1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理圖
利用三點(diǎn)確定一個(gè)圓,先求出被測件的圓心坐標(biāo)(Xo,Yo)和半徑Ro,假設(shè)求出連桿四個(gè)截面的圓心坐標(biāo)和半徑分別為:
第一測柱(Xo1,Yo1),ro1(Xo2,Yo2),ro2第二測柱(X11,Y11),r11(X12,Y12),r12應(yīng)達(dá)到技術(shù)指標(biāo):大孔直徑430.0240小孔直徑18-0.021-0.047兩孔中心距122.50.03兩孔平行度<0.07/100兩孔交叉度<0.15/100兩個(gè)測柱安裝在一個(gè)平臺(tái)上,每個(gè)測柱上裝有6個(gè)電容傳感器,同時(shí)又分兩層橫截面,每一橫截面裝由3個(gè)涂覆式電容傳感器,每2個(gè)傳感器之間彼此成120?,根據(jù)連桿的制造公差設(shè)計(jì)兩個(gè)測柱的幾何位置及直徑,使嚴(yán)重超差的工件根本不能放到測量位置上。能放到測量位置上的工件遍通過傳感器獲取被測信號(hào),就是將電壓信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī),利用相應(yīng)的LabVIW軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并顯示和打印測量結(jié)果。如1汽車連桿綜合參數(shù)測量系統(tǒng)是一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng),它由現(xiàn)場信號(hào)、傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)調(diào)理(放大、濾波、隔離、激勵(lì)等)、數(shù)據(jù)采集板(卡)四大部分組成。由于多層電路板技術(shù)、可編程儀器放大器技術(shù)、即插即用技術(shù)、系統(tǒng)定時(shí)控制技術(shù)、多數(shù)采集實(shí)時(shí)系統(tǒng)集成總線技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集的雙緩沖區(qū)技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳送的中斷、DMA技術(shù)的應(yīng)用,使得最新的數(shù)據(jù)采集板卡能保證儀器的性能、精度與可靠性。
2面板的設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的面板只有一個(gè),它上面布置著種類繁多的顯示和操作元件。虛擬儀器的面板與之不同,它把傳統(tǒng)儀器的面板移植到計(jì)算機(jī)上,形成虛擬儀器面板,可以通過在幾個(gè)分面板的操作來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。這樣在每一個(gè)分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功能操縱的單純化與面板布置的簡潔化,其面板上的顯示元件和操作元件不受標(biāo)準(zhǔn)件和加工工藝的限制。它們是在計(jì)算機(jī)上插數(shù)據(jù)采集卡,用軟件在屏幕上生成儀器面板,由軟件來進(jìn)行信號(hào)處理,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的儀器功能,有較好的人機(jī)交互界面,只需按鼠標(biāo)或數(shù)字鍵,就可以完成調(diào)整過程。根據(jù)面板設(shè)計(jì)方法,結(jié)合連桿綜合參數(shù)測量系統(tǒng)的要求,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的儀器面板如2,技術(shù)要求整機(jī)分辨率0.01mm.
3軟件的設(shè)計(jì)及后置處理
用LabVIEW編寫的A/D卡驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制,是本系統(tǒng)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。該測量系統(tǒng)就是利用A/D574進(jìn)行12個(gè)通道的數(shù)據(jù)采集,與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口總線(VXI)的軟件連接,向儀器發(fā)出特定的指令來控制儀器的具體動(dòng)作,把從A/D卡獲得的數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī),再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果表達(dá)與輸出,實(shí)現(xiàn)測量任務(wù)。該測量系統(tǒng)編寫的虛擬儀器軟件程序是經(jīng)過打包處理的,用LabWINDOWS/CVI開發(fā)的C語言源流程代碼程序(略),用該軟件開發(fā)的后臺(tái)源程序流程如下:
x1ds=21.5 d0;x2ds=(21.5 d1) sin(23.1415926/3);y2ds=(21.5 d1) cos(23.1415926/3);x3ds=(21.5 d2) sin(43.1415926/3);y3ds=(21.5 d2) cos(43.1415926/3);x1dx=21.5 d3;x2dx=(21.5 d4) sin(23.1415926/3);y2ds=(21.5 d4) cos(23.1415926/3);x3dx=(21.5 d5) sin(43.1415926/3);y3ds=(21.5 d5) cos(43.1415926/3);x1xs=9 d6;x2xs=(9 d7) sin(23.1415926/3);y2xs=(21.5 d7) cos(23.1415926/3);x3xs=(9 d8) sin(43.1415926/3);y3xs=(21.5 d8) cos(43.1415926/3);x1xx=9 d9;x2xx=(9 d10) sin(23.1415926/3);y2xx=(9 d10) cos(23.1415926/3);x3xx=(9 d11) sin(43.1415926/3);y3xs=(9 d11) cos(43.1415926/3);x01=(y3ds(x2ds2-x1ds2 y2ds2)-y2ds
為輸入狀態(tài),按電壓采樣按鈕,可在12個(gè)通道顯示采集到的電壓,再按數(shù)據(jù)處理按鈕,會(huì)顯示5項(xiàng)測量參數(shù),并根據(jù)設(shè)計(jì)要求判斷合格與否。根據(jù)數(shù)據(jù)處理后顯示的5項(xiàng)測量參數(shù),以一種比原始數(shù)據(jù)更易于理解的形式表示出來。
4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)論,見1
1122.51175743.01342817.9702840.0019110.0026202122.51178043.01351517.9702590.0019150.0026213122.51178043.01351917.9702420.0019160.0026214122.51176543.01345117.9702480.0019190.0025415122.51177243.01342817.9702290.0019190.002523
虛擬儀器技術(shù)加入更多的數(shù)據(jù)分析處理,可靈活擴(kuò)展現(xiàn)有儀器的潛力。采用虛擬儀器設(shè)計(jì)的12通道測量系統(tǒng),測量連桿的綜合參數(shù)多,精度高,重復(fù)性好,對超差項(xiàng)有報(bào)警功能,明顯優(yōu)于氣動(dòng)量儀的檢測方法,更適用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)及實(shí)驗(yàn)室檢測。