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专利名称：一种同频率振动相位测量方法
技术领域：
本发明属于机械故障诊断领域，尤其涉及机械振动测量中的一种同频率振动相位测量方法。
背景技术：
机械故障诊断中，机械振动的测量至关重要，目前的技术手段虽然很多，但成本高、精度低，这样就不太有实际应用价值，因此解决机械振动测量方法的实用性就非常重要
发明内容
本发明的目的在于实现一种同频率振动相位测量方法，具有线路简单可靠，测量精度高的特点。实现上述目的的技术方案是一种同频率振动相位测量方法，包括输入频率信号Fin、参考电平Vref，压控振荡器、加法器和减法器，其中所述的输入频率信号Fin输入所述的减法器，所述的参考电平Vref连接到所述的加法器，所述的压控振荡器输出电压控制的振荡信号Fg给所述的减法器，所述的减法器合成所述的输入频率信号Fin和所述电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo连接到所述的加法器，所述的加法器的输出Vg连接到压控振荡器的控制端。上述的压控振荡器在控制端的电压控制下，输出电压控制的振荡信号Fg，表达的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl为常量。上述的减法器合成上述的输入频率信号Fin和上述电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo，表达的公式2是Vo=K2* (Fin — Fg)，K2为常量。上述的加法器将上述的Vo和上述的参考电平Vref相加，表达的公式3是Vg=Vo+Vref上述的公式I、上述的公式2和上述的公式3进行变量迭代，消除变量Vo，Vg得到公式 4 为Vref= {(1+K1*K2) *Fg — Kl*K2Fin} /Kl。本发明的有益效果是实现一种同频率振动相位测量方法，具有线路简单可靠，测量精度高的特点。


图I是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。请参照图1，图中给出了一种同频率振动相位测量方法，，其中的压控振荡器、加法器和减法器都采用ATLERA公司的一片FPGA芯片来实现，型号为EP1K30，其中
输入频率信号Fin输入减法器，参考电平Vref连接到加法器，压控振荡器输出电压控制的振荡信号Fg给减法器，减法器合成输入频率信号Fin和电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo连接到加法器，加法器的输出Vg连接到压控振荡器的控制端。压控振荡器在控制端的电压控制下，输出电压控制的振荡信号Fg，表达的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl 为常量。减法器合成输入频率信号Fin和电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo,表达的公式 2 是Vo=K2*(Fin — Fg)，K2 为常量。加法器将上述的Vo和参考电平Vref相加，表达的公式3是Vg=V0+Vref公式I、公式2和公式3进行变量迭代，消除变量Vo，Vg得到公式4为Vref= {(l+Kl*K2)*Fg — Kl*K2Fin}/K1，当 K1*K2 >> 1，得到公式 5 为Vref= (Fg —Fin) *K2,可以通过测量Vref测量相位。 本发明的原理是利用锁相合成频率的原理，使用FPGA的逻辑功能实现锁相合成频率，使得被测相位在一个比较适合测量的范围内被检测，实现一种同频率振动相位测量方法，具有线路简单可靠，测量精度高的特点。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种同频率振动相位测量方法，其特征在于，包括输入频率信号Fin、参考电平Vref，压控振荡器、加法器和减法器，其中 所述的输入频率信号Fin输入所述的减法器，所述的参考电平Vref连接到所述的加法器，所述的压控振荡器输出电压控制的振荡信号Fg给所述的减法器，所述的减法器合成所述的输入频率信号Fin和所述电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo连接到所述的加法器，所述的加法器的输出Vg连接到压控振荡器的控制端。
2.根据权利要求I所述的一种同频率振动相位测量方法，其特征在于，所述的压控振荡器在控制端的电压控制下，输出电压控制的振荡信号Fg，表达的公式I是Fg=Kl*Vg，Kl为常量。
3.根据权利要求I所述的一种同频率振动相位测量方法，其特征在于，所述的减法器合成所述的输入频率信号Fin和所述电压控制的振荡信号Fg得到输出电压Vo，表达的公式2是Vo=K2*(Fin — Fg)，K2 为常量。
4.根据权利要求I到3所述的一种同频率振动相位测量方法，其特征在于，所述的加法器将所述的Vo和所述的参考电平Vref相加，表达的公式3是Vg=V0+Vref。
5.根据权利要求I到4所述的一种同频率振动相位测量方法，其特征在于，所述的公式I、所述的公式2和所述的公式3进行变量迭代，消除变量No，Vg得到公式4为Vref={(l+Kl*K2)*Fg — Kl*K2Fin}/Kl。
全文摘要
本发明公开了一种同频率振动相位测量方法，包括输入频率信号Fin、参考电平Vref，压控振荡器、加法器和减法器。本发明用于一种同频率振动相位测量方法，具有线路简单可靠，测量精度高的特点。
文档编号G01H17/00GK102944300SQ201210475480
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者于星光 申请人:昆山北极光电子科技有限公司