机械工程测试系统虚拟仪器简述

一、概述
　　机械工程测试系统的基论文联盟本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息。第一个环节是信号的传感，将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量，被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系；第二个环节为信号的转换和调理；第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录，包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。
　　二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状
　　随着科技日益发展，对机械工程测试系统影响很大，特别是相对于传统的测试系统。以前要用特定的仪器对信号进行分析，但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器，而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台，信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心，计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展，虚拟仪器的产生也就水到渠成。
　　在机械工程测试系统中，应用虚拟仪器编的越来越普遍，因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替，从而降低了大量的设备浪费，降低了成本，并且还可以直观化的显示其结果，将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中，有利于编程，也有利于增强测试系统的准确度。
　　三、机械工程测试系统开发环境
　　1.应变测试系统。虚拟式应变测试仪由硬件和软件两大部分组成，这里采用PC DAQ体系结构组建虚拟仪器。其原因是因为PC DAQ系统是以数据采集板、信号调理电路和计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器系统，它充分利用了主流和普及的PC机总线、机箱、电源以及丰富的软件，以极少的硬件就能形成功能完备的应变测试系统平台，这种方案的性价比最佳。
　　2.位移测试系统。在工业生产中有着广泛的应用，是机械量检测的基础，将机械量转化成位移量来检测是机电一体化技术的重要组成部分之一。对位移的检测不仅为提高产品质量和生产安全提供了重要数据，同时也为其他参数的检测提供了基础。
　　3.压力测试系统。以液压试验平台为测试平台而进行的一系列机械量测量测试，以此液压实验台做压力信号源，随着液压系统向高压、大功率、高精度方向发展，液压系统的结构变得越来越复杂，故障率也随之增加，安全问题日益突出，因此，在液压系统工作过程中，需要确切的了解液压系统内部的压力和流量等，对于防止系统出现意外故障和有效提高系统工作效率具有十分重要的意义。
　　4.流量测试系统。以液压试验平台为测试平台而进行的一系列机械量测量测试，以此液压实验台做流量信号源，以液压实验台的对于液压系统来说，最重要的两个参数就是流量和压力，两个参数要求精度高，稳定性好，易于调节。在多功能液压测试试验台中，流量调节控制涉及到电机、变量泵、流量调节阀、排量反馈传感器、电控模块、流量传感器、计算机、管路等多个环节，影响流量的有负载、压力、温度、泄漏等因素。在液压测试中，要得到准确的流量参数、必须对流量调节各环节进行分析计算，确定各环节对流量的影响，并采取措施改善流量调节的精确性和稳定性，以提高流量控制精度。
　　5.温度测试系统。温度是机械工业生产和科学研究实验中的一个非常重要的参数，许多系统的工作都是在一定的温度范围内进行的，需要测量温度和控制温度的场合及其广泛。目前的温度测量控制系统常采用单片机控制，该技术应用十分广泛，但其编程复杂，控制不稳定，系统的精度不高。而利用虚拟仪器开发和设计的温度测量系统，商标注册，采用普通PC机为主机，利用图形化可视软件LabVIEW为软件开发平台，监测温度的变化情况，采集数据并进行处理、存储、显示，设备成本低，方便灵活。
　　四、机械测试系统总体设计思路
　　对传统的机械工程测试系统测试过程及传统的测试仪器和现有的虚拟测试系统进行对比研究后，可见系统总体结构:
　　1.机械工程测试系统采用模块化结构，可在一个测试系统中同时组建应变、位移、压力、流量和温度测试系统。并且每个测试系统用模块化进行设计前后面板，方便程序设计和用户操作与控制。
　　2.采用数据库对数据进行存储、管理和查询。基于需要对测试数据进行存储、调用、管理和查询，并且处理的数据量大，可设计通过数据库来存储、管理和查询数据，建立一个Access数据源，通过ADO数据库访问技术，充分利用ADO的灵活性，通过编程模型实现对数据库的操作，执行用户命令，实现对数据的管理。
　　3.测试仪选用的模型是“菜单选择结构”。在后面板中利用“case”结构完成在前面板中不同的按钮选择，选择好一个测试以后，测试仪就可独立工作。
　　4.前后面板的人性化设计。包括前面板和程序框图两部分，系统前面板由参数设置和五个测试系统构成。
　　五、结论
　　终上所述，以虚拟仪器LabVIEW为开发平台，按照机械工程测试系统的要求，充分利用已有的标准化系统资源，开发便于更新、机动灵活、成本低廉、中文界面的机械工程测试系统，是提高测试综合应用效率的有效途径。

本文编号：1102