虛擬儀器技術(shù)的錠子振動(dòng)測試系統(tǒng)探討

摘要:錠子作為環(huán)錠紡紗加捻卷繞機(jī)構(gòu)中的重要部件，一定程度上成為了紡紗工業(yè)的象征，衡量紡紗廠的設(shè)備規(guī)模也通常是由擁有的細(xì)紗錠子數(shù)量決定。由于錠子的作用是卷繞成形，因此，錠子性能的好壞對(duì)生產(chǎn)效率和紗線質(zhì)量具有關(guān)鍵性性的影響。探討了錠子及其振動(dòng)測試系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及其功能，在虛擬儀器原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了錠子測試系統(tǒng)傳感器的選擇。

關(guān)鍵詞:虛擬儀器;錠子;測試系統(tǒng)

中圖分類號(hào):TP

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)21-0304-01

錠子是在紡織行業(yè)中一個(gè)重要的專件，生產(chǎn)效率和紗線質(zhì)量的優(yōu)劣通常是由錠子性能所決定。要使的錠子使用壽命延長，我們必須要從錠子的工作性能出發(fā)，由于錠子本身和卷裝都存在高速回轉(zhuǎn)時(shí)引起劇烈的振動(dòng)、沖擊和噪聲，并使其功率及磨損增加。因此，探討從而掌握錠子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，控制其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，以達(dá)到高速，低噪音，低功率及壽命長的目的，有必要選擇合適的支承條件及其參數(shù)，以提高錠子的振動(dòng)性能。

1 錠子及其振動(dòng)測試系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種紡紗方法不斷增多，紡紗技術(shù)不斷更新，但傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗方法在紡織生產(chǎn)中仍然占據(jù)著重要位置。1987年，國際紡織機(jī)械展覽會(huì)上在意大利米蘭隆重舉行，來自世界各地的八家大型紡織機(jī)械制造公司展出了環(huán)錠紡紗設(shè)備，通過這次展出表明，環(huán)錠紗在高質(zhì)量和細(xì)號(hào)紗線市場還是獨(dú)具特點(diǎn)，環(huán)錠紗將在一定時(shí)間段仍處于主要位置。然而直到1988年，我國新型紡紗頭數(shù)約占所有紡紗頭數(shù)的1%。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，現(xiàn)今，環(huán)錠紗仍占絕對(duì)統(tǒng)治地位。這些發(fā)展?fàn)顩r表明，由于環(huán)錠紡紗中又必須而且大量使用錠子，因此，錠子在紡織工業(yè)中不可忽視。錠子在羅拉、錠子以及鋼零三者中不僅是最易磨損件，而且關(guān)系到紡紗產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，對(duì)錠子進(jìn)行新的研究與開發(fā)，改進(jìn)錠子結(jié)構(gòu)和制造工藝，提高紡紗質(zhì)量與產(chǎn)量有一定的必要性。

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，90年代發(fā)展起來的虛擬儀器技術(shù)。主要應(yīng)用于儀器設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)測試、過程控制等多個(gè)領(lǐng)域，其目的就是在測試系統(tǒng)或儀器設(shè)計(jì)中盡可能地用軟件代替硬件。虛擬儀器是現(xiàn)代儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

2 錠子測試系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

現(xiàn)階段，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)的測試技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛有效的運(yùn)用。筆者認(rèn)為錠子測試系統(tǒng)具有以下幾個(gè)功能:

首先，數(shù)據(jù)采集與存貯。根據(jù)不同的測試目的與要求選用不同的傳感器，采用不同的采樣頻率，這就要求系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)采樣頻率的功能。由此，振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集也就成了錠子振動(dòng)特性分析與故障診斷的第一步。另外，不同的分析方法對(duì)采樣方式有不同的要求，因而，系統(tǒng)應(yīng)該具有可選擇的連續(xù)采集和單次采集功能。同時(shí)為了對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理能效率提高，應(yīng)采用不同的格式對(duì)數(shù)據(jù)加以存貯。

其次，信號(hào)處理。根據(jù)錠子振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)，采用不同的信號(hào)處理方法，從而提取那些可以反映錠子狀態(tài)的數(shù)字化特征。

再次，信號(hào)顯示。采用不同的分辨率和放大倍數(shù)對(duì)信號(hào)在時(shí)域或頻域進(jìn)行顯示。

3 錠子測試系統(tǒng)傳感器的選擇

錠子測試系統(tǒng)硬件電路主要由5部分組成，分別是傳感器、CPU、接收電路及其放大電路和數(shù)據(jù)采集卡電路。硬件方面的設(shè)計(jì)是對(duì)傳感器和數(shù)據(jù)采集卡的選擇。其中傳感器和接收電路主要是用于檢測錠子振動(dòng)值，同時(shí)CPU、其放大電路和數(shù)據(jù)采集卡電路主要是用于把采集各傳感器的輸出信號(hào)并顯示出來。

在傳統(tǒng)使用過程中，測量位移的傳感器按機(jī)電變換原理可以分為:電動(dòng)式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式等。電阻式傳感器的動(dòng)態(tài)特性受運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量的限制，只能測量頻率較低的位移信號(hào)，而且測量的位移較小。電感式傳感器輸出功率較大，測量的動(dòng)態(tài)范圍受鐵芯運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量-彈簧特性和電源激勵(lì)頻率的限制，常用于靜態(tài)和低頻率信號(hào)的測量。電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，可靠，靈敏度高，動(dòng)態(tài)特性好，能實(shí)現(xiàn)非接觸測量。但由于連接導(dǎo)線的寄生電容影響，其測量的精度不高。光電傳感器測量的范圍、測量的精度、靈敏度都能滿足各種要求，但是受到光的影響，穩(wěn)定性不夠高。

錠子的振動(dòng)屬于微幅振動(dòng)，如果用接觸式測振儀，在要求較高的測量精度和靈敏度的情況下，當(dāng)傳感器與振動(dòng)體直接接觸，就會(huì)影響到錠桿的正常運(yùn)動(dòng)，從而使測定結(jié)果失真。非接觸性傳感器中，如電感式，電容式，由于電氣元件的精度及外界干擾的影響，使調(diào)整及操作不便，測量結(jié)果也不穩(wěn)定，效果不好。

由于渦流檢測不需要改變?cè)嚰男螤?，也不?huì)影響試件的使用性能，因此，是一種無損地評(píng)定試件有關(guān)性能和發(fā)現(xiàn)試件有無缺損等的檢測方法。電渦流傳感器就是能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸，高線性度，高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它能夠準(zhǔn)確地測量被測物體與探頭之間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)距離變化。下面將詳細(xì)介紹電渦流傳感器的一些參數(shù)及使用。

總之，應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)研究開發(fā)的振動(dòng)測試系統(tǒng)與傳統(tǒng)的測試儀器相比具有多方面的優(yōu)勢，例如:研制成本低、周期短、開放性好，簡單實(shí)用等。同時(shí)避免了傳統(tǒng)硬件儀器易損、維修等諸多損耗，增強(qiáng)了其穩(wěn)定性。虛擬儀器技術(shù)簡便、靈活、易分析，取代了傳統(tǒng)示波器、數(shù)字萬用表笨重的體積，利用其強(qiáng)大的圖形語言功能，滿足了測試系統(tǒng)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]應(yīng)懷樵.虛擬儀器與PC卡泰技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)自動(dòng)測量與控制，2000，(2).