52 - 食品科学技术学报页

角度的光电编码器, 光电编码器可输出 A、B 和 Z 3
路脉冲,Z 脉冲标记轴转过的圈数,A 脉冲或 B 脉冲
记录当前脉冲个数. 360 线光电编码器安装在电机
轴上,电机轴带轮与传动轴带轮的传动比为 2,测试
元件安装示意图如图 5.
图 5摇 测试元件安装示意
Fig. 5摇 Installation diagram of testing components
为了得到准确的位置信号,光电编码器安装时,
当检测到 Z 脉冲,在传动带轮上标记基准位置.
图 6摇 电平转换电路
Fig. 6摇 Level transformation circuit
2郾 5摇 上位机
上位机是相对于下位机而言,下位机一般指微
控制系统,上位机指的是可以发出控制命令并且可
以接收显示下位机状态的计算机 ,一般为 PC 机. 本
文中上位机可以对测试系统发出开始和停止测试命
令, 实时显示由控制系统分析计算所得到的离心力
方位. 上位机可以全过程监控测试过程, 使用户直
观地获取测试结果信息,因而在电子开发、 工业控制
中应用广泛.
2郾 6摇 电平转换电路
UART( 异步串行通信) 是一种较为简单且应用
广泛的通信方式, 传送速率可以通过寄存器设定,具
有奇偶校验位以保证传输数据的准确性. 本测试系
统采用三线制全双工通信实现上位机和下位机的信
息交互. 但是下位机的 TTL 电平与上位机的 RS232
电平并不匹配,因此需要通过电平转换实现电平匹
配. 选用 MAX3232 芯片,电平转换电路如图 6. 图 6
中 UART0_TX、UART0_RX 分别接入控制器 UART
模块的发送和接收引脚,而 DB_TXD 和 DB_RXD 引
脚接入九针串口公头 , 通信时将此公头插入 PC 机
上的母头.
3摇 测试过程及处理方法
整个测试过程包括数据采集、 数据发送显示和
数据分析处理. 数据采集是主控器的 AD 通道把压
电式加速度传感器感知的电信号数字化的过程 , 数
据采集的准确性将直接影响分析结果 . 采集的结果
经过通信线路传给上位机显示 ,用户可直观地接收
采集结果. 数据的分析处理是针对采集存储的数据
运用有效的方法寻求结果的过程 ,当判断出最大离
心力方位时 ,还需进行配重处理,使设备能够稳定运
行 ,最后在不同转速下测试设备动平衡性能.
3郾 1摇 数据采集
因为传动轮盘一周加工有 12 个配重螺孔 ,所以
传动轮转一圈时 , 采集加速度传感器的 12 个数值.
传动比为 2,电机需要转动两圈. 即光电编码器转过
720 个脉冲 ,采集 12 个数据, 每过 60 个脉冲采集一
次 . 采集结果发送给上位机显示. 测试时逐渐由低
到高调节电机的转速 , 实验中当电机转速为 1 000
r / min,可明显感觉到设备的振动较大. 此时采集记
录传感器数值并用 MATLAB 绘制成图, 如图 7. 横
轴表示采样点次数, 纵轴为传感器采集的数字量, 范
围为 0 ~ 256.
3郾 2摇 偏心质量调整
对设备结构进行偏心质量调整 , 即需要改变转
子的质量分布, 使转子圆周方向上的离心力分布均
匀 . 由图 7 结果可知, 第 5 次采集的数值最大, 即离
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第 32 卷 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 霍亮生等: 基于逆流色谱的分离设备动平衡性能测试系统设计