基于LabVIEW的摩擦磨損試驗機智能測控系統
加入技術(shù)交流群
(1)V／I轉換電路是將工控機輸出的1～5 V電壓信號轉換成4～20 mA的電流信號。因為該試驗機中的調節氣源的比例閥是靠電流來(lái)進(jìn)行控制，故首先要將電壓信號轉換成電流信號。其電路圖見(jiàn)圖2(a)，其比例關(guān)系為：I=VR27／R1R61，其中：V為輸入電壓；I為輸出電流。電路中各個(gè)電阻應選擇精密電阻，以保證V／I轉換的精度。
(2)I／V轉換電路是將從溫度、壓力傳感器采集到的4～20 mA電流信號轉換成計算機能夠識別的1～5 V的數字信號。其電路圖見(jiàn)圖2(b)，由上面電路可以推算出其轉換關(guān)系為：V=IR19(1+R107／R99)。其中：I為輸入電流；V為輸出電壓；各個(gè)電阻也應選擇精密電阻。經(jīng)過(guò)對現場(chǎng)的各路信號進(jìn)行測試，可以看出，經(jīng)由調理電路的處理，輸入／輸出的各路數字／模擬信號都有明顯的改善，干擾信號大大減少，調理效果很明顯。
2．4 數據采集卡
該系統使用北京研華公司的采集卡PCL-818L和PCL-836，其中PCL-818L卡有16路模擬輸人通道，12位A／D轉換分辨率，一路12位模擬輸出通道，一個(gè)16位計數器，采樣率為40 kHz。PCL-836包括6個(gè)獨立的16位計數器，10 MHz的計數頻率，還有兩個(gè)數字I／O接口。
3 試驗機測控系統程序設計
3．1 試驗測控系統程序流程
試驗機測控系統的控制流程如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163039.htm
3．2 Front Panel設計
在LabvIEW中，程序由VI的Front Panel和Block Diagram兩部分組成，應用程序的人機界面就是FrontPanel，利用LabVIEW提供的各種控件結合控件的屬性節點(diǎn)的設置可以設計出儀器化的用戶(hù)界面。該試驗機用戶(hù)界面如圖4所示。
根據測控系統的功能前面板劃分為：試驗環(huán)節選擇部分；曲線(xiàn)及數據顯示部分；試樣批次記錄部分；試驗環(huán)節指示部分；參數設定及調整部分；測量記錄和路徑設定部分。
3．3 Block Diagram設計
3．3．1 數據采集程序設計
在數據采集部分，將壓力、溫度設定為一個(gè)采集任務(wù)，通過(guò)多路模擬量采集程序來(lái)完成，此采集程序主要有MAI Config．vi，MAI Volgagen In．vi和SplitlD Arrav．vi，Device open．vi及Device Close．vi模塊構成，其結構如圖5(a)所示?？煽偣策M(jìn)行8路模擬信號的同時(shí)采集，其采集的數組由Index Array模塊進(jìn)行分離，此處只使用其中的前四路，包括三路溫度和一路壓力信號。轉速和轉矩則分別進(jìn)行采集，它們通過(guò)頻率采集電路來(lái)完成，程序中用到的主要模塊有CounterFrea Start．vi，Counter Freq Read．vi和Counter Reset．vi，Deviceopen．vi及Device Close．vi，其采集周期設定為200 ms，具體結構見(jiàn)圖5(b)。
3．3．2 數據處理程序設計
為了提高本測量系統的抗干擾性能和減小測量數據的誤差，在軟件里采取程序濾波的方法，通過(guò)計算機軟件來(lái)提高信噪比。
(1)遞推平均濾波法：采集幾個(gè)周期的數據，并求其平均值，作為采集的數據。
(2)中值濾波法：將每次采集的數據與前一個(gè)的數據做比較，當兩數值之間差大于一定范圍時(shí)則認為是干擾信號，此時(shí)采用上次的數值作為本次采集的結果，否則采用本次采集數據。
筆者通過(guò)利用LabVIEW中的移位寄存器來(lái)實(shí)現了平均濾波算法，具體實(shí)現方法如圖6中遞推平均濾波所示。先求取10個(gè)數的和，再求其平均數。
評論