1、姓名：姓名：學號：學號：指導教師：指導教師：日期：日期：目 錄 1. 概概 述述 2. LabVIEW與信號處理與信號處理 3. LabVIEW在故障診斷中的應用舉例在故障診斷中的應用舉例 4. 總總 結結 1. 概概 述述 NI公司于公司于20世紀世紀70年代中期提出了虛擬儀器年代中期提出了虛擬儀器的概念。的概念。虛擬儀器虛擬儀器是在以通用計算機為核心的硬是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設計定義，具有虛擬面板，測件平臺上，由用戶設計定義，具有虛擬面板，測試功能由測試軟件實現的一種計算機儀器系統，試功能由測試軟件實現的一種計算機儀器系統，是計算機技術與儀器技術相結合的產物，其是計算機

2、技術與儀器技術相結合的產物，其基礎基礎是計算機系統，是計算機系統，核心核心是軟件技術。是軟件技術。 虛擬儀器大大突破了傳統儀器在數據采集、虛擬儀器大大突破了傳統儀器在數據采集、處理、顯示、存儲等方面的限制，是一個測試和處理、顯示、存儲等方面的限制，是一個測試和自動化系統的自動化系統的高性能高性能、低成本低成本運載平臺。運載平臺。(1)數據采集數據采集 數據采集數據采集（Data AcQuisition，DAQ）是指）是指從傳感器和其它待測設備等模擬或數字被測單元從傳感器和其它待測設備等模擬或數字被測單元中自動采集信息的過程。中自動采集信息的過程。 數據采集系統是結合基于計算機的測量軟硬數據采集

3、系統是結合基于計算機的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。 一個完整的一個完整的DAQ系統包括傳感器或變換器、系統包括傳感器或變換器、信號調理設備、數據采集和分析硬件、計算機、信號調理設備、數據采集和分析硬件、計算機、驅動程序和應用軟件等。驅動程序和應用軟件等。2. LabVIEW與信號處理與信號處理2. LabVIEW與信號處理與信號處理圖圖1 模擬信號的數據采集的基本結構模擬信號的數據采集的基本結構圖圖2 模擬信號的數據采集過程模擬信號的數據采集過程2. LabVIEW與信號處理與信號處理圖圖3 NI提供的數據采集平臺提供的數據采集平

4、臺2. LabVIEW與信號處理與信號處理圖圖4 NI 6229NI USB-6229是一款USB高性能M系列多功能DAQ模塊，在高采樣率下也能保持高精度。NI USB-6229是數據記錄類應用和配合NI信號調理進行傳感器測量的理想選擇。 NI USB-6229為移動應用或空間上有限制的應用專門設計。其即插即用的安裝最大程度地降低了配置和設置時間，同時它能直接與螺絲端子相連，從而削減了成本并簡化了信號的連接。 32路模擬輸入路模擬輸入 (16位位); 單單通道通道250 kS/s采樣率采樣率 4路路模擬輸出模擬輸出 (16位位, 833 kS/s), 48路數字路數字I/O (32路路的速率可

5、達的速率可達1MHz); 32位位計數器計數器 用于自動檢測和配用于自動檢測和配置的即插即用置的即插即用USB; 2. LabVIEW與信號處理與信號處理圖圖4 NI 6229 信號時域分析是指在時間域上對信號的時域參信號時域分析是指在時間域上對信號的時域參數進行測量和計算，從而提取出有助于研究和分析的數進行測量和計算，從而提取出有助于研究和分析的信號時域特性。信號時域特性。 時域分析往往是對原始信號進行分析的第一個步時域分析往往是對原始信號進行分析的第一個步驟，信號的時域特性往往也是使用其他方法進行分析驟，信號的時域特性往往也是使用其他方法進行分析的重要參考和基礎。的重要參考和基礎。2. L

6、abVIEW與信號處理與信號處理信號時域分析相關的信號時域分析相關的VI圖圖5 波形測量波形測量VI庫庫圖圖6 信號運算信號運算VI庫庫周期信號時域特性的測量實例圖7 脈沖測量VI的連線板圖8 幅值和電平VI的連線板圖9 “周期信號時域特性的測量.vi”的前面板和框圖2. LabVIEW與信號處理與信號處理 信號頻域分析指將時域信號通過傅立葉變換等方法信號頻域分析指將時域信號通過傅立葉變換等方法轉換到頻率域上，然后進行分析。一些從時域上無法轉換到頻率域上，然后進行分析。一些從時域上無法解決的問題，往往從頻域分析的角度可以得到有效的解決的問題，往往從頻域分析的角度可以得到有效的解決。解決。 信號

7、頻域分析舉例信號頻域分析舉例Hilbert變換提取信號包絡實例具體步驟如下。v（1）新建“提取信號包絡.vi”，添加“Gaussian Modulated Sine Pattern.vi”，以生成一個高斯調制正弦信號，對其各個參數幅值、中心頻率、采樣數、時延等創建各個輸入控件，以便進行調節。v（2）添加“Fast Hilbert Transform.vi”計算信號的希爾伯特變換結果，并與信號頻域分析舉例信號頻域分析舉例v原信號組成Hilbert變換對，計算出其復數的模值，就是原信號的上包絡結果。v（3）由于該信號上下對稱，所以可對上包絡直接取負后得到信號的下包絡。將原信號、上包絡和下包絡繪制于

8、同一個波形圖中 信號頻域分析舉例信號頻域分析舉例在物質的運動中，振動和沖擊是運動的主要形式，是自然界中在物質的運動中，振動和沖擊是運動的主要形式，是自然界中廣泛存在的現象。對振動信號進行分析，目的在于摸清振動規廣泛存在的現象。對振動信號進行分析，目的在于摸清振動規律，指導機械結構的優化設計，對機器設備狀況進行在線監測律，指導機械結構的優化設計，對機器設備狀況進行在線監測與診斷，以保證機械設備具有良好的動態特性和良好的環境適與診斷，以保證機械設備具有良好的動態特性和良好的環境適應性，以提高機械設備的總體性能和總體水平。應性，以提高機械設備的總體性能和總體水平。 信號分析是數據采集系統或信號分析是

9、數據采集系統或者測試儀器系統設計和分析的一個者測試儀器系統設計和分析的一個重要組成部分，而重要組成部分，而LabVIEW編程環編程環境的一個主要特點就是其先進、靈境的一個主要特點就是其先進、靈活、強大的數字信號處理分析功活、強大的數字信號處理分析功 能。能。3.LabVIEW在故障診斷中的應用舉例圖圖 10 機器振動源實例機器振動源實例實例分析：滾珠軸承故障診斷實例分析：滾珠軸承故障診斷 現象現象 缺陷產生周期性的敲擊缺陷產生周期性的敲擊 信號模型信號模型 系統沖擊響應信號被周期延拓系統沖擊響應信號被周期延拓 3. LabVIEW在故障診斷中的應用舉例在故障診斷中的應用舉例實例分析：滾珠軸承故障監測實例分析：滾珠軸承故障監測 3. LabVIEW在振動測試中的應用舉例在振動測試中的應用舉例02)2.1(fBPFIn02.121)(fFTFn02.1221)(fBPFInn02.1221)(fBPFInn實例分析：滾珠軸承故障診斷實例分析：滾珠軸承故障診斷(外圈故障外圈故障) 實例分析：滾珠軸承故障監測實例分析：滾珠軸承故障監測(內圈故障內圈故障) 4. 總總 結結 LabVIEW是一種圖形化的編程語言，是一是一種圖形化的編程語言，是一個功能強大且靈活的軟件，已被工業界、學術個功能強大且靈活的軟件