复杂型面结构件的质量质心测量系统设计

发布时间：2017-09-12 11:01

  本文关键词：复杂型面结构件的质量质心测量系统设计

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【摘要】：质量和质心作为产品的基本物理参数之一,它的属性直接影响着产品的使用性能.随着科学技术的发展和进步,产品开始趋于小型化和复杂化,因此对它们质量质心进行测量的系统急需被更新。本文就是对复杂型面结构件的质量质心测量系统进行研究和设计。首先,本文对整个质量质心测量系统的总体方案进行了设计规划。根据测量的要求建立了机电一体化的设计模型,提出了“机械测量、硬件采集、软件处理”的设计思路,分析了测量的理论基础,证明了测量系统的可测性,制定了测量系统机械结构,硬件电路和测试软件的设计方案。接着,对分模块进行详细设计。机械模块采用了固定台架结构和旋转台架结构相结合的形式,利用机械原理进行分析,Solidworks进行三维绘图,验证了机械台架对质量和质心的测量功能；硬件模块设计了高精度采集电路,运用了Altium Designer进行原理图和PCB板的绘制,完成了信号的处理和传输；软件模块分为两个部分,下位机模块采用了C语言,在AVR Studio中设计了ATmega128芯片的采集传输程序,上位机模块采用了G语言,在LabVIEW中设计了测试软件的运算存储程序。最后,将设计的质量质心测量系统搭建成试验平台,分别对两个标准样柱和一发模拟弹进行试验。对测量的数据进行处理,验证了测量系统的精确性；对测量系统的误差进行分析,提出改进措施和优化方案,提高了测量系统的可靠性。
【关键词】：质量 质心 系统设计 误差分析
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH715
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的科学意义和研究背景8
• 1.2 质量质心测量的国内外现状8-13
• 1.2.1 质量及其测量方法的发展历程、研究现状和发展趋势8-10
• 1.2.2 质心及其测量方法的发展历程、研究现状和发展趋势10-13
• 1.3 课题的主要工作13-14
• 1.3.1 课题目的13
• 1.3.2 研究内容13-14
• 1.4 论文结构14-15
• 2 质量质心测量系统方案设计15-29
• 2.1 总体方案设计15
• 2.2 测量系统模型建立15-16
• 2.3 测量系统测量原理16-18
• 2.3.1 质量测量原理16-17
• 2.3.2 质心测试原理17-18
• 2.4 测量系统机械台架的设计方案18-19
• 2.5 测量系统硬件电路的设计方案19-24
• 2.6 测量系统软件的设计方案24-26
• 2.7 测试系统提高精度的优化设计方案26-28
• 2.7.1 质量测试计算优化26-27
• 2.7.2 质心测试计算优化27-28
• 2.8 本章小结28-29
• 3 质量质心测量系统机械转动台架的设计29-39
• 3.1 固定台架的设计29-31
• 3.1.1 固定台架底板设计29-30
• 3.1.2 固定台架基准架设计30-31
• 3.1.3 固定台架固定台设计31
• 3.2 旋转台架的设计31-36
• 3.2.1 旋转台架可旋部分设计32-33
• 3.2.2 旋转台架固定部分设计33-35
• 3.2.3 旋转台架试件放置部分设计35-36
• 3.3 机械台架的总体结构36-37
• 3.4 测量过程的说明37-38
• 3.4.1 质量测量37-38
• 3.4.2 质心测量38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 质量质心测量系统硬件电路设计39-46
• 4.1 信号调理电路设计39-42
• 4.1.1 放大电路设计39
• 4.1.2 滤波电路设计39-40
• 4.1.3 模数转换电路设计40-41
• 4.1.4 基准电压设计41-42
• 4.2 电源电路设计42
• 4.3 单片机系统电路设计42-44
• 4.4 串口通信电路设计44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 5 质量质心测量系统软件设计46-59
• 5.1 下位机软件设计46-48
• 5.1.1 主程序46
• 5.1.2 串口中断程序46-47
• 5.1.3 模数转换控制程序47
• 5.1.4 串口通信程序47-48
• 5.2 上位机软件设计48-58
• 5.2.1 数据通信模块48-50
• 5.2.2 传感器的校准模块50-53
• 5.2.3 质量计算模块53-55
• 5.2.4 质心计算模块55-56
• 5.2.5 测量参数标定模块56-57
• 5.2.6 数据打印模块57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 数据处理和误差分析59-70
• 6.1 试验结果59-61
• 6.2 数据处理61-65
• 6.2.1 标定参数计算61-62
• 6.2.2 质量结果处理62-63
• 6.2.3 质心结果处理63-65
• 6.3 误差分析65-69
• 6.3.1 标准器具的误差65
• 6.3.2 测量装置的误差65-67
• 6.3.3 计算方法的误差67-68
• 6.3.4 测量者的误差和环境误差68-69
• 6.4 本章小结69-70
• 7 总结与展望70-72
• 7.1 总结70-71
• 7.2 展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-78
• 附录78

【参考文献】

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本文编号：836815