為了保證本系統(tǒng)的測(cè)試精度、準(zhǔn)確性、靈活性和可維修性，在硬件上，振動(dòng)信號(hào)的采集用了中泰PC6310數(shù)據(jù)采集卡，軟件上用VC++6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

1、硬件設(shè)計(jì)

1）加速度傳感器

本系統(tǒng)中加速度傳感器是把被測(cè)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)加速度準(zhǔn)確無(wú)誤地接受下來(lái)，進(jìn)而將此加速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能之間的轉(zhuǎn)換。

2）數(shù)據(jù)采集工具

本系統(tǒng)不僅需要實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集，而且需要實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)，這就要求系統(tǒng)硬件的采集模塊和現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)具有很髙的性能。而中泰PC6310數(shù)據(jù)采集卡完全適合多通道高速率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。振動(dòng)信號(hào)由加速度傳感器采集，通過(guò)電荷放大器進(jìn)行穩(wěn)壓放大處理，進(jìn)而通過(guò)增益來(lái)調(diào)整提髙A/D轉(zhuǎn)換精度。對(duì)于振動(dòng)信號(hào)則通過(guò)兩次積分得到振動(dòng)位移。本系統(tǒng)單機(jī)組的硬件構(gòu)成見(jiàn)圖1。

2、軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中程序編寫所采用的是VisualC++6.0。VisualC++是美國(guó)微軟公司推出的基于C/C++的可視化的集成開(kāi)發(fā)工具。其開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序執(zhí)行效率高，并且微軟公司提供了對(duì)VC++的大力支持，因此用VisualC++開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序可謂得天獨(dú)厚。數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖2。

1）數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是用數(shù)據(jù)采集卡的庫(kù)函數(shù)完成的。同時(shí)，采集到的數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換也是通過(guò)庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存放于緩存區(qū)。本系統(tǒng)程序中的緩存區(qū)是由結(jié)構(gòu)體鏈表構(gòu)成的。所謂鏈表就是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行存儲(chǔ)分配的一種結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是可以根據(jù)需要來(lái)開(kāi)辟內(nèi)存單元，進(jìn)而避免內(nèi)存的浪費(fèi)。

此程序設(shè)計(jì)中采用“只供單個(gè)進(jìn)程的線程使用，這樣可以保證在任何時(shí)候只有一個(gè)線程訪問(wèn)某項(xiàng)資源”的臨界區(qū)同步對(duì)象來(lái)解決線程同步問(wèn)題。這里需要注意的是：通過(guò)鏈表取數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)的獲取程序與其他數(shù)據(jù)處理程序間有可能會(huì)因?yàn)橥瑫r(shí)要求某項(xiàng)資源，從而造成資源競(jìng)爭(zhēng)的線程同步問(wèn)題。

九洲風(fēng)機(jī)廠對(duì)于數(shù)據(jù)的預(yù)處理簡(jiǎn)單介紹3個(gè)：

(1)剔點(diǎn)：對(duì)采集產(chǎn)生的異常點(diǎn)（如電磁干擾產(chǎn)生的)要剔除。首先求出均值，再與測(cè)量數(shù)據(jù)相減；然后求出采樣值方差，按照統(tǒng)計(jì)概率理論，將偏差大于3個(gè)方差的異常點(diǎn)給予剔除。

(2)二次積分：因?yàn)檎駝?dòng)信號(hào)是加速度信號(hào)，只有經(jīng)過(guò)二次積分才能得到振動(dòng)位移值。

(3)線性濾波：采集到的振動(dòng)信號(hào)一般都包含噪聲干擾，通過(guò)濾波可以抑制干擾故障信號(hào)的那部分頻率成分。

2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是不間斷的監(jiān)測(cè)，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比較大，用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的記錄數(shù)太多，也不利于數(shù)據(jù)的檢索，所以大量數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)文件的形式來(lái)保存。另外把監(jiān)測(cè)的多點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)暫存于數(shù)組，然后再由數(shù)組寫入文件，這樣由于監(jiān)測(cè)的周期比較短，頻繁的寫文件將會(huì)影響到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，況且會(huì)出現(xiàn)異常操作。所以本系統(tǒng)在此采用有許多成員函數(shù)的MFC的數(shù)組類.CArray，它可以動(dòng)態(tài)的改變數(shù)組的大小，這樣用此暫存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不僅可以避免頻繁的寫文件，還可以節(jié)約內(nèi)存。