基于LabVIEW的纱线动态张力检测系统

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1、基于LabVIEW的纱线动态张力检测系统作者熊云职务研究生单位东华大学应用领域研究与开发使用产品LabVIEW6.0PCI-6024E多功能数据采集卡等挑战研制一套基于虚拟仪器技术的纱线动态张力检测系统在性能得到充分保障的前提下经济性显著提高系统灵活性明显增强解决方案使用NationalInstruments公司的LabVIEW图形化编程平台PCI-6024E多功能数据采集卡结合性能优良的张力传感器实现动态张力的时实检测并能按实际生产要求对数据进行分析与处理显示或输出所需图形与数据摘要纱线动态张力的检测在纺织生产中有着很重要的意义本文

2、给出了一种基于LabVIEW的纱线动态张力检测系统它充分利用虚拟仪器技术的优势方便的实现了信号的采集和数据的分析与处理将系统应用于实际的生产过程已证实能够取得良好的效果生产的经济效益得到提高0引言虚拟仪器是一个新型的概念,是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种新型的富有生命力的仪器种类它是计算机硬件资源仪器测/控硬件和用于数据分析过程通讯及图形用户界面的软件之间的有效结合虚拟仪器通过提供给用户组建自己仪器的可重用源代码库,处理模块间通讯定时触发等功能,强调在通用计算机平台的基础上,通过软件和软面板,把由厂家定义的传统仪器转变为由

3、用户定义的由计算机软件和几种模块组成的专用仪器虚拟仪器的出现,彻底打破了传统仪器由厂家定义用户无法改变的模式本系统的研制采用的软件是美国NI(NationalInstrument)公司推出的LabVIEW图形化编程语言其功能强大应用便捷是最成功的虚拟仪器软件由于虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集控制数据分析结果输出和用户界面等功能,使传统仪器的某些硬件乃至整个仪器都被计算机软件所代替.因此,从某种意义上可以说:软件就是仪器如今随着电测技术以及网络技术的发展虚拟仪器技术必将成为仪器技术发展的主要方向本文提出的这种新型的张力检测系统基于

4、虚拟仪器的纱线动态张力检测系统是虚拟仪器技术在纺织行业的最新的应用是虚拟仪器技术应用的扩展能够促进张力检测水平的发展1系统构成基于虚拟仪器技术的张力检测系统与传统的张力检测系统的最大差别在于虚拟仪器的应用一方面虚拟仪器检测系统利用LabVIEW的开放性使得传感器和数据采集设备能够得到充分的应用于合理的配置对于不同的张力检测对象以及不同的张力检测环境可以通过编制不同的检测软件和相应的设备组实现这种柔性组建高效可靠的虚拟仪器检测系统适用于工业生产的许多环节另一方面检测系统通过LabVIEW强大的数据采集与总线连接库与测控仪表的智能接口GP

5、IBUSBVXIPCIRS-232和IEEE-488.2等实现数据通信避免用检测仪表直接进行张力检测可以提高测量数据的准确性与可靠性虚拟仪器张力检测系统的构成如图1.1所示被张数LabVIEW开发平台测力据数据采集与测试打对传采数据分析与处理,仪器印象感集校核,超标报警数据机器卡显示2软件设计虚拟仪器技术的核心是软件在继承传统编程语言结构化模块的基础上LabVIEW采用数据流程的图形化G语言编程技术把复杂费时的软件编程简化为菜单替适合图表连接调用编制好的各种子程序SubVI可用图标表示设定图标中的有关参数完成图形化程序的初步编辑连接图

6、标之间表示数据类型的输入输出线段实现子程序之间的连接与调用应用规则检查运行灯亮断点探针和单步执行等对程序进调试与调用基于虚拟仪器的纱线动态张力检测系统软件设计主要包括以下内容2.1张力信号的采集在张力检测系统中数据信号的采集是一个重要部分信号的采集通过数据采集板完成本系统采用的数据采集板PCI-6024E多功能数据采集卡DAQ这种低价位卡采用E系列技术能够在较大应用范围内带来高的运行效能和稳定的数据采集能力系统采用了单端16路模拟输入1倍的增益其性能满足系统的需求充分利用LabVIEW中提供的工具和各种子函数模块并结合DAQ的硬件优势

7、不仅实现了信号的准确快速的采集而且能做出操作方便形象逼真的仪器面板下图为数据采集与测试的子程序短片段测试的前面板图2.1(短片断测试前面板)2.2数字的分析与处理利用LabVIEW进行虚拟仪器系统的另一个好处在于其强大的数据分析与处理功能LabVIEW是一个带有扩展功能库和子程序库的通用程序设计系统其开发环境下提供的应用程序有180多种除了具备其它语言所提供的常规函数功能和上述的生成图形界面的大量模板外内部还包括许多特殊的功能库函数和开发工具库以及多种硬件设备驱动功能主要有高级分析函数库工具箱库综合时频分析控制箱根据系统需要实现的功能

8、这里主要利用高级分析函数库中的若干函数模块传统的张力测量仪大多只能提供纱线张力的平均值变化情况只能对纱线的张力给出大致的估量要得到张力的频域变化情况及其分析结果必须借助于示波器频谱分析仪等以及相关的控制和接口电路来实现一