LabVIEW光电在线测振系统

开发了一种基于LabVIEW软件和光电技术的在线测振系统。该系统利用激光作为调制光源，并通过位置敏感型光电传感器（PSD）进行轴振动的实时检测。其主要特点包括非接触式测量、广泛的测量范围、高灵敏度和快速响应时间，且具备优良的抗电磁干扰能力。

项目背景

传统的涡流式测振仪受励磁信号的干扰较大，导致测量不准确。本系统通过采用PSD传感器和LabVIEW软件，开发出一种新型的抗电磁干扰测振设备，以期在电机轴振动测量及其他类似需求场景中替代传统传感器，提高测量精度和可靠性。

系统组成与硬件选择

本测振系统主要由半导体激光器、PSD传感器、信号处理电路和基于LabVIEW的数据采集与分析软件组成。选择激光作为调制光源，是因为其光束稳定，能精确照射到被测轴上。PSD传感器用于接收反射光，并将光信号转换为电信号，其优点是不受入射光强度和尺寸的影响，只响应光点的“重心”位置，极大提升了位置测量的精确度。此外，系统采用NI公司的DAQ6024E数据采集卡进行信号采集，该卡具有良好的兼容性和高速的数据处理能力，非常适合高频率的数据采集需求。

 

工作原理

系统工作时，控制电路驱动激光器发出调制光束，光束照射到电机轴上并被反射至PSD传感器。PSD传感器检测到的光点位置变化，转化为电信号，经过滤波和放大处理后，由LabVIEW系统进行采集和分析。系统利用数字滤波技术（如巴特沃斯低通滤波）去除信号噪声，并通过快速傅里叶变换（FFT）对信号进行频率分析，有效地识别和评估轴振动数据。系统界面友好，支持实时数据显示、时域分析和频谱分析，同时具备数据存储功能，能将采集到的数据保存为电子表格或ASCII文件，便于后续的处理和分析。

系统性能指标

该测振系统的测量范围为±5mm，测量误差不超过3%，最高频率响应达到5kHz。该系统不仅适用于电机轴的振动测量，也可广泛应用于其他需要精密测振的场合。

硬件与软件的协同

LabVIEW软件在本系统中扮演了核心角色，它不仅处理从硬件传感器收集的数据，还提供了一个直观的用户界面供操作人员进行监控和控制。LabVIEW的图形化编程环境大大简化了系统开发和测试过程，使得软件与硬件的集成更加高效和稳定。

系统总结

通过使用先进的光电传感技术和LabVIEW软件，成功实现了一种高效、精确的轴振动在线测量方案。它的非接触测量方式、快速响应特性及强大的抗干扰能力使其成为工业应用中理想的振动测量解决方案。