应变测试系统关键技术研究

发布时间：2017-04-25 16:23

  本文关键词：应变测试系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题以高校教育改革材料力学应变实验为背景，研制出了电子式静动态力学综合实验系统。本测试系统由材料力学实验台和应变测试仪两部分组成，材料力学实验台集合梁弯曲、弯扭、拉压杆、动态梁和冲击杆等装置为一体，构成综合实验设备。测试系统以虚拟仪器技术为基础，，包括采集应变信号的应变测试仪和以计算机为基础的软面板。 本文主要阐述以下几方面的问题： (1)在介绍应变电测技术、虚拟仪器、虚拟实验技术的基础上，对系统总体方案进行探讨，分析了系统性能指标、工作状态、采样策略、信息流，对应变仪硬件各模块进行设计。 (2)对软件设计要求、涉及的关键技术：电桥自动平衡、实时数据采集、数据通信等进行研究，在LabVIEW软件平台下对初始化模块、参数设置、数据采集、处理显示、数据保存回读等模块进行设计，实现对载荷、应变信号的采集、处理、实时显示等功能。 (3)在真实实验基础上对虚拟实验的设计技术和实现进行探讨，结合LabVIEW和Flash软件进行虚拟仿真实验设计。 (4)完成材料力学实验系统标定实验以及静动态应变实验，对测试结果进行分析并计算误差。根据误差理论对测试系统的系统误差和随机误差进行分析，提出消除误差的方法。论文结尾列举了整个系统的优缺点，为以后测试仪器的开发提供参考。
【关键词】：材料力学 应变测试 LabVIEW 虚拟实验 误差
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH823.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 应变电测技术11-12
• 1.2.1 应变测试发展历程11-12
• 1.2.2 应变仪研究现状12
• 1.3 虚拟仪器介绍12-15
• 1.3.1 虚拟仪器特点12-13
• 1.3.2 虚拟仪器组成13-14
• 1.3.3 虚拟仪器开发环境14
• 1.3.4 虚拟仪器应用与应变测试14-15
• 1.4 虚拟实验概述15-16
• 1.4.1 虚拟实验室定义15
• 1.4.2 虚拟实验分类15-16
• 1.4.3 虚拟实验室的现状16
• 1.5 论文主要工作16-18
• 2 应变测试基本理论及方法18-25
• 2.1 应变测试技术18-23
• 2.1.1 应变测量原理18-20
• 2.1.2 测量电桥20-21
• 2.1.3 电阻应变仪特点及分类21-22
• 2.1.4 应力测量22-23
• 2.2 现代测试技术23-25
• 2.2.1 虚拟仪器中数据采集23-24
• 2.2.2 虚拟式应变测试仪的开发24-25
• 3 应变测试系统硬件平台25-37
• 3.1 应变测试系统构成25-26
• 3.2 测试系统性能指标26
• 3.3 状态分析与采样策略26-28
• 3.4 测试系统信息流28-29
• 3.5 硬件电路29-37
• 3.5.1 电源管理模块30-31
• 3.5.2 电桥自平衡31-32
• 3.5.3 调理电路32-33
• 3.5.4 数字电路33-37
• 4 软件设计37-61
• 4.1 设计要求37-39
• 4.2 关键技术39-42
• 4.2.1 LabVIEW 软件技术39-40
• 4.2.2 电桥自动调平衡40-41
• 4.2.3 数据通信41-42
• 4.3 软件总体方案设计42-47
• 4.3.1 软件程序架构分析42-45
• 4.3.2 软件功能划分45-47
• 4.4 功能模块实现47-59
• 4.4.1 初始化模块47
• 4.4.2 参数设置模块47-49
• 4.4.3 USB 通信模块49-51
• 4.4.4 电路调平衡模块51-52
• 4.4.5 数据采集模块52-55
• 4.4.6 数据处理显示模块55-56
• 4.4.7 数据存储和回读模块56-59
• 4.5 软件可靠性59-61
• 5 虚拟仿真实验61-68
• 5.1 设计要求61-62
• 5.2 开发工具选择62-63
• 5.3 虚拟实验制作关键技术63-65
• 5.4 虚拟实验的实现和演示65-67
• 5.5 虚拟实验网络发布67-68
• 6 应变测量实验及误差分析68-81
• 6.1 标定实验68-69
• 6.2 静态应变测试实验69-71
• 6.3 动态应变测试实验71-74
• 6.4 应变实验误差分析74-81
• 6.4.1 误差理论74-76
• 6.4.2 实验系统误差76-77
• 6.4.3 实验随机误差77-81
• 7 结论81-83
• 7.1 全文总结81
• 7.2 本文主要创新点81-82
• 7.3 工作不足之处82
• 7.4 前景展望82-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果87-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张红民;李晓峰;;基于LabVIEW的多线程编程技术比较研究[J];电子技术应用;2008年10期

2 陈真;王延江;;基于虚拟仪器技术面向Web的数据采集系统设计[J];工业控制计算机;2010年02期

3 张巍;张春仙;;构建网络虚拟实验室[J];测控技术;2007年06期

4 黄鹏;迟毅林;董为民;陈永进;;基于有限元法的应变测量系统标定及特性曲线拟合[J];机电产品开发与创新;2006年03期

5 刘明;薄少军;;基于LabVIEW的应变测试系统的标定研究[J];科技经济市场;2008年03期

6 刘江红;李小坚;;LabVIEW中属性节点的研究[J];科学技术与工程;2007年05期

7 胡超,程建钢,韩锡斌;《材料力学》多媒体仿真教学实验系统[J];力学与实践;2002年06期

8 杨文志;苏凤岐;;新型动态电阻应变仪的研制[J];内蒙古科技与经济;2010年23期

9 邱玲;朱为玄;;纯弯曲梁实验的计算机仿真[J];实验技术与管理;2007年10期

10 邱玲;朱为玄;;弯扭组合变形仿真实验[J];实验技术与管理;2010年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张浩茹;多通道应变测试系统的研究[D];中北大学;2012年

2 刘珊珊;基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用[D];中北大学;2012年

3 文成;基于虚拟仪器技术的应变测试仪的研究与开发[D];重庆大学;2004年

4 张燕霞;基于虚拟仪器的传感器虚拟实验与虚拟实验室[D];南京航空航天大学;2005年

5 鞠萍华;基于虚拟仪器的虚拟实验室研究[D];重庆大学;2005年

6 王英霞;基于LabVIEW的虚拟实验室的研究与实现[D];天津理工大学;2007年

7 李丽;基于虚拟仪器技术的应变测试系统的研究与开发[D];内蒙古农业大学;2007年

8 王宁宁;网络虚拟实验场景的研究与实现[D];山东大学;2008年

9 谢列敏;通用动载荷实验装置的研制[D];南京航空航天大学;2008年

10 谢锐;旋转构件实验台动扭矩及扭振测试技术研究[D];中北大学;2009年

  本文关键词：应变测试系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：326642