專利名稱：一種同頻率振動相位測量方法
技術領域：
本發明屬于機械故障診斷領域，尤其涉及機械振動測量中的一種同頻率振動相位測量方法。
背景技術：
機械故障診斷中，機械振動的測量至關重要，目前的技術手段雖然很多，但成本高、精度低，這樣就不太有實際應用價值，因此解決機械振動測量方法的實用性就非常重要
發明內容
本發明的目的在于實現一種同頻率振動相位測量方法，具有線路簡單可靠，測量精度高的特點。實現上述目的的技術方案是一種同頻率振動相位測量方法，包括輸入頻率信號Fin、參考電平Vref，壓控振蕩器、加法器和減法器，其中所述的輸入頻率信號Fin輸入所述的減法器，所述的參考電平Vref連接到所述的加法器，所述的壓控振蕩器輸出電壓控制的振蕩信號Fg給所述的減法器，所述的減法器合成所述的輸入頻率信號Fin和所述電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo連接到所述的加法器，所述的加法器的輸出Vg連接到壓控振蕩器的控制端。上述的壓控振蕩器在控制端的電壓控制下，輸出電壓控制的振蕩信號Fg，表達的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl為常量。上述的減法器合成上述的輸入頻率信號Fin和上述電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo，表達的公式2是Vo=K2* (Fin — Fg)，K2為常量。上述的加法器將上述的Vo和上述的參考電平Vref相加，表達的公式3是Vg=Vo+Vref上述的公式I、上述的公式2和上述的公式3進行變量迭代，消除變量Vo，Vg得到公式 4 為Vref= {(1+K1*K2) *Fg — Kl*K2Fin} /Kl。本發明的有益效果是實現一種同頻率振動相位測量方法，具有線路簡單可靠，測量精度高的特點。
圖I是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步說明。請參照圖1，圖中給出了一種同頻率振動相位測量方法，，其中的壓控振蕩器、加法器和減法器都采用ATLERA公司的一片FPGA芯片來實現，型號為EP1K30，其中
輸入頻率信號Fin輸入減法器，參考電平Vref連接到加法器，壓控振蕩器輸出電壓控制的振蕩信號Fg給減法器，減法器合成輸入頻率信號Fin和電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo連接到加法器，加法器的輸出Vg連接到壓控振蕩器的控制端。壓控振蕩器在控制端的電壓控制下，輸出電壓控制的振蕩信號Fg，表達的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl 為常量。減法器合成輸入頻率信號Fin和電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo,表達的公式 2 是Vo=K2*(Fin — Fg)，K2 為常量。加法器將上述的Vo和參考電平Vref相加，表達的公式3是Vg=V0+Vref公式I、公式2和公式3進行變量迭代，消除變量Vo，Vg得到公式4為Vref= {(l+Kl*K2)*Fg — Kl*K2Fin}/K1，當 K1*K2 >> 1，得到公式 5 為Vref= (Fg —Fin) *K2,可以通過測量Vref測量相位。 本發明的原理是利用鎖相合成頻率的原理，使用FPGA的邏輯功能實現鎖相合成頻率，使得被測相位在一個比較適合測量的范圍內被檢測，實現一種同頻率振動相位測量方法，具有線路簡單可靠，測量精度高的特點。以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種同頻率振動相位測量方法，其特征在于，包括輸入頻率信號Fin、參考電平Vref，壓控振蕩器、加法器和減法器，其中 所述的輸入頻率信號Fin輸入所述的減法器，所述的參考電平Vref連接到所述的加法器，所述的壓控振蕩器輸出電壓控制的振蕩信號Fg給所述的減法器，所述的減法器合成所述的輸入頻率信號Fin和所述電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo連接到所述的加法器，所述的加法器的輸出Vg連接到壓控振蕩器的控制端。
2.根據權利要求I所述的一種同頻率振動相位測量方法，其特征在于，所述的壓控振蕩器在控制端的電壓控制下，輸出電壓控制的振蕩信號Fg，表達的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl為常量。
3.根據權利要求I所述的一種同頻率振動相位測量方法，其特征在于，所述的減法器合成所述的輸入頻率信號Fin和所述電壓控制的振蕩信號Fg得到輸出電壓Vo，表達的公式2是Vo=K2*(Fin — Fg)，K2 為常量。
4.根據權利要求I到3所述的一種同頻率振動相位測量方法，其特征在于，所述的加法器將所述的Vo和所述的參考電平Vref相加，表達的公式3是Vg=V0+Vref。
5.根據權利要求I到4所述的一種同頻率振動相位測量方法，其特征在于，所述的公式I、所述的公式2和所述的公式3進行變量迭代，消除變量No，Vg得到公式4為Vref={(l+Kl*K2)*Fg — Kl*K2Fin}/Kl。
全文摘要
本發明公開了一種同頻率振動相位測量方法，包括輸入頻率信號Fin、參考電平Vref，壓控振蕩器、加法器和減法器。本發明用于一種同頻率振動相位測量方法，具有線路簡單可靠，測量精度高的特點。
文檔編號G01H17/00GK102944300SQ201210475480
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者于星光 申請人:昆山北極光電子科技有限公司