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关键词： 虚拟仪器   汽车检测应用  

摘要： 自上世纪80年代虚拟仪器在美国成功研制出来以后，虚拟仪器便不断广泛应用于各个检测领域中，在汽车的检测上更是占据了不可替代的重要作用。与传统仪器相比，虚拟仪器的优越性也是显而易见的。本文首先对虚拟仪器的特点进行了简要的阐述，然后详细的介绍了虚拟仪器技术在汽车测试中的应用，供以参考。

关键词： 超硬磨料砂轮   测控系统   激光修整   修整基准值   LabVIEW  

摘要： 国内外学者针对激光修整超硬磨料砂轮的机理、工艺和设备展开过研究。但是,如何实现超硬磨料砂轮高效率、高精度的修整仍是一个技术难题。因此,本文进行超硬磨料砂轮激光径向修整测控系统的设计,搭建一套功能完善、集成度高的激光修整设备,解决测量精度低的问题,实现修整过程的自动化控制。(1)基于“检测—判断—出光”过程,进行系统硬件总体构架的设计及设备的选型,确定了设备控制接口及通信方式,完成了系统硬件总体方案设计。根据所设计的修整系统,分析了激光径向修整系统的工作流程。(2)基于PCIe-6361数据采集卡和光纤激光器的工作原理,设计了光纤激光器控制程序界面。根据激光位移传感器和二维位移平台的串口通信协议和命令,基于Lab VIEW的虚拟仪器技术分别设计了两者的程序界面,实现了设备的参数设置及功能操作。所设计的程序界面为本文设计砂轮轮廓形貌检测系统、砂轮径向修整系统及主控制系统建立了基础。(3)设计了砂轮轮廓形貌检测系统。检测光斑以螺旋线轨迹的方式连续扫描砂轮表面轮廓形貌,计算机读取并存储砂轮表面测量数据,并换算成轮廓形貌相对高度值,按照异值点和噪声点的数据处理方法进行了预处理。从几何形状精度评定和微观形貌评定两个方面,提出了一种确定砂轮修整基准值的方法。基于Lab VIEW软件设计了砂轮轮廓形貌检测系统的程序界面。(4)设计了砂轮径向修整的控制系统和主控制系统。砂轮径向修整控制系统的响应时间为50μs,总体响应时间约为280μs。基于本文所设计的修整系统,开展了激光修整青铜金刚石砂轮的试验,并分析了砂轮的修整效果。试验表明,在合适的试验参数下,系统能实现砂轮表面凸出高点的选择性烧蚀,去掉砂轮的偏心,达到粗修整的效果。

关键词： 虚拟仪器技术   非接触式光学测量   立体视觉  

摘要： 随着现代科学技术的发展,运用机器视觉构建的非接触式光学测量系统在越来越多的领域发挥着重要作用,已成为当今工业制造中常用的三维测量手段。虚拟仪器的理论自20世纪80年代建立以来,基于虚拟仪器的机器视觉系统很大程度上解决了机器视觉编程和修改困难的问题,充分满足了机器视觉更快、更便宜、更准确、更可靠的发展需要,更加趋于经济和实用。本文以军工项目“动态模拟环境测量”和应用技术“机器视觉”为背景,根据实际的测量环境,提出了基于虚拟仪器技术的非接触式光学测量的系统方案。系统利用光学成像技术把产品被测部位的坐标从三维测量转换为二维测量,使用机械运动机构驱动CCD线阵和光学传感器对产品被测部位进行图像采集,通过LabVIEW的图形化编程环境与计算机数字图像处理技术相结合对采集到的图像进行图像识别,并通过数学模型将被测部位的像素坐标转化为物理坐标,最终达到项目的要求,本文主要包括以下内容：(1)介绍了机器视觉中重要的测量技术——立体视觉技术的组成结构、工作原理和工作过程。提出了基于虚拟仪器的非接触式光学测量系统的软、硬件实现方案。(2)详细介绍了如何在LabVIEW与图像处理软件包IMAQ Vision结合的开发平台上构建虚拟仪器机器视觉测量系统。(3)针对测量系统图像采集硬件的特点,提出构建虚拟仪器图像采集模块方案。(4)在图像处理与分析的模块设计中,先对采集图像进行去噪、锐化预处理,再以编码标记点的编码值为特征完成图像匹配,最后根据立体视觉技术的三维坐标求取方法得到三维坐标。通过本文的研究工作,建立起了基于虚拟仪器的非接触式光学测量系统模型。只对软件系统只做少量的调整就可以实现其他方面的测量,充分发挥了虚拟仪器测量系统组态方便及对任务具有广泛适应性等优点。

关键词： 扬尘浓度   朗伯-比尔定律   双光路检测   虚拟仪器技术  

摘要： 针对兵器靶场扬尘环境模拟试验的需求,详细分析了扬尘浓度测量及控制方法的技术资料,在此基础上提出了基于朗伯-比尔定律和虚拟仪器技术的扬尘浓度光电测控系统。系统采用激光双光路检测原理,建立双通道检测的数学模型,设计了桥式一体化光机结构。构建了虚拟仪器测控电路系统,以工业控制计算机为中心,选用PCI8266数据采集卡实现扬尘浓度及温度信号的采集。通过串行总线与变频器通信,实现扬尘电机的速度控制。系统经过称重法标定,完全符合国军标中1.8±0.2 g/m3的扬尘浓度试验的要求。

关键词： 并条机   自调匀整装置   虚拟仪器   数据采集   最优化方法  

摘要： 为了改善纱条条干不匀,提高纱线品质,高速并条机普遍加装自调匀整装置。然而,自调匀整控制系统具有非线性、迟滞性以及纤维运动的不规则性、复杂性,加大建立精确数学模型的难度,传统的控制方式难以满足生产的需求。因此,研究适合于自调匀整的智能控制技术十分有必要,且意义重大。现有的自调匀整装置多以开环控制为主,匀整延时作为开环控制系统的关键参数,如何计算精准的延时一直是匀整控制理论的研究重点。目前只有少数几家国际一流公司掌握这项技术,并进行了技术封锁。因此,该项技术的突破有助于提升国内自调匀整装置性能及纺织品质量。针对延时计算的重要性,本文研究内容如下:首先,简要概括自调匀整装置的发展历程及研究意义。阐述并条牵伸机理并从结构、分类和控制原理等方面对自调匀整技术详细剖析。对自调匀整控制系统的硬件和软件进行说明。其次,对现有延时算法的理论依据、实现条件及特性全面分析,从纱条匀整的基本原理着手,创造性地将并条机机构与虚拟仪器测试技术结合,并建立延时控制运算模型。设计相应传感器、采集卡及上位机搭建硬件测试平台。设计相应Lab VIEW程序实现延时的控制运算。最后,依据最优化方法,提出了开环匀整延时自寻优的智能运算方案。该方案在输出端设有检测点,与开环控制输入端检测点相对应,形成一种混合环的控制机制,同时以纱条条干质量作为反馈,调节延迟时间的方式更加合理。

关键词： 齿轮故障诊断   振动信号分析   虚拟仪器技术   状态监测   故障识别  

摘要： 齿轮传动是机械传动的主要方式,齿轮失效是齿轮传动难以避免的现象和最终归宿,并且是诱发机器故障的重要原因。齿轮运行状态的在线监测和故障诊断,对于降低设备维修费用、防止突发性事故具有重要意义,并得到了广泛的重视和研究。对齿轮振动信号进行分析和处理,以判断齿轮的运行状况,是目前齿轮运行故障诊断的最主要方法。本文采用Lab VIEW编程语言,设计和开发了基于振动信号的齿轮传动在线监测系统和故障离线分析系统,主要研究工作有以下几个方面:1.阐述了齿轮传动在线监测和故障诊断的研究意义,综述国内外齿轮箱故障诊断技术和机械设备振动状态监测和故障诊断系统的研究现状,从齿轮传动啮合振动机理上分析了常见齿轮故障模式的成因以及各故障模式下啮合振动信号特征。分析了时域统计参数、幅值谱和功率谱、细化谱、包络谱、倒频谱、小波包分解以及可靠性评估的原理,为监测系统和离线故障分析系统提供理论基础。2.研制了基于虚拟仪器技术的齿轮振动信号采集分析系统。硬件部分主要针对传感器、恒流源适调器、数据采集卡和光电编码器的选取,软件部分开发了参数设置模块、信号分析模块、数据管理模块和帮助模块,实现了齿轮传动啮合振动数据的采集、监测以及故障分析处理,搭建齿轮传动故障诊断试验台,对比分析齿轮正常状态和故障状态的振动信号,验证了齿轮传动线监测系统和离线故障分析系统的在实际应用中的准确性和可靠性。3.为了快速准确识别齿轮故障模式,提出了一种基于最佳小波包分解(OWPD:Optimum Wavelet Packet Decomposition)和隐马尔可夫模型(HMM:Hidden Markov Model)的识别方法。该方法对采集的振动信号进行小波包分解,再利用OWPD自动选择提取最佳小波包能量构造特征向量,输入HMM中进行训练与测试,实现了齿轮故障模式识别。实验结果表明该方法在齿轮故障模式识别方面的有效性和准确性。

关键词： 柠条平茬收割机   虚拟仪器技术   性能测试   数据采集   LabVIEW  

摘要： 柠条是一种多年生的灌木植物,具有特别耐旱、耐寒、耐高温和扎根深的特点,是我国北方地区及西部地区防风固沙,水土保持的重要树种之一。柠条平茬收割机的使用可以实现机械化生产并提高劳动生产率,因此对于柠条平茬收割机田间工作性能的检测尤为重要。本文采用LabVIEW虚拟仪器开发平台,对柠条平茬收割机田间性能测试系统进行了研究。主要研究结果如下：(1)本文研究分析了柠条平茬收割机的各个部件的结构,参考了目前各种传感器并对它们的优缺点进行了对比分析,确定本测试系统中所采用的转速、扭矩与测距传感器。(2)通过对柠条平茬收割机各个部件的主要性能参数进行分析,得到收割器功率、行走功率、输送装置功率和割茬高度等性能指标的测量原理和方法,最终确定了对各项性能指标的基础参数的信号采集系统设计。(3)根据柠条平茬收割机性能指标测试的要求,运用机电结合技术和传感器技术等,以LabVIEW虚拟仪器系统为平台,设计了柠条平茬收割机的性能测试系统。该测试系统对采集到的各项基础参数进行分析和计算,得到直观的性能指标测试结果,并且设计开发出可视化的软件操作界面。柠条平茬收割机田间性能测试系统的设计,可以实时监控柠条收割机的工作质量和效率,提高了测试效率和测试精度,对提高柠条收割机作业的机械化技术水平具有重要意义。

关键词： 液环泵   LabVIEW   状态监测   故障诊断   虚拟仪器技术  

摘要： 液环泵是一种低真空泵,它在石油、化工、冶金、煤炭、电力、消防等领域扮演着非常重要的角色,作为真空系统的关键设备,其运行状态好坏直接影响到整个机组的工作性能。在实际运行中,液环泵时常发生各种故障影响了产品的质量甚至引发安全问题,因此,确保液环泵安全运行具有重要意义。液环泵故障诊断技术是通过分析处理液环泵运行时的状态信息,定量识别和评估其运行状态,并预测其剩余寿命的一门多学科交叉的综合技术。液环泵温度、压力、流量、轴功率、转速、振动信号中包含着丰富的工作状态信息,尤其是振动信号,利用这些信号进行液环泵故障诊断是一种有效方法。本文从工程应用的角度出发,综合应用测试技术、虚拟仪器技术等研究手段,对液环泵监测信号特征提取、液环泵故障预警这两个关键问题进行了重点研究,并开发了一套监测系统,为提高液环泵故障诊断水平提供了理论支持。主要研究内容如下:(1)从液环泵故障机理出发,分析了液环泵的各种故障模式,建立了液环泵不能正常运行的故障树,并对故障树进行定性分析,研究故障树中所有导致顶事件发生的最小割集。结果表明“阀片破损”、“供水量不足”、“叶轮与分配器偏磨”是导致液环泵性能下降的主要故障。“水力冲击”、“叶轮损坏”、“轴承运行异常”是液环泵主要的振动和噪声来源。(2)确立了液环泵工作与安全性能在线检测及分析系统的硬件设计方案,包括硬件系统的总体设计、硬件选型、监测点布置、电气接线图设计等。(3)基于虚拟仪器技术,借助Lab VIEW开发工具,开发了液环泵工作与安全性能的在线监测及分析系统软件。该软件在WINDOWS平台下运行,借助ACCESS数据库进行数据管理,包括用户登录和管理、数据采集、数据分析及处理、数据存储、实时显示、故障预警和液环泵性能曲线打印等多个模块,能及时准确地反馈液环泵实时运行状态。(4)建立了液环泵工作与安全性能在线监测及分析系统的实验平台。以2BE1-203型液环泵为测试对象,进行了运转试验和性能试验,采集了液环泵在不同工况下的信号样本,提取了样本信号的时域和频域特征,为液环泵的故障诊断研究提供了数据支持。

关键词： 虚拟仪器   应用   发展  

摘要： 分析了现代电子装备系统的特点,总结了虚拟仪器的发展、优势和关键技术,并对新一代电子装备测试系统进行了展望。

关键词： 电子测量技术   纳米测试   测试测量   电参数测量   虚拟仪器技术  

摘要： 《电子测量技术》一直立足于以创新、实用为特点,加强业界学术交流活动,推广新技术、新产品应用,以促进电子测量技术的发展和进步。作为国内第一本专注于电子测量领域的杂志,为了《电子测量技术》更好地发展,希望大家能够积极踊跃投稿。本刊征集:测试测量的基础理论、电参数测量、信号检测技术、传感器技术、仪器仪表技术、嵌入式技术、通讯技术、DSP、EMC/EMI测试、纳米测试、虚拟仪器技术、基于总线的测试、集成电路测试、在线测试与故障诊断、计算机在测控系统中的应用、软件工程、网络技术、可编程器件在测控系统