位移測(cè)試系統(tǒng)中如何應(yīng)用虛擬儀器

對(duì)于位移測(cè)試技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)以及分析系統(tǒng)的開發(fā)尤其重要，對(duì)位移的檢測(cè)不僅為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全提供了重要數(shù)據(jù)，同時(shí)也為其他參數(shù)的檢測(cè)提供了基礎(chǔ)。虛擬儀器在位移測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用開拓了新的技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)顯示其位移波形兵，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行信號(hào)處理。

虛擬儀器(簡(jiǎn)稱VI)由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和虛擬儀器面板組成。通過底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件與真實(shí)的儀器系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并以虛擬儀器面板的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示與真實(shí)儀器面板操作元素相對(duì)應(yīng)的各種控件，測(cè)試軟件是虛擬儀器的核心。以液壓試驗(yàn)臺(tái)作為測(cè)試平臺(tái)，由液壓動(dòng)力源和電氣控制系統(tǒng)組成。其液壓動(dòng)力源由動(dòng)力油泵和動(dòng)力執(zhí)行裝置油馬達(dá)組成。將虛擬儀器與液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)相連接，選擇好工況、測(cè)點(diǎn)，安裝好位移傳感器，并調(diào)試處理好后便可開始采集數(shù)據(jù)。對(duì)液壓試驗(yàn)臺(tái)齒輪泵的軸向位移進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量的關(guān)鍵是信號(hào)的轉(zhuǎn)換即傳感器的選用，本系統(tǒng)中，位移傳感器選用電渦流位移傳感器CWY-DO-504，量程4 mm，探頭φ14 mm。這是一種將機(jī)械位移或振動(dòng)幅度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的非電量電測(cè)裝置。本檢測(cè)系統(tǒng)可以將位移量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)供數(shù)據(jù)采集卡。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)位移傳感器運(yùn)動(dòng)時(shí)可以進(jìn)行電壓信號(hào)的采集，最后通過標(biāo)定將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的位移信號(hào)，實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量。本設(shè)計(jì)中所采用的是NI公司生產(chǎn)的PXI-6251多功能數(shù)據(jù)采集卡，滿足位移信號(hào)采集的需求，將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。模塊化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)顯示和分析結(jié)果以及整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，具有直接影響，利用NI公司的DAQ(Data AcQuisition)卡及其驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)這一模塊，充分利用集成的功能全面的DAQ函數(shù)庫(kù)和子VI，設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集的控制，包括觸發(fā)控制、通道控制等的數(shù)據(jù)采集模塊。

在這個(gè)位移測(cè)試中，前面板可以顯示位移信號(hào)的原始波形，還可對(duì)位移信號(hào)進(jìn)行求導(dǎo)分析處理，一目了然的顯示出原波形和自相關(guān)波形的關(guān)鍵信息——有效值、峰峰值和均值。程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取。建立一個(gè)Access數(shù)據(jù)源，通過ADO數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)，充分利用ADO的靈活性，通過編程模型實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，執(zhí)行用戶命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的管理。利用ADO技術(shù)的LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)訪問包——LabSQL，用戶可以直接在LabVIEW中以調(diào)用子VI的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集前，要給系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，保證采集的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集卡的規(guī)范范圍內(nèi)，確保數(shù)據(jù)采集卡的輸出波形與實(shí)際波形相符合，然后將傳感器安裝在齒輪泵的軸向外沿，將采集處理的信號(hào)在位移測(cè)試系統(tǒng)的前面板上顯示出來。通過對(duì)位移信號(hào)的采集和分析，所設(shè)計(jì)的位移測(cè)試系統(tǒng)顯示、分析出來的信號(hào)波形與液壓系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況相符合。從而驗(yàn)證了此開發(fā)平臺(tái)的有效性，也為進(jìn)一步對(duì)機(jī)器及其零部件的運(yùn)行情況、在線監(jiān)測(cè)、故障診斷提供了一個(gè)直觀便捷的分析平臺(tái)。