[发明专利]一种无线传输的旋转编码器采集卡及应用

权利要求书

1.一种无线传输的旋转编码器采集卡，其特征在于：包括信号采集模块、无线传输模块、主板，信号采集模块、无线传输模块安装在主板上，信号采集模块的采集引脚与网口连接，网口与旋转编码器连接，无线传输模块与信号采集模块连接；其中无线传输模块包括数据传输单元Ⅱ、缓存单元；

信号采集模块包括时钟单元、外部中断单元Ⅰ、外部中断单元Ⅱ、运算处理单元、数据传输单元Ⅰ；时钟单元与运算处理单元连接，旋转编码器通过外部中断单元Ⅰ与运算处理单元连接，运算处理单元与数据传输单元Ⅰ连接，数据传输单元Ⅰ通过无线传输模块的数据传输单元Ⅱ与电脑连接，电脑通过无线传输模块与外部中断单元Ⅱ连接，外部中断单元Ⅱ与数据传输单元Ⅰ连接，无线传输模块用于接收传送数据传输单元Ⅰ传输的数据及用于接收来自电脑的指令；

时钟单元，用于计时；

外部中断单元Ⅰ，用于接收旋转编码器输出的A、B、Z相位信号，当A相位信号或B相位信号变化时，外部中断单元Ⅰ被触发，并启动运算处理单元；

运算处理单元，用于计算外部中断单元Ⅰ触发时间t(n)与上一次触发时间t(n-1)的时间差，根据A、B、Z相位信号的变化，通过正交编码器编码原理计算旋转编码器在t(n)时刻的角度；

外部中断单元Ⅱ，用于接收无线传输模块传输的电脑指令，当收到采集指令时，外部中断单元Ⅱ被触发并启动数据传输单元Ⅰ向无线传输模块传输数据，当收到停止采集指令时，外部中断单元Ⅱ被触发并停止数据传输单元Ⅰ的数据传输；

上述无线传输的旋转编码器采集卡在旋转机械的故障检测中的检测步骤如下：

（1）将无线传输的旋转编码器采集卡与安装在被检测对象上的旋转编码器连接，通过电脑收集无线传输的旋转编码器采集卡采集的时间差Δt(n)数据和t(n)时刻的旋转编码器角度c(n)数据；

（2）利用公式C(n) =c(n)+m×360°将旋转编码器在t(n)时刻的角度c(n)转化为增量角度C(n)，其中m为编码器所转圈数；

（3）计算旋转编码器在t(n)时刻与t(n-1)时刻的角度差，将时间差Δt(n)与角度差ΔC(n)带入公式中，获得瞬时角速度v(n)；

（4）采用计算平均转速D，其中N为数据总量，瞬时角速度的速度波动A(n)=v(n) – D；

（5）以旋转编码器所在的转轴为参考轴，依据被检测对象转速与参考轴的转速计算被检测对象的故障阶次GearOrder，；

（6）对瞬时角速度的速度波动A(n)进行阶比分析，对速度波动A(n)进行傅里叶变换得到阶比谱O（order）= abs(fft(A(n)))，，其中阶比分析最大阶次为编码器光栅数dpi的一半；

（7）被检测对象发生故障时，在阶比谱O（order）中当阶次等于故障阶次时，故障阶次GearOrder处会出现一个较高的峰值，其峰值的大小代表了被检测对象的故障程度，随着被检测对象故障程度的增加在阶比谱中其故障阶次的峰值也将会增加。

2.根据权利要求1所述的无线传输的旋转编码器采集卡，其特征在于：还包括外壳、散热风扇。