1 测控体系规划
1.1测控体系功用要求
改造后的体系,应具有以下功用:被试件的输入、输出的转矩和转速丈量;温升丈量;振荡丈量;给被试件施加的转速与转矩的操控。能够进行加快、减速功用实验,加载、卸载功用实验,正常运转功用测验和疲惫实验等。在丈量数据的基础上,得出转矩-功率曲线;转矩-温升曲线,疲惫功用曲线等。并对测验成果进行显现、存储、打印等。
1.2测控体系计划拟定
在原体系中,转矩仪的效果是收集和处理数据,在改造中,一切传感器信号收集的使命将由数据收集卡完结,数据处理的作业由软件完结,去掉中间环节的转矩仪,扭矩传感器的输出信号直接进入数据收集卡,用软件求出转矩、转速,进一步得出被试件的功率;温度传感器、振荡传感器的信号经调度后进入数据收集卡。
该体系输入信号,每个转矩传感器输出信号为两路正弦波,共有4路信号,为了确保丈量精度,该信号需求较高的采样频率。要丈量试件的温度和室温,有两路输入信号,振荡传感器有1路输入信号,转矩和转速的操控需求两路输出。因而选用NI公司出产的PCI—6024E数据收集卡,该卡有16路12位单端模仿输入,2路12位模仿输出;8路数字I/O口;两路24位定时器与计数器为一体。该收集卡温漂小、稳定性好、抗搅扰能力强;丈量成果准确;该收集卡的端口和采样频率都能满意实验台测控体系的要求,而且还有必定的后续开发潜力。
1.3测控体系组成
体系硬件由主控计算机、JC转矩传感器、温度丈量元件、振荡丈量元件、扭矩转速操控电路。
2 测控体系软件规划
选用NI的Labview软件作为开发渠道,该软件数据收集和处理能力强,能够能下降测控体系程序开发的难度,缩短开发周期,进步测控体系的可靠性。
该测控体系的首要功用:①收集实验台各个参数;②实验台转速扭矩操控模块;③报警模块;④数据存储、报表生成、曲线制作、打印输出。关于这样一个实时多使命体系的测控体系,在软件开发过程中充分利用LabVIEW图形化的特色,将使用程序划分为:参数设置、数据收集、操控模块、报警模块、数据记载、数据处理等模块。
2.1开机动画模块
为了供给一个友爱漂亮的界面,程序中使用了ActiveX技能,将一个Shockwave Flash时钟动画文件加载在主程序界面中。
2.2参数设置模块
实验前,操作人员应先点击主界面菜单栏的“装备”,在弹出的初始参数设置面板中输入相关信息,如:实验称号、实验人员、被试件的类型、丈量参数的报警约束等,这参数在生成报表时将会用到。
2.3数据收集模块
本模块首要完结对转速、转矩、油温、振荡参数的丈量。以下首要对转矩、转速信号的收集与处理进行介绍。
因为原测控体系中选用了转矩仪对信号进行收集和处理,转矩仪将处理后的转矩和转速信号经过串行口传给上位机。在体系改造时,有必要考虑转矩转速传感器的作业原理和转矩信号的特征,才能够进行正确的数据收集和数据处理。
该传感器的丈量原理如下,在弹性轴两头装置一对齿轮,齿数为z,齿距为l。在齿轮的外缘处将两个感应线圈固定在机架上,当齿轮跟着弹性轴以转数n滚动时,齿轮的齿顶及齿谷替换周期性的扫过感应线圈,使磁阻产生替换改变,在感应线圈上产生正弦信号,信号角频率ω0=πnz/30。因为两齿轮的齿数、模数相同,因而两路沟通信号周期相同。当给弹性扭轴施加转矩时,轴产生改变变形,使两组正弦信号之间的相位差产生改变。在弹性变形范围内,轴在转矩T的效果下,改变角<=lGJnT。其间,Jn为断面的极惯性矩,G为资料的剪切弹性模型。能够看出,弹性轴的转矩角只与转矩有关,测出相位差即可计算出转矩,其丈量办法一般有3种。
(1)相关法:从理论上知道,选用数字相关法能够有效地按捺噪声搅扰;但该办法适合于规范的正弦信号或余弦信号,对一般周期信号无法丈量。
(2)FFT谱剖析法:能够对恣意周期信号进行处理,能够消除噪声的影响;可是FFT有必要知道基波频率,并要求较多的采样数据。
(3)用“Extract Single T one Information”函数法:因为LabVIEW对该函数进行了加密,无法得知其数据处理的原理。可是很多实验数据标明该办法数据稳定性、精度均是最好的,故选用该法丈量相位差。
2.4操控模块
传动机械实验台的加载设备的发电机,因而转速转矩操控也便是对发电机的操控。实验台上发电机为并励电机,由公式T=CT
2.5报警模块
报警模块首要用于避免事端产生。实验过程中的报警参数有输入转速、输入转矩、输出转速、输出转矩、机油温度等,操作人员能够在实验前设定各报警参数的上下限。实验开端后,每收集一次数据,体系就将它们与报警设定值相比较,一旦超越报警约束,操作界面上相应的报警灯变为赤色,而且发出声音报警,提示操作人员进行处理。使用LabVIEW的用户事情控件规划了温度报警程序。
2.6数据记载模块
本体系数据记载的办法是,用户首要规划记载间隔时刻后,自动记载数据。并使用第三方软件OpenG的LabSQL进行数据库拜访。在记载数据之前,先经过报表程序生成数据报表的表头,将初始参数设置时的实验称号、被试机类型、实验人员以及所需丈量的各参数称号都保存在表头中。在数据记载时,再将每次记载的时刻和数据添加到表格中。
2.7数据处理模块
数据记载包含转速、转矩、室温、油温等参数,这些参数都保存在数据库中。实验中,对实验数据进行处理首要是各个曲线的拟合。挑选需求处理的数据文件,经过“报表打印”、“曲线打印”即可成对所选数据进行曲线拟合并打印输出。
2.8长途监控模块
按规划要求,本体系进行疲惫实验时,最好完成长途监控。LabVIEW中完成长途面板链接仅需求两个十分简略的过程。
(1)在服务器端装备并发动LabVIEW Web服务器。
(2)在客户端经过网页或LabVIEW Run-time引擎衔接长途面板。
在长途监控模块中,用户能够监测实验台行状况,而且在突发事情时能够经过操控“暂停/康复”按钮,急停实验台。
3 定论
选用虚拟摄谱仪对机械产品传递实验台测控体系进行改造,能够节省出资,进步实验台的功用,是卓有成效的办法。关于其他旧设备测控体系改造,具有学习含义。
开发的机械传动实验测控体系,具有友爱的人机界面、操作简略、功用完善,完成了丈量、操控、记载、数据处理的全自动化。
LabVIEW软件具有很强的数据处理功用,用Lab2VIEW软件作为开发渠道,开发测控体系,特别是数据处理比较复杂的测控体系,如频谱剖析,求相位差等,具有很明显的优越性。
选用“以软代硬”的办法,不光能够节省本钱,还能够进步体系的可靠性。
改造后的机械产品实验台,进步了测验精度,增强了功用,具有较大的推行价值。
