【精品】应用虚拟仪器技术的液压回路实验检测系统硬件设计

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1、1•绪论1.1引言随着电子技术和计算机技术的发展,以计算机和信息处理为中心的自动测试系统在科学研究和实际工程领域都得到了广泛的应用,虚拟仪器就是自动测试系统的典型代表。虚拟仪器通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户可通过友好的图形界面来操作计算机,就像在操作自己定义、自己设计的一台仪器一样,从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据储存等。釆用普通PC总线,尤其是工业PCI总线的虚拟仪器在不断发展,这类虚拟仪器主耍面向一般工业控制,过程监测和实验室应用,它是在PC技术的基础上发展起来的

2、,能在数据导入磁盘的同吋,实吋地进行复杂的分析。具有高效的性能、强大的扩展功能、节约开发时间,以及完美的集成性能等技术优势。自动检测和自动控制是自动化科学技术领域111的重要学科。自动检测、自动控制与液压系统的结合,促进了液压自动控制系统的产生和发展。液压控制系统既保留了液压系统的固有特性,又将自动控制理论融入其中,从而使液压控制系统在工业上得以广泛的应用。木课题以QCS003B实验台为研究对象,通过改造、调试等方法,实现其在实验过程屮的自动检测。1.2计算机辅助测试技术概述1.2.1计算机辅助测试计算

3、机辅助测试(ComputerAidedTest)技术(简称CAT)就是借助丁•计算机技术來进行在线测量的计算机□动测试技术。是用计算机及其外部设各取代人的动作、感觉功能和人的思想功能所进行的测试,也即是在计算机的控制卜:对某些物理量的门动测试,以及数据的采集、处理与传输等问题。CAT的主要贡献Z—是赋予测试系统以柔性,使一种测试系统可用于不同的待测试件、测试量和测试环境,从而降低了可变费用。它是测量领域的而沿技术,目而用到的主耍相关技术有数字信号处理技术、计算机结构、图形技术、软件技术和网络技术等。它利

4、用虚拟仪器组成测试系统。虚拟仪器通常由仪器模块、测量软件和计算机三人部分组成。测量仪器的三个主耍功能为:数据采集、数据分析、测量结果的输出显示和记录。数据分析和测量结果的输出显示及记录可以由基于计算机的软件系统來完成。因此仪器的主要功能是靠测量软件來实现的。图1・1-1是计算机辅助测试系统模型。图1.1计算机辅助测试模型1.2.2液压CAT技术的概述液压计算机辅助测试(ComputerAidedTest),简称液压CAT,是一门新兴的综合学科,所涉及范围包括液压、自动控制、微型计算机、测试技术、数字信号

5、处理、可靠性等。液压CAT是利用计算机建立一套数据采集和数字控制系统,与试验台连接起来,由计算机对各试验参数,如压力、温度、流量、转速、扭矩等参数进行数据釆集、量化和处理并输出测试结杲。在试验过程中,计算机还可根据数字反馈或人工输入耍求,对测试过程进行控制,达到计算机密切跟踪和控制试验台及试件状态的A的,从而以高速、高精度完成对液压产品的性能测试。液压CAT的发展离不开计算机丰富的软硬件资源,由于计算机技术的突飞猛进,液压计算机辅助测试也止向着高速、高效、智能化、多功能化、多样化发展。液压CAT系统包括

6、硬件和软件。液压CAT的硬件系统主要完成数据釆集和通讯的任务,包括计算机主机、传感器及信号调理装置、输入一输出接口、计算机外设。而软件作为核心部分,主耍完成数据的分析处理,显示,保存等工作。1・3课题主要研究的内容本课题以QCS003B液压实验台为研究对象,引进计算机辅助测试技术,通过虚拟仪器技术先进的仪器开发理念,设计满足液压冋路节流-负载特性测量要求的硬件系统;目的就是把QCS003B液压实验台改设计成曲微机自动检测,通过传感器测量液压系统的参数,输入计算机,并借助计算机强人的数据处理能力进行数据处

7、理,并显示最终结果;改进后的整个系统就是一个集机、电、液于一体的微机测控系统,适应了现代技术发展对教学实验的要求,能在本实验台上开岀综合性的实验,使学生能实地接受微机测控技术的训练。这就使学生做实验时不仅能达到以前要求的实验冃的,更能使学生了解新技术,了解液压系统测量的新的发展方向。课题重点研究液压回路速度-负载特性测量的原理、虚拟仪器技术、芫成检测系统的硕件系统方案设计,并选择适合的传感器,完成硕件系统的电路连接,最终把符合软件系统采集要求的电信号输送到A/D转换卡,完成软件的硬件接口与调试。1・4课

8、题研究的目的和意义虚拟仪器由硬件和软件两个部分组成,要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠性,很重要的一点是取决丁传换,传输,预处理信号的的硬件系统,在这个前捉下才能真正发挥虚拟仪器软件模块对数据高效的分析处理和显示功能。传统的测试试验被测对彖,多半是利用专用的测试仪表由人工完成测试的。随着CAT技术的发展,计算强大的数据处理能力是人工处理数据所不能比拟的「而虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的,所以完全“继承”了以现成

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