機械量綜合測試系統的設計

段蘭波　張穎

摘 要：國內利用LabVIEW虛擬開發儀器軟件，研制開發出了一種性價比相對較高的機械量綜合測試系統。采用LabVIEW虛擬開發儀器軟件，對數據采集卡采集到信息數據進行有效控制；通過專業的系統軟件，分析數據信息和機械結構的模態，完成機械量綜合測試。這種綜合測試的方法，簡化了模態分析過程，減少了設備成本投入，為機械量綜合測試與分析提供一種實用參考方法。

關鍵詞：LabVIEW；機械量；綜合測試系統；設計

機械工業是社會前進發展的主要動力，肩負著促進國民經濟設備更新發展的歷史重擔，為各行各業提供可靠的機械設備。利用動態測試，對機械運行時的參數進行實時監測，通過機器信號和技術處理進行系統參數變化特征的分析，達到預防故障發生的目的。LabVIEW虛擬開發儀器軟件，簡化了操作步驟，為機械操作人員提供科學的操作要領。

1 機械量綜合測試的功能構成

任何系統離不開硬件系統和軟件系統兩大部分，機械量綜合測試硬件主要有工業微型計算機、信號處理器、數據采集卡、傳感器，利用傳感器獲取機械參量。根據檢測任務的要求，通過數據采集卡和PCI總線將數據傳輸到系統終端進行處理，選取科學的數據采集處理硬件進行安裝，合理設置運行系統，實現高速信息傳輸、多種數據采樣、多種觸發、信息數據存儲與計算機之間的信息交互。當對數據采集卡模擬信號輸入時，是以一個共同接地點，作為參考點進行單端輸入，適用于高電平的信號輸入、信號源與采集端間的短距離信號傳輸，而共享的公共參考點必須是一個統一的信號輸入，不然就只能采用分次輸入。LabVIEW虛擬開發儀器軟件，采用LabVIEW軟件進行部分開發設計，采用Matlab編程軟件，開展部分運算的數學模型。

根據數據流的工作應用原理，虛擬綜合檢測以機械參量等作為物理信號，再由傳感器進行檢測，再轉變為電子信號，經過電路信號調理之后，再見過數據采集卡的數據信號采集，存入微機內存系統，在應用程序下進行一系列的處理控制，要根據數據信息的采樣精度和采樣率的要求選用合適的采集卡通道，同時采集多路參量信號。

2 機械量綜合測試的系統設計

2.1 機械量綜合測試系統的硬件設計

機械量綜合測試系統，采用LabVIEW虛擬開發儀器軟件作為開發平臺，減少數據信息采集傳輸系統，在功率與處理速度之間的矛盾。滿足對數據采集日益復雜的要求，提高數據信息采集、信息處理、系統編程的效率，保證機械量綜合測試系統測量的精確度。

2.2 機械量綜合測試系統硬件電路設計

要實現機械量綜合測試系統的功能，硬件電路的設計是其完成的基礎。因為硬件設施的優良與否，能夠直接對機械量綜合測試系統功能的實現，產生一定的影響。硬件圍繞機械量綜合測試系統的功能，要求電路設計必須做好轉角電路檢測、電路壓力檢測、電路加速度位移功率檢測和通信電路接口檢測等方面的工作。

轉角電路檢測時，機械量綜合測試系統，采用光柵角位移傳感器對轉角位移進行檢測，將其產生的脈沖信號由觸發器進行調整波形，再交由雙向收發器與系統數據終端處理器進行信息數據傳輸。由于機械量綜合測試系統設計時，要做好對轉角的位移傳感器的轉向的判斷，經過雙向信號傳輸精油信息數據處發器處理后，再根據電平信號的輸出高低，預判位移傳感器的轉角方向。

電路加速度位移功率檢測，包括四路模擬信號，由傳感器輸出信號，經電壓跟隨器對電子信號進行同步波形放大，濾除干擾信號，直接輸入相應的借口。

電路壓力檢測，因為一般傳感器采集到的信號電壓相對來說比較微弱，需要使用兩級放大器進行電壓信號驅動放大，再將放大后的電壓信號傳輸至終端處理器轉換接口。為了保證信息數據采集器采集到的信息數據的精準性和可行性，應在刀架上安裝傳感器，使刀桿中間部分與感應端之間相互接觸。

通信電路接口，主要是保證各傳感器與信息數據處理終端的數據控制傳輸進行各方面的調試變動，使整個機械量綜合測試系統運行國家順暢，消除不良的干擾信號。

2.3 機械量綜合測試系統的軟件設計

機械量綜合測試系統是基于LabVIEW虛擬開發儀器軟件作為開發平臺建立的，通過各種組件的順利運作，實現電子界面道路、數據信息處理、信息數據資料顯示、動態曲線繪制和結果進行綜合分析。對數據信息的記錄一般有兩種記錄模式：第一種是對動態曲線繪制的信息數據進行測試；另一種就是對一定周期的數據信息進行采集儲存，便于對相關的信息數據進行離線分析研究。

2.4 機械量綜合測試系統的軟件功能設計

機械量綜合測試系統的軟件功能的主要功能有：（1）通過分析思考形成系統的基本分析功能。（2）直接完成相關的電測實驗，具備了基本的實驗功能。（3）根據實驗完成獲取的數據生成實驗報告，根據實際需要對實驗報告進行打印和存儲，利用數據庫完成數據信息的管理，增強模塊之間和系統的靈活性、獨立性，實現實驗報告生成與管理功能。（4）在設計綜合測試過程中，系統提供完善的幫助功能，系統為整個綜合檢測提供一般操作方法幫助，設定具體的操作步驟和實驗指導。數據信息采集儀程序主要就是進行數據采集、存儲、顯示、通訊功能等的完成，通過對通信總線啟動，數據終端接口讀取信息數據，不同界面選擇不同的儀器，進行綜合測試分析。

3 結束語

采用虛擬儀器技術從設計技術思想集成綜合測試的基本概念，充分發揮資源共享特點，通過透明的軟件模塊組合，使計算機資源與機械量的綜合測試系統有機融合，完成機械過程的不同測試與分析任務。為機械類綜合測試提供一定的借鑒，希望能促進國內機械行業的發展。

參考文獻

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