基于labview的连铸结晶器超低频振动测试系统的分析

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1、第一章绪论我们期待找到一种可以取代传统的磁带记录仪和信号分析仪，实现振动信号的采集和分析，既可以在线监视振动信号的时域和频域波形，又可以将信号先记录再进行分析。虚拟仪器LabVIEW'41满足了实现虚拟测试仪器的条件。它充分考虑了振动测试的特点。与众多的编程软件相比，采用LabVIEW具有更强的相通性、开放性、专用性。尤其对实验室教学领域，开发周期短、成本低、质量高。在工业生产中，它也将会大大地提高自动化程度。现在，VI技术151在发达国家的应用己非常普及，在我国也正处于迅速发展的阶段。从引进国外先进的VI技术和产品入手，大力推广VI的应用，对加速发展我国自己的电子仪器工业，提高我

2、们的测试水平都是十分有益的。虚拟仪器的用户自定义仪器和“软件就是仪器”Ti的概念，以及LabVIEW的图形化编程软件，使开发虚拟测试仪器对工程师们来说，提供了一个广阔的前景。随着计算机技术和软件技术的发展，虚拟仪器技术在各个测试领域必将会得到飞速发展。这正是本课题“基于LabVIEW的连铸结晶器超低频振动测试系统的研究”的用意，监测整个结晶器设备超低频振动的运行状态，以保证其正常工作，并提出对相应的优化方案，为实际的生产提供参考。1.2本课题研究的主要内容针对整个连铸结晶器振动设备的分析，为了解决目前存在的种种问题，我们推出了本套结晶器振动装置的检测平台。由于超低频振动信号难以拾取

3、，特别是在恶劣的工况环境下，我们在硬件的选取中采用电路补偿技术，运用模拟校正电路，对传感器的传递函数进行补偿、校正。并运用虚拟仪器的设计思想，提高测试效率、降低测试成本。因此本论文针对连铸结晶器振动虚拟测试分析系统的基本结构、测试功能特点以及数字化测试一般实现技术等因素，采用面向对象技术，建立系统的信息模型、动态模型和功能模型，并选择了NI公司的LabVIEW开发平台进行了软件模块和测试程序的研究，为振动量的虚拟测试分析系统深入研究和应用开发奠定基础。本课题研究中对连铸结晶器振动测试系统采用虚拟仪器思想设计进行了一次有效的尝试，对虚拟测试系统应用软件的模块化、系列化、通用化以及软件

4、第一章绪论的合成作了一定工作。通过软、硬件技术组合，实现了对各种模拟量信号的采集和处理[71，充分发挥了虚拟仪器的优势，该系统可以满足仪器测量任务多样化的需求。本课题的主要任务是以虚拟仪器软件平台LabVIEW和基于计算机PCMCIA插槽的数据采集卡及相应硬件为基础，建立一套便携式适用于振动测试的数据采集与分析系统。从实践中探讨LabVIEW软件包的使用方法和编程方式。本系统所使用的仪器设备包括:压电加速度传感器、电荷放大器、多功能信号发生器、功率放大器、数据采集卡(DAQCard)1"91，多通道信号同步采样保持卡、计算机，开发软件使用NI公司的LabVIEW.1.3课题的工作重

5、点本课题来自于与某公司合作研发结晶器振动检测仪项目。本课题的研究对象是连铸结晶器的振动参数，要求根据当前钢厂连铸生产中存在的各种影响产品产量和质量的问题，设计并开发出一套实时在线监测系统[101因此，我们把课题的工作重点放在超低频振动信号的拾取;结晶器振动测试分析系统的系统硬件和分析软件的设计;并通过在线监测系统对连铸结晶器振动参数的实时监测，从而减少连铸生产中各种安全隐患的存在，提高钢厂的生产产量。第二章虚拟仪器技术与虚拟测试第二章虚拟仪器技术与虚拟测试2.1测试系统的发展阶段电子测量仪器发展至今，大体可以分为四代:模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器[11,12]。目前在发

6、动机测试领域应用比较广泛的是前两种仪器，智能化仪器在某些测试场合和测试参数中有所应用。第一代是模拟仪器、仪表，目前在现役飞机的座舱仪表以及某些发动机试车台上仍然是主要的测试工具。它们的基本结构是电磁机械式，借助指针来显示最终结果。第二代是数字化仪器，主要是借助于单片机设计的专用化仪器仪表。目前相当普及，如数字化转速表、数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，使用于快速响应和较高准确度的测量。第三代是智能仪器，这类仪器内置徽处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。目前应用在不同场合的发动机振

7、动分析仪、试车分析仪等都属于此类仪器。由于它的功能块全部都是以硬件(或固化的软件)的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。第四代是虚拟仪器，它是现代计算机技术、通信技术和测试技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展的重要方向。2.2虚拟仪器的概念虚拟仪器(VirtualInstruments，简称VI)的概念，是美国国家仪器公司(NationalInstrumentsCorp，简称ND在1986年提出的。虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块