滾動(dòng)軸承強化壽命試驗的數據采集系統設計
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1．2 數據采集卡
由于采集系統要求實(shí)時(shí)快速多通道數據采集，且滾動(dòng)軸承的失效是個(gè)慢變化的信號，所以要求A／D轉換的分辨率高，以提高檢測數據的精度。鑒于以上要求，本系統選用北京雙諾測控公司生產(chǎn)的數據采集卡AC6622，AC6622其是一款基于PCI總線(xiàn)中速采集卡，支持全速實(shí)時(shí)不間斷采集。主要性能參數如下：
(1)16路單端輸入。輸入電壓：5／10 V、±5 V，軟件控制。
(2)A／D轉換器：16位A／D，采樣頻率可達250 kHz。
(3)通道輸入阻抗：10 MΩ。
(4)輸入通道支持任意起始到任意結束通道的自動(dòng)掃描。
(5)系統精度：0．02％FSR。
(6)卡上內置4 kB采樣FIFO緩沖器。
2 系統軟件設計
本系統要求界面友好、操作方便、實(shí)時(shí)多通道采集大量數據，特別是為了準確測定失效時(shí)間和故障的診斷和預測提供可靠的數據，要求準確記錄數據及時(shí)間。根據以前統計經(jīng)驗一般一次實(shí)驗持續約為30天，連續采樣數據達幾百GB，所以準確記錄數據及時(shí)間是本系統設計的關(guān)鍵技術(shù)。
系統在Windows XP下采用VC++6．0軟件實(shí)現數據采集。Microsoft Visual C++是一款功能強大的可視化應用程序開(kāi)發(fā)工具。憑借其強大的功能和易學(xué)等特點(diǎn)受到了廣大程序員的歡迎，在數據采集和工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應用。雖然VC++自身無(wú)法對計算機的底層硬件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)以及利用各種接口板進(jìn)行數據采集和時(shí)間控制，但是通過(guò)調用驅動(dòng)程序提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數，就可以實(shí)現對I／O口的訪(fǎng)問(wèn)和控制。
AC6622采集卡以動(dòng)態(tài)鏈接庫的方式封裝了用戶(hù)在Windows環(huán)境下編程需要的函數，無(wú)需用戶(hù)編寫(xiě)驅動(dòng)程序，這樣就大大縮短了整個(gè)數據采集系統的開(kāi)發(fā)周期。在這些函數中，幾個(gè)重要的函數如表2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/194941.htm
數據采集程序設計的關(guān)鍵問(wèn)題是在實(shí)現連續采集的同時(shí)以固定時(shí)間間隔保存固定時(shí)間長(cháng)度的振動(dòng)數據。AC6622采集卡是在FIFO半滿(mǎn)時(shí)產(chǎn)生一次中斷，驅動(dòng)接收中斷后自動(dòng)將2 kB數據保存在內部緩沖中，而后用戶(hù)通過(guò)調用Read_A／D()函數讀取內部緩沖中的采集數據。采集卡沒(méi)有提供用戶(hù)使用的中斷源，要實(shí)現精確定時(shí)寫(xiě)入定量的數據到存儲設備中，無(wú)法通過(guò)采集卡硬件中斷實(shí)現。
實(shí)現定時(shí)數據存儲有兩種方案，第1種方案是利用Windows下提供直接使用的定時(shí)器函數控制數據采集卡定時(shí)自動(dòng)保存數據。第2種方案是根據采樣率一定情況下，每個(gè)采樣點(diǎn)所用時(shí)間是固定的，通過(guò)查詢(xún)采集卡讀回數據的長(cháng)度進(jìn)行時(shí)間換算，進(jìn)而通過(guò)控制每次讀回數據的長(cháng)度進(jìn)行時(shí)間上的定時(shí)。
第1種方案雖然有編程簡(jiǎn)單，容易實(shí)現的優(yōu)點(diǎn)，但是利用VC6++編程時(shí)，Windows下提供直接使用的定時(shí)器函數SetTimer()、KillTimer()和()nTimer()函數的定時(shí)精度只有55 ms，而且通過(guò)SetTimer()函數設置的常規定時(shí)器的定時(shí)事件是由消息引發(fā)的，而Windows是一個(gè)多任務(wù)的操作系統，在其消息隊列中的定時(shí)器消息WM_TIMER的優(yōu)先級很低，所以較難保證所發(fā)出的定時(shí)消息能及時(shí)得到響應和處理。此外Windows的工作方式為搶占式，其內部的時(shí)間管理函數并不能實(shí)現等間隔的時(shí)間控制。因此第1種方案只適用于定時(shí)精度不高的地方，這樣就不能滿(mǎn)足本系統精確定時(shí)的要求。
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