址信號(hào),當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)到,地址自動(dòng)加1,并向Buffer發(fā)出寫入數(shù)據(jù)命令。該電路結(jié)構(gòu)原理如圖6所示。
5 應(yīng)用
采用本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng),對(duì)某裝備結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析實(shí)驗(yàn),獲得了部分加速度數(shù)據(jù),如圖7所示。
經(jīng)應(yīng)用證明,該系統(tǒng)能夠完成所要求的模態(tài)參數(shù)測(cè)試功能,能對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)施加任意激勵(lì),并能夠并行采集數(shù)據(jù),具有廣泛的通用性,可以用于一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)測(cè)量。如果更換系統(tǒng)前端傳感器,也可用于其他參量的并行測(cè)量。
但該系統(tǒng)由于受到總線傳輸速度的限制,其采集速率將限制在O~100 KSPS范圍內(nèi)。
評(píng)論