现代测试技术期末大作业
现代检测技术期末考试试卷及答案全文优选
最新精选全文完整版（可编辑修改）《现代检测技术》期末考试试卷及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1、测试系统的灵敏度2、压电效应3、热电偶冷端补偿4、电阻应变效应5、虚拟仪器二、填空题（每空1分，共25分）1、一阶系统的时间常数r表征系统的特性，一阶系统的被止频率表示为。
2、线性度是指。
也称非线性误差，常用的直线拟合方法有理论拟合、和等。
3、常用的应变片有与两大类，其中灵敏度较高的是，线性度较好的是。
4、为了加强居氏小区的安全，可以在小区围墙上加装传感器进行昼夜监控。
5、可以进行转速测量的传感器包括、和;可以进行金属工件厚度测星:的传感器包括、和。
6、在图像测量中，为了确定丄件的角点，常采用方法，它的原理是。
7、光电管、光电倍増管是利用效应工作的，光电池是利用效应工作的，光敏电阻是利用效应工作的。
8、极距变化型的电容式传感器常釆用差动结构，目的是以及。
9、为利用电桥的和差特性，提髙系统的灵敏度，应使桥臂上电阻应变极性相同，桥臂上电阻应变极性相反。
三、简答题（每题10分，共50分）1、基本型现代检测系统包括哪些环节？2、什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？3、请从CCD的原理解释图像亮度与曝光时间的关系。
4、如果对1mm左右的微位移量进行检测，请问可以选用什么传感器？列举2种方案，并解释其工作原理。
5、探底雷达可以完成哪些检测任务？在对混凝土构件进行探测时与超声波传感器有何异同？现代检测技术参考答案：一、名词解释1、测试系统的灵敏度一专感器输出变化量与输入变化量之比2、压电效应一一某些材料（如石英）当沿着一定方向施加力变形，由于材料分子不具备中心对称性, 其内部产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，重新恢复到不带电状态，此现象称为正压电效应。
逆压电效应是指当压电材料沿一定方向受到电场作用时，相应的在一定的晶轴方向将产生机械变形或机械应力，又称电致伸缩效应。
现代检测技术大作业
1.针对检测系统比较简述通用PC/单片机（MCU)/DSP的特点。
他们的开发工具（环境）有什么特点。
通用PC的特点：运算速度快；计算精度高；具有强大的记忆功能；具有逻辑判断能力；能实现自动控制。
运算速度是计算机最显著的特点之一。
计算机的运算速度(也称处理速度)是计算机的一个重要性能指标，通常用每秒钟执行定点加法的次数或平均每秒钟执行指令的条数来衡量，其单位是每秒钟百万条指令。
在计算机内部数据采用二进制表示，二进制位数越多表示数的精度就越高。
目前计算机的计算精度已经能达到几十位有效数字。
从理论上说随着计算机技术的不断发展，计算精度可以提高到任意精度。
计算机具有存储和“记忆”大量信息的能力，可以存储计算的原始数据、程序以及最后结果，并可以对记忆的内容随机存取。
存储器不但能够存储大量的信息，而且能够快速准确地存入或取出这些信息。
计算机还具有逻辑判断能力，它根据各种条件来进行判断和分析从而决定下一步的执行方法和步骤。
计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动控制执行的。
只要把包含一连串指令的处理程序输入计算机，计算机便会依次取出指令，逐条执行，完成各种规定的操作，直到得出结果为止。
单片机（MCU）的特点：集成度高、体积小、可靠性高；控制功能强；低电压、低功耗；具有优异的性价比。
单片机把各个功能部件都集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连接，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣的环境下工作。
为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中有极其丰富的转移指令，I/O口的逻辑操作以及为处理器功能。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微型计算机。
单片机大量应用于便携式产品和家用消费产品，低电压和低功耗的特点尤为重要。
许多单片机已可以在2.3V的电压下运行，有的以突破1.2V或0.9V下工作；功耗至微安级，一个纽扣电池就可以使其长期使用。
现代检测技术大作业最终版
现代检测技术大型作业（2014/2015学年第1学期）课题名称粮食存储环境品质监测系统设计院（系）自动化工程学院专业电气系统检测与控制小组成员时间指导老师一．设计背景及意义“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。
储粮是为了防备战争、保证非农业人口的粮食消费需求、调节国内粮食供求平衡、稳定粮食市场价格、应对重大自然灾害及其它突发性事件而采取的有效措施。
因此，粮食的科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。
我国是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国，粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其他突发性事件而采取的有效措施，因此粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事。
在粮食的储藏的过程中，由于粮仓温湿度异常而造成粮食变质，带来的经济损失是惊人的。
粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、氧气、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。
目前我国许多粮食仓储单位采用测温仪器与人工抄录、管理相结合的传统方法，消耗了大量的人力和财力，并且效果不佳，发霉变质等现象大量存在。
因此设计粮食储存品质监测系统，可以提高工作效率，实现粮仓数据的实时监控，是仓储单位亟待解决的重要问题。
粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、压力、2CO、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。
对粮食贮藏过程中的影响参数进行实时监测、分析，是保障粮食储存品质的有效手段。
在此，通过采用CAN总线的数据采集系统对影响粮食贮藏过程中的参数进行实时采集、分析，当发现不良变化时，能够及时发出预警信息，保证粮食储存的安全。
粮食储存品质监测系统是利用现场的前沿机检测粮食储备库中粮食的基本情况，并结合其他粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气状况等）进行综合分析，然后通过控制电机启停，达到对相应参数的控制。
利用监控室的上位机对粮仓进行监控，用户可方便地构造自己需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不需要深入现场，就可以按照所需的要求对粮仓内的情况进行控制，还可以查看历史数据，优化现场作业，提高了生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化，为实现我国粮仓管理现代化更近了一步。
现代测试技术 作业题解
第二章习题1．现校准为量程100mV ，表盘刻度为100等份毫伏表，见表。
题1：测量数据 被校表示值U X （mV ） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100标准表示值U 0（mV ） 9.9 20.0 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 79.9 89.7 99.9绝对误差∆U （mV ）-0.1 0.0 0.4 -0.2 0.2 0.4 0.3 -0.1 -0.3 -0.1试求：①．计算各校准点的绝对误差，并填入表中； ②．确定被校表的准确度等级； 解： 最大引用误差为：100%0.4%mnm mA A γ∆=⨯=%a nm ≤γ所以应该取a=0.52．某四位半数字电压表，量程为2V ，工作误差为∆= ± （0.025%∙U X +2个字） 用该表测量时，读数分别为0.0345V 和1.8567V ，试求两种情况下的测量误 差。
从计算结果中可得到什么启示？解：四位半仪表在2V 量程下的显示范围是 0～1.9999V ，分辨率为0.0001V 。
当测量值为0.0345V 时绝对误差和相对误差分别为：()411110.025%0.03450.00012 2.110100%0.6%X VA γ-∆=±⨯+⨯=±⨯∆=⨯=±当测量值为1.8567V 时绝对误差和相对误差分别为：()422220.025% 1.85670.00012710100%0.04%X VA γ-∆=±⨯+⨯=±⨯∆=⨯=±可以看出，测量结果的测量误差不仅和仪表的准确度有关，而且和量程的选择有关。
测量值与量程越近，测量误差越小。
3．对某直流电压源的输出电压U 进行10次 ，读数如表所示。
题3：测量数据次数 12 3 4 5 6 7 8 9 10 U/V 5.003 5.011 5.006 4.998 5.015 4.996 5.009 4.999 5.010 5.007① 求输出电压x U 的算术平均值U 及其标准差()U s .。
现代测试技术试卷.doc
甘肃农业大学农业电气化与自动化和电气工程及其自动化专业模拟题：现代测试技术试卷（李青）1.为什么要用电测试的手段进行非电量的测试？（1）非电量的物理特性和化学特性千差万别，在测量过程中，测量结构的传输和保存以及显示非常不方便，因而促使人们研究用电量测试手段来进行非电量的测试。
（2）由于电测技术具有测量精度高，反应速度快，数据传输方便，并且能够连续自动记录等优点。
2.一个完整的测试系统所经历的步骤？（1）必须要获得被测量的信息（2 ）根据被测量信息的物理学特性将其转换成容易处理和传输的电量信号（3）将电量信号所表示的信息进行变换或放大（4）用指示仪或记录仪将信息显示或记录下来。
3.现代测量技术的发展趋势？现代测试技术除了进一步提高测试的精度和可靠性外，总的发展趋势是测试系统的小型化，智能化，多功能化以及无接触化。
其特点主要表现在以下几个方面：（1）测试仪器应用范围的扩大（2）新型传感器的研究（3）多功能测试仪器的开发（4）测试系统的智能化。
4.信号的概念：为了达到观测事物某一本质问题的目的，人们采用各种技术手段来表达所需要的信息，以提供人们观测和分析，这种对信息的表达形式称为信号。
5.信号的分类：根据信号的特性，信号可分为连续信号和离散信号两大类；连续信号又可以分为确定性信号和随机信号两大类；确定性信号分为周期信号和非周期信号两大类；随机信号分为平稳随机信号和非平稳随机信号;平稳随机信号分为各态历经随机信号和非各态历经随机信号；离散信号分为周期离散信号和非周期离散信号。
6.时不变线性系统的主要性质：叠加性；比例特性；微分特性；积分特性；频率保持性；7.根据叠加性质，当一个测试系统有N个激励同时作用时，它的响应等于这N个激励单独作用的响应之和，即各个输入所引起的输出是互不影响的。
根据频率保持特性，若巳知系统都是线性的，其输入信号的频率也已知，那么，在所测得输出信号中，只有与激励频率相同的频率才可能是由该激励所引起的响应。
《测试技术》期末考试样卷及参考答案(评分标准)
《测试技术》期末考试样卷及参考答案（评分标准）一、填空题：（每空１分，共２０分）1、动态信号的描述可在不同的域中进行，它们分别是 时域 、 频域 和 幅值域 。
2、周期信号的频谱是 离散 的；在周期信号中截取一个周期，其频谱是 连续 的。
3、周期性方波的第2条谱线代表方波的 3 次谐波。
4、影响二阶测试装置动态特性的参数为 固有频率 和 阻尼比 。
5、动态测试中，保证幅值不失真的条件是 幅频特性为常数 ，保证相位不失真的条件是 相频特性与频率呈线性关系 。
6、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 压阻效应 来工作的，压电式传感器的工作原理是基于 压电 材料的 压电效应 来工作的。
7、调幅波经相敏检波后，即能反映出 调制信号 电压的大小，又能反映其 相位 。
8、动圈式磁电指示仪表的工作频率比光线示波器的工作频率 低 ，这是由它们的 固有频率决定的。
9、对具有最高频率为f c 的时域信号x(t)进行采样，采样频率为f s ，若要采样后的信号频谱不产生混叠，则必须满足f s ≥2 f c 。
10、时域信号的 截断 将导致能量泄漏。
11、频域采样将导致 栅栏效应和时域周期延拓 。
二、简答或名词解释：（每小题4分，共24分）１、已知)sin(ϕω+t 的概率密度函数为)1/(12x -π，请写出)sin(0t x a ω+的概率密度函数表达式，并画出其图形。
答：概率密度函数表达式：))(/(1220a x x --π（表达式或图形正确可得3分） ２、线性系统。
答：输入、输出关系可用常系数线性微分方程描述的系统。
或：具有迭加特性和频率保持特性的系统。
３、频率保持特性。
答：线性系统输出信号频率恒等于输入信号频率。
４、已知一信号的频谱如图所示，请写出其对应的时域函数x(t)。
答：)90300sin(5.0)45100sin()(00+++=t t t x ππ（写成余弦形式也可以；未转换成角频率扣1分）5、试解释录音机走带速度不稳时所放出声音的变调现象。
检测技术期末综合大作业
江苏开放大学期末综合考核大作业学号姓名课程代码110038课程名称检测技术评阅教师检测技术课程期末综合大作业任务江苏开放大学一、填空题（请将正确答案填写在作答结果的表格内）1、一个完整的检测系统或检测装置通常由、、输出单元和显示装置等部分组成。
2、应变片丝式敏感栅的材料是。
两个变形符号相同的应变片接在电桥的，符号不同的接在，四臂全桥灵敏度为双臂电桥的倍。
3、电容式传感器的测量转换电路种类很多，常用的有、、和二极管T型网络。
4、常用的热电阻有和两种。
在使用热电偶时为保持冷端温度恒定，常采用、冷端温度校正法、、采用PN结温度传感器作冷端补偿等几种方法。
5、压电式传感器不能测量被测量，更不能测量；目前压电式传感器多用于和动态的力或压力的测量。
6、按工作原理的不同，电容式传感器可分为、、和三种类型。
第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。
7、在信号远距离传输中，常采用调制方法，当高频振荡的频率受到缓慢变化信号控制时，称为。
二、选择题（请将作答结果的代码填写在题中括号内，每小题2分）1、当石英晶体受压时，电荷产生在(B)。
A．与光轴垂直的z面上B．与电轴垂直的x面上C．与机械轴垂直的y面上D．所有的面（x、y、z）上批阅结果：2、在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变的误差称为(B)。
A．随机误差B．系统误差C．粗大误差D．人为误差批阅结果：3、利用涡流传感器测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz，则该齿轮的转速n等于(A)r/min。
A. 400B.3600C.24000D.60批阅结果：4、(C)的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。
A．热端直径B．热端和冷端的温度C．热端和冷端的温差D．热电极的电导率批阅结果：5、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了(B)。
A. 加长线圈的长度从而增加线性范围B. 提高灵敏度，减小温漂C. 降低成本D. 增加线圈对衔铁的吸引力批阅结果：6、电涡流探头的外壳用(B)制作较为恰当。
现代检测技术大作业
2015年—2016年度第1学期课程名称：现代检测技术专业：控制工程研究生姓名：陈俊亚学号：2016232011任课教师姓名：冯晓明第一部分：现代检测技术的内容一、概述随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。
从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数量值测量到参数的状态估计，从确定性测量到模糊的判断等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
二、传感器的基本原理及检测技术的特点利用某种转换功能，将物理的、化学的、生物的等外界信号变成可直接测量的信号的器件称为传感器。
由于电信号易于放大、反馈、滤波、微分、存储和远距离传输，加上计算机只能处理电信号，所以，从狭义上说，传感器又可以定义为可唯一而重视性好的将外界信号转换成电信号的元器件；从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。
所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。
敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为：①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
②化学类，基于化学反应的原理。
③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
检测技术的特点可以归纳为：(1)从待测参数的性质看，现代检测技术主要用于非常见的参数的测量，对于这些参数的测量目前还没有合适的传感器对应，难以实现常规意义的“一一对应”的测量；另一种情况是待测参数虽已有传感器，但测量误差比较大，受各种因素的影响比较大，不能满足测量要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现代测试技术期末大作业题目面向汽轮机组振动的分布式在线监测系统题目：面向汽轮机组振动的分布式在线监测系统1.研究的意义及发展现状汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机，它比其它类型的原动机具有单机功率大、热经济性高、运行安全可靠、单位功率制造成本低等一系列优点，是机械设备的重要组成部分，也是企业生产的核心设备。
随着科学技术的进步和发展，汽轮机组性能的提高和容量的增加，人们对设备安全、稳定、长周期、满负荷运行的要求越来越迫切。
虽然运行自动化、制造精度和安装工艺水平的提高，使得汽轮机组的振动故障有所减少，但是由于设备的复杂性、运行环境的特殊性、安装与检修中影响振动因素的不确定性，使得当前振动故障仍然严重影响汽轮机组的正常运行。
只有采用现代化的监测手段，在汽轮机组运行过程中对其振动状态进行实时的监测，及时掌握设备的运行状态，才能有效预防故障，杜绝事故，延长设备运行周期，最大限度的发挥设备的生产潜力，避免“过剩维修"造成的不经济、不合理现象，提高经济效益和社会效益[4][5][7]。
电厂中汽轮机主机以及辅机设备的振动状态监测和故障诊断。
由于信号的采集和处理的好坏直接影响到状态监测的效果和故障诊断的准确，因此系统设计一款在线监测系统，其最主要的功能是在保证采样精度和速度的前提下，对多种机组信号进行采集，尤其是对多个测点的振动信号进行多种模式的采集，提供机组的运行状态数据。
早在上个世纪中叶，以美国为主的西方发达国家率先在大型汽轮发电机组在线监测与故障诊断方面的技术展开了研究，到目前为止，在该领域一直处于领先水平。
美国的几家专业公司，如Bently，IRD，BEI，从事对大型电站机组的运行和监控的研究，以及对机组可靠性、安全性、维修管理技术方面的研究，已经有了40多年的历史，建立了庞大的数据库管理系统，并开展了专家系统的研究，具有雄厚的数据和软件实力。
我国在设备状态监测与故障诊断技术方面的研究起步较晚，始于八十年代中期。
此前，只有在机械的运行出现异常或者拆开设备检查时，才知道某部分发生了故障，并且为了确保设备的正常运行而实行定期维修检查的制度。
这样的传统制度既不经济也不合理。
后来，国内投运的大机组一般都配置了进口的振动监测保护装置。
这些引进的监测装置对设备安全运行起到了积极作用，但也存在价格昂贵、维护不便等问题。
目前，国内比较成功的工程应用系统有：哈尔滨工业大学等单位联合研制的3MD-I、3MD．II、3MD．III系列；西安交通大学机械监测与诊断研究室的RMMDS系统；浙江大学的CMD—I型及II型系统：东南大学的MFD 系统等[8][l0]。
2. 系统设计2.1. 引起振动的原因及分析方法汽轮机因设计工艺、负荷和冷热不均等原因造成的机械故障表现大致可以分为两种：1)异常振动，如轴承或者转轴发生剧烈转动；2)系统失稳，如汽缸热膨胀，转轴偏心或发生轴向位移等。
这两种故障相互影响，彼此加剧。
比如说，转轴偏心必然会使振动加剧，而异常振动会使轴心更加偏离原来的平衡位置。
若想全面掌握机械的运行状态，监测系统必须从这两类故障出发，将机械运行的动态特征和静态特征作为监测对象。
汽轮机运行的动态特征量主要指振动量，它反映了传感器探头端部与转子表面的快速间隙变化，传感器选择方面，因为MEMS 传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
所以系统可以采用MEMS 微机械压力传感器或MEMS 微加速度传感器。
如图1所示；静态量，也称缓变量，包含轴向位移、轴偏心、缸胀和温度等。
比较而言，监测静态特征量更简单，监测的对象为一固定的数字量，处理更方便，将采集的数据与安全运行数据标准进行比较，就可以判断汽轮机的工作状态。
监测动态量要复杂的多，但是却从频率域和时间域为诊断机器故障提供了重要信息”。
图1 传感器测量轴振动输出波形示意图如图1所示给出了在理想的平稳状态下，振动波形的一次谐波的输出函数表达式)sin(y ϕ+Ω+=t B A 。
其中，A 表示初始间隙，是指安装传感器时其顶部与转轴表面事先调整好的间隙，在高速大型的汽轮发电机设备上，传感器的安装位置常常就是在制造时留下来的；B 表示位移最大值，称为振幅；Q 是振动信号角频率；9是初始相位移。
表达式说明，在理想的平稳状态运行下，随着时间t 的不断变化，振动波形是一个以初始间隙A为基准的周期性变化的正弦波。
由上式也可以看出，振幅、相位角和频率就是确定振动的三要素。
因而振动测量主要是指幅度、相位和频率的测量[2]。
2.2.硬件电路结构完整的汽轮机振动在线监测系统的总体结构框图如图2所示。
图2 汽轮机组振动在线监测系统的总体结构框图在硬件结构上数据采集单元由信号调理模块、微处理器、A／D转换、CPLD、存储器等主要模块构成。
数据采集单元的基本工作过程是这样的：键相信号经处理，送入CPLD选通后，可以作为采样振动信号的同步触发信号；6路振动信号经调理，送入A／D转换模块中进行采样，每一次模数转换完成后，发结束信号给CPU，响应后，CPU读取采样数据；6路缓变量信号由CPU自带的ADC直接采集；采样完成后，采样数据从微处理器转存到外扩存储器模块中，以备主处理单元的调用[7]。
2.3.数据采集电路“数据采集”(Data Acquisition)是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换。
成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。
相应的系统称为数据采集系统。
数据采集系统性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。
在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度，以满足实时采样、实时处理和实时控制对速度的要求。
如图3所示，振动信号采集过程包括四个步骤：1)前端信号的调理；2)进入AD后的模数转换；3)每一次模数转换结束，CPU读取采样数据；4)采样过程结束后，将采样数据送入共享内存中进行缓存。
其中第一个步骤属于采样前的准备工作，已经在前文讲过了；第二和第三个步骤是采集过程的主体，是本节重点介绍的内容；第四个步骤是有关共享存储器电路的设计，是对采样数据的处理。
图3 振动信号采集过程流程图2.4.信号调理电路振动信号作为主要的采集量，对采样精度和采样速率的要求都比较高，在本设计中，是采用专门的模数转换芯片ADS8365来采集的。
由于ADS8365的各模拟输入引脚的电压范围是0V,---5V，而传感器输出的振动信号电压范围是O～-20V，显然与之不符，因此只有将其调理成合适的电压，才能送入AD进行采样。
振动信号调理电路如图4所示。
图4 振动信号调理电路3.软件功能设计3.1.系统软件功能嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。
在一个嵌入式系统中，底层驱动程序与硬件密切相关。
如果硬件器件比较多，那么底层软件相对来说也要比较复杂。
为了更能合理、有效地利用CPU有限的资源，在硬件平台上移植了uc/os-II，编写了底层的硬件驱动程序，并且在程序的编写上，采用了子程序和模块化设计思想，好处是使得软件职能明确、编写简易、便于其他功能模块[5]。
调用，能大大提高系统处理的实时性，使得系统处理简单、明了，同时减少了程序对于内存的占用量。
3.2.A／D采样驱动程序A／D采样驱动程序是针对振动信号和缓变量信号的采集而设计的。
在本文主要介绍振动信号的采样过程及软件实现算法，及介绍缓变量信号的采样过程。
对于振动信号的采集策略有两种，分别是倍频采样和固定频率采样。
软件设计的重点是基于软件控制的频率自适应倍频采样算法，该算法能有效的跟踪并锁定被测信号的基波频率，实现基于键相信号的自适应采样，以减少或者消除键相信号频率变化对振动信号测量的影响。
另外，该算法巧妙的利用了定时器的捕获和匹配功能，降低了软件实现的复杂度，达到了硬件级的响应速度，提高了运行的实时性和可靠性。
振动信号的采样流程大致上包括以下几个过程：1)采样过程控制；2)判断是否完成预定采样点数：3)往共享内存送采样数据。
在高速数据采集任务中，这个采样过程是不断循环进行的，即A／D采样芯片不断的采集数据，经判断，若完成预定的采样点数，就要将采集的数据送入到共享内存中进行保存，等待主处理单元读取，为后续分析提供数据。
整个过程是在定时器中断、A／D采样中断以及主任务的配合下共同完成的，其中定时器中断又包括定时器捕获中断和定时器匹配中断。
4.数据传输在本设计中，程序编写好以后，通过RS232串口和程序烧写工具Flash Mag 下载程序，然后用VTl00超级终端进行调试。
简单地说，VTl00终端具有两种功能。
1)作为输入设备，在键盘上键入的字符被送入主机；2)作为输出设备，主机上相应程序的处理结果将被送回VTl00显示器显示。
VTl00终端结构图如图5所示。
图5 VT100终端结构图VTl00终端相当于给嵌入式系统扩展了一个键盘和显示器，通过VTl00终端结合相应的终端调试程序，可以观测到固定频率采样和倍频采样数据以及振动量、相位、键相信号频率等具体信息150l。
通过VTl00终端显示的数据信息，以此可以十分方便地发现程序设计中存在的问题并加以改正。
5.总结汽轮机振动在线监测系统负责采集多路振动信号、缓变量信号和键相信号，并对采集的数据进行实时处理与存储等工作。
这对于机组设备的安全稳定运行具有重大的意义。
研究重点是数据采集单元，完成了硬件设计和以数据采集算法为主的软件设计，设计过程中所采用的关键技术有基于ARM及uc／os-II的嵌入式系统技术：每个数据采集单元均使用ARM处理器作为核心，软件都是基于uc／os-II 进行设计，提高了系统实时处理的能力。
多路数据同步采集技术：在保证采样精度和速度的前提下，多路数据同步采集技术用于对多路振动信号同时采样，充分保留各路原信号之间的相位信息。
多处理器并行处理技术：每个数据采集单元均使用了1个主频为60MHz的处理器，每个处理器都可以分担系统的运算量，组成多处理器并行处理系统，提高了整体的数据处理能力，并具备很强的灵活性。
参考文献[1] 肖永华．基于DSP的电厂汽轮机组监测系统的研究[D]．成都：西南交通大学硕士学位论文，2006：1-2．[2] 马明建．数据采集与处理技术[M]．西安：西安交通大学出版社，2012：5-6．[3] 许磊．基于ARM9的振动数据采集系统的研制[D]．浙江：浙江大学硕士学位论文，2010：5-10．[4] 杜春雷．ARM体系结构与编程[M]．北京：清华大学出版社，2003：1-3．[5] 王金平．嵌入式旋转机械状态监测系统的设计与研究[D]．南京：东南大学硕士学位论文，2006：4-5．[6] 张荣斌．大型旋转机械混合式振动监测诊断系统的研制[D]．重庆：重庆大学硕士学位论文，2003：13．15．[7] 邓艾东，许春林，张红星．振动故障诊断系统中的同步键相信号处理叨[J]．风机技术，2001，(5)：61-63．[8] 许磊，缪思恩．基于AT91RM9200的振动监测数据采集系统[J]．电站系统工程，2007，23(5)：53-54．[9] Wang M-H．Application of extention theory to vibration fault diagnosis ofgenerator set[J].IEEE Proceedings Generation,Transmission andDistribution,2004，1 51(4)：503-508．[10] Jovanovic S．Self-tuning steam turbine controller in a multi-machine powersystem[J]．IEEE Transaction on Energy Conversion，1999，14(4)：1578-1581．。