基于数据采集卡PCI-1711L的振动测试系统的设计

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1、万方数据《计i与铡试技术》2e09年第36誊第{1期。基于数据采集卡PCI一171L的振动测试系统的设计VibrationTestSystemDesignBasedonDataAcquisitionCardPCI·_—171L余文成(中北大学武器装备与技术学院，山西太原030051)摘要：本文基于研华数据采集卡PCI一1711L开发了一套简单的振动测试系统，包括硬件和软件两个部分，通过VB与MATLAB的混合编程．实现了通过计算机进行相关的数据处理和分析，及结果图形化显示。关键词：振动；数据采集；VB1方案设计本测试系统由加速度传感器

2、、信号放大器、数据采集卡和微型计算机组成。利用加速度传感器检测结构的振动响应信号，经过放大器将信号放大，通过微型计算机数据采集与分析系统采集、处理、纪录或存储和分析测量的时域振动信号，方案如图1。器圈1系统方累图在上述的方案中，使用了传感器、放大器、数据采集卡、微机计算机。在测试时，实验者将各组件安装，便可以进行测试实验。不需要进行测试的时候，可以将各组件拆卸，用于其它方面，这种设计，既摆脱了专用测试系统的缺点，又提高了组件的利用率，节约了成本。2系统硬件设计2．1振源选择加工如图1所示的简单悬臂梁模型，作为振动的信号源，为加强对测试

3、果的分析，在悬臂梁的中轴开一小孔连接施振仪，对悬臂梁施加恒定的振动信号。2．2传感器选择传感器种类较多，本设计系统中选用压电加速度传感器，此传感器具有结构简单、牢固、体积小、重量轻、频率响应范围宽、动态范围大、性能稳定、输出线性好、可在常温、高温下使用，以及抗外磁场干扰能力较强等优点。2．3信号放大器的选取由于本设计采用的是压电加速度传感器，输出信号是很微弱的电荷，而且传感器也有很大的内阻，故输出的能量甚微，这就给后接电路带来一定的困难。为此，通常把传感器信号先输到高输入阻抗的前置放大器，方可用一般的放大、检波电路将信号输出到下一部分

4、。本设计选用YE5852型电荷放大器。2．4数据采集系统本设计所采用的数据采集器件是由研华公司开发的PCI一1711L型多功能数据采集卡以及配套设备一ADAM一3968接线端子板和PCL一10168电缆组成。此采集卡基于PCI总线，传输速度快，使用方便。进行测试实验时，将此卡插在PCI总线插槽上并安装相应的驱动程序，即可进行试验。PCI一1711L是一款采样频率为lOOKS&，12位／16路单端输入低成本多功能数据采集卡。其能所实现12位A／D转换器，采样速率可达100KHz，卡上还有1K采样FI阳缓冲区。对PCI一1711L的原理及

5、接口管脚分析，本设计使用了—个模拟量输入通道A10，和模拟量输入接地AIGND在下图中的68针为本系统所采用的模拟量输入接口，同时把60和26针联接在一起，并与地线相联。管脚连接如图2所示：·DAO—REF‘O^O．OUT‘^OOHD011400400●OGNDCNTOCL‘CHTO．0uTC-To-GATE3系统软件设计3．1用户界面设计田2管脚分布圈万方数据余文成：基于数据采集4-PCI-1711L的振动劐试系统的设计本测试系统软件采用的VB进行用户界面设计。如图3所示：图3研华板卡PCI一1711L自带的32位DLL驱动程序是研

6、华为诸如VC、VB、DELPHI、BorlandC+十、CHBuilder等高级语言提供的接口，通过这个驱动程序，编程人员可以方便的对硬件进行编程控制。详细掌握该驱动程序是编制数据采集程序的基础。32位DLL驱动程序主要包括10类函数及其相应的数据结构，这些函数和数据结构在Adsapi32．1ib中实现。这10类函数分别是：设备函数、模拟输入函数组、模拟输出函数组、数字输入／输出函数组、计数器函数组、温度测量函数组、报警函数组、端口函数组、通信函数组、事件函数组。可以把这10类函数分为两个部分：设备函数部分和操作函数部分。设备函数部分

7、负责获取硬件特征和开关硬件。而操作函数部分则在硬件设备就绪以后，进行具体的采集、通信、输出、报警等工作。具体工作结束后，调用设备函数关闭设备。由于MATALAB具有的强大计算功能，本系统把从数据采集卡采样得到的数据送到MATLAB进行处理，并用图形的形式在VB编的主界面显示。VB和MATLAB接口编程是本实验的一个关键点，在这里采用CoM组件技术，它是利用MATLAB的一个工具MATLABCOMBuilder将M函数文件转换成COM组件，然后在VB集成开发环境中直接调用该组件，生成的COM组件是进程内组件，是以DLL的形式存在的。3．

8、2基于a]M组件的VB与M芦mAB接口编程的实现(1)系统要求使用这种方法对系统的要求：①MATLAB6．5：②MATLABCompiler3．0：(要)MATLABCOMBuilder1．0：④MicrosoftVis