基于LabWindows∕CVI的扭矩测试系统设计.pdf

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1、第５期（总第２０４期）机械工程与自动化No．５２０１７年１０月MECHANICAL_ENGINEERING_&_AUTOMATIONOct．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０５‐００８２‐０２基于LabWindows／CVI的扭矩测试系统设计喻_杰，高_俊，汤建晖，李_林（中国航发湖南动力机械研究所，湖南_株洲_４１２００２）摘要：为满足传动系统扭矩信号与其他各测试点参数的一体同步测试要求，同时为解决扭矩传感器及扭矩仪配套软件监测信号单一与无扩展性的问题，在原有试验器综合通用化测试系统的基础上，设计了基于虚拟仪器LabWindow／CVI与Modbus通讯的扭矩测试子系统，阐述了

2、该系统的结构组成、Modbus通讯协议以及软件功能实现。实验分析结果证明：该系统具有扩展性好、界面直观、操作方便的特点，能够满足传动系统试验器各测量点参数的一体测试功能要求。关键词：LabWindow／CVI；Modbus；扭矩；测试系统中图分类号：TP２７３___文献标识码：A0_引言送至工业计算机实现串口通信，测量模块完成扭矩信在各型号的直升机传动系统研制试验过程中，需号的采集、处理、波形图显示以及存储。要动态同步监测试验器及试验件上的各类参数，这些2_扭矩传感器工作原理参数并不是相互独立和无关联的，在试验过程中及试CYB‐８０３S扭矩传感器的精度为±０．５％，扭矩测验后的数据分析中

3、，均需要结合试验载荷分析各测试量范围０Nm～±１００００Nm，其工作原理如图２所示。点参数的同步变化情况，而扭矩作为试验项目的关键参数，对试验器的运行状态监控及试验件的设计研究［１］都有着非常重要的意义。在某型号的直升机传动系统减速器部件试验器的扭矩测量子系统中，采用北京威斯特中航公司研制生产的CYB‐８０３S扭矩传感器，其配套有CYB‐８０８S扭矩智能仪和上位机软件CYB‐８０９I。虽然该软件能够通过串口修改扭矩仪的相关参数，读取并且显示传感器经由扭矩仪传递而来的信号，但其仅能测量扭矩等图２_扭矩传感器工作原理应变桥由设在传感器上的一组环型变压器提供感相关参数，存在测量信号单一、扩展性

4、能差的问题。同应电压，经整流、稳压转换成高稳定性的直流电压，该时由于知识产权保护，也不允许对该软件进行二次开电压既供给应变桥作为桥压，也供给其内部电路作为发以实现对其他相关测试参数的测量。因此，本文在工作电压。应变桥检测的mV级扭矩信号被放大成V文献［２］中搭建的原有试验器综合通用测试系统的基级强信号，再经过V／F转换器变成正比的方波信号，础上，设计了基于虚拟仪器LabWindow／CVI与Mod‐并发射到外部的信号接收器上，再通过调解还原成与bus通讯的扭矩测试子系统，该子系统的设计对试验V／F转换出的方波同频率的数字信号，其相位差不大器综合测试系统的一体同步建设有一定的参考价值。于１

5、μs，可忽略不计。采用配套的CYB‐８０８S仪表接1_扭矩测试系统构成收传感器的脉冲信号，并且其还能消除温漂和时漂引扭矩测试系统框图如图１所示，主要由扭矩传感起的测量误差，具有峰值检测和保护功能。器、航空插头测试电缆线、扭矩智能调理仪、RS２３２线3_Modbus通讯协议缆、工业计算机、基于LabWindow／CVI的扭矩测量模Modbus协议是由MODICON公司开发的应用层块组成。报文传输协议，具有ASCII和RTU（RemoteTerminalUnit）两种传输模式，在波特率设置一致的情况下，与RTU模式相比较，ASCII模式数据的吞吐量较低，传［３］输效率也不高，而CYB‐８０８

6、S智能仪表采用的就是图１_扭矩测试系统框图标准的RTU模式通讯协议。在通用Modbus数据帧扭矩传感器安装在待测位置，通过测试电缆线与格式［４］中，ADU（应用数据单元）由３部分组成，分别扭矩仪相连，利用RS２３２串口线缆将采集到的信号发为PDU（协议数据单元）、地址码、校验域。其中地址收稿日期：２０１７‐０２‐２７；修订日期：２０１７‐０７‐１４作者简介：喻杰（１９８５‐），男，湖南长沙人，工程师，硕士，主要从事电气控制与测试方面的工作。_２０１７年第５期___________喻杰，等：基于LabWindows／CVI的扭矩测试系统设计·８３·码取值范围为１～２４７（十进制），校验域为

7、CRC（１６bit）／／当前测量扭矩Sum１D（adTestT，Mean＿Nums，&dSum）；MaxMin１D（adTestT，校验方式，PDU包括功能码和数据域，二者的取值范Mean＿Nums，&dMax，&ii，&dMin，&jj）；／／求扭矩的最大与最小值围依次为１～２５５（十进制）和００～FF（十六进制）。guAi．adReal［guWk．anDatA［KEYS］＋０］＝（dSum－dMax－Modbus协议属于主从构架