船舶軸功率檢測儀的設(shè)計與研制.pdf

1、隨著我國航運業(yè)和造船業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，船舶制造和維修過程中的相關(guān)檢驗法規(guī)和體系更加完善，設(shè)計性能優(yōu)良的船舶檢測設(shè)備有助于確保船舶的安全運行以及船舶檢驗中各個環(huán)節(jié)高效的執(zhí)行。軸功率是船舶動力系統(tǒng)中的主要性能參數(shù)之一，直接反應(yīng)了船舶動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
　　目前，針對軸功率的測試主要是通過測量軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變和轉(zhuǎn)速兩個參數(shù)，然后計算得到功率和力矩來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)速測量技術(shù)已相當(dāng)成熟，針對扭矩測量方法主要有磁彈性型、應(yīng)變型和相位差型，本文根據(jù)軸系的實

2、際工作環(huán)境以及各方法的優(yōu)缺點，選擇使用應(yīng)變型扭矩測量法，該方法測量范圍大，精度高，且結(jié)構(gòu)簡單安裝方便。
　　本文研究了扭矩應(yīng)變測量技術(shù)和數(shù)字無線傳輸技術(shù)，通過測量粘貼在軸系上的電阻應(yīng)變片的變形，進(jìn)而計算得到扭矩值。設(shè)計了扭矩信號的處理方案，從應(yīng)變電橋輸出的微弱信號經(jīng)過AD620的放大，后經(jīng)Butterworth二階低通濾波器濾波，在通過STC12進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號送到nRF24L01并發(fā)射出去;同時接收終端的nRF24L0

3、1接收到數(shù)字信號，并由STM32對其進(jìn)行處理、顯示、存儲。討論了系統(tǒng)的抗干擾措施。首先分析了系統(tǒng)中可能存在的干擾來源及路徑，確定了硬件抗干擾的方法，包括屏蔽、濾波和接地等。
　　本文最終完成了基于STC12單片機的扭矩采集發(fā)射端和基于STM32的接收終端的軟硬件設(shè)計，包括電源管理、信號調(diào)理、無線傳輸、人機交互、SDIO等子模塊。在實驗室條件下使用本儀器對負(fù)載設(shè)備轉(zhuǎn)軸進(jìn)行了測量實驗，并與負(fù)載設(shè)備自帶的扭矩儀和轉(zhuǎn)速表數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，系