试析基于虚拟仪器的大型吊具分布式应变测试系统的研究

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1、河北农业大学硕士学位论文基于虚拟仪器的大型吊具分布式应变测试系统的研究姓名：韩晓雷申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：钱东平2009-06-07摘要大型吊具是工矿企业施工作业必备的重型机械设备，通过它可以实现设施或产品的安装、翻转、吊运和装车等操作。它在冶金、港口、航天、建筑、交通、机械等行业中得到了广泛的应用，在实际生产中发挥了巨大的作用。大型吊具起吊重物时，要承受很大内应力，负荷较大时吊具会产生明显的变形。因此吊具设计是否合理、工作中是否具有足够的强度、刚度和良好的稳定性，实现安全生产是设计者和用户较

2、为关注的问题。应变电测技术是分析研究机械结构和机械强度问题的重要手段，本文针对大型吊具强度测试的实际情况，专门研究设计了一套基于虚拟仪器的分布式应变测试系统。针对吊具体积庞大、测试现场条件恶劣、干扰强、测点多且位置分散、测试规模大等情况，为保证数据的可靠采集和传输，克服长导线的不良影响，测试系统采用分布式结构设计，由上位机、数据采集模块及通讯网络构成。系统采用RS485总线技术构建数据采集网络，对测试数据进行采集、管理。系统结构简单，抗干扰能力较强，成本低廉，较适于中小规模的数据采集。数据采集模块以RM417作为控制

3、核心，协同传感器（电阻应变计）、信号调理模块（信号转换、放大和滤波等）实现应变信号的采集功能。RM417模块具有较高的转换速率和转换精度，具有RS485通讯接口支持多点数据通信，系统可扩展到16个模块。通信距离最大约为1200m，最大传输速率为10Mb/s，每个测点可以就近连接到通讯模块上，有效的缩短了应变计到通讯模块的导线长度，提高了测试精度。上位机负责数据的处理和显示，软件采用虚拟仪器技术，通过Labwindos/CVI虚拟仪器开发平台进行设计，采用模块化设计方法实现了采集数据的自动处理、数据的实时显示、自动绘制

4、吊具应力应变曲线、数据存储及测试报告的自动生成；采用软硬件抗干扰、模拟和数字滤波等技术，提高了测试精度；系统软件实现了电桥自动调零、单臂电桥的非线性补偿等功能，降低了硬件成本，减少了测试工作量；系统界面友好，操作方便，便于应用。试验结果表明系统在大型吊具强度测试中，实现了数据的分散采集和集中处理，避免了人为的读数误差和计算误差，系统具有较高的稳定性，提高了测试精度和试验效率。系统既可用于大型吊具设计强度测试，也可用于吊具工作中应力监测，还可以应用于其它应力应变测试，如交通，建筑及科研或教学实验等应力测试，具有较好的应

5、用前景。关键词：大型吊具；应变；强度测试；分布式；虚拟仪器技术；RS485总线StudyonDistributedStrainTestSystemofLargeSlingBasedonVirtualInstrumentAuthor:HanXiao-leiSupervisor:QianDong-pingMajor:EngineeringofAgriculturalMechanizationAbstractLargeslingsareimpormentfortheindustrialandminingenterprise

6、sasheavy-dutymachineequipment,bywhichfacilitiesorproductscanbeinstalled,overturned,liftedandloaded.Inmetallurgy,ports,aerospace,construction,transport,machineryandotherindustries,ithasbeenwidelyusedintheactualproductionandplayedahugerole.Whenliftingheavyobjects

7、,largeslingwillgetheavystressandsignificantdistortion.Therefore,itisconcernedthatthesling’sdesignisreasonableornot,performedasanadequatestrength,stiffnessandgoodstabilitytoachievesafeproductionbydesignersandusers.Strainmeasurementtechnologyisanimportantanalysis

8、wayofthemechanicalstructureandstrength.Inthepaper,accordingtothetestingactualsituationofthelargeslings,thedistributedstraintestsystemsbasedonvirtualinstrumenthasbeenstudieda