机械量综合测试系统的设计

段兰波　张颖

摘 要：国内利用LabVIEW虚拟开发仪器软件，研制开发出了一种性价比相对较高的机械量综合测试系统。采用LabVIEW虚拟开发仪器软件，对数据采集卡采集到信息数据进行有效控制；通过专业的系统软件，分析数据信息和机械结构的模态，完成机械量综合测试。这种综合测试的方法，简化了模态分析过程，减少了设备成本投入，为机械量综合测试与分析提供一种实用参考方法。

关键词：LabVIEW；机械量；综合测试系统；设计

机械工业是社会前进发展的主要动力，肩负着促进国民经济设备更新发展的历史重担，为各行各业提供可靠的机械设备。利用动态测试，对机械运行时的参数进行实时监测，通过机器信号和技术处理进行系统参数变化特征的分析，达到预防故障发生的目的。LabVIEW虚拟开发仪器软件，简化了操作步骤，为机械操作人员提供科学的操作要领。

1 机械量综合测试的功能构成

任何系统离不开硬件系统和软件系统两大部分，机械量综合测试硬件主要有工业微型计算机、信号处理器、数据采集卡、传感器，利用传感器获取机械参量。根据检测任务的要求，通过数据采集卡和PCI总线将数据传输到系统终端进行处理，选取科学的数据采集处理硬件进行安装，合理设置运行系统，实现高速信息传输、多种数据采样、多种触发、信息数据存储与计算机之间的信息交互。当对数据采集卡模拟信号输入时，是以一个共同接地点，作为参考点进行单端输入，适用于高电平的信号输入、信号源与采集端间的短距离信号传输，而共享的公共参考点必须是一个统一的信号输入，不然就只能采用分次输入。LabVIEW虚拟开发仪器软件，采用LabVIEW软件进行部分开发设计，采用Matlab编程软件，开展部分运算的数学模型。

根据数据流的工作应用原理，虚拟综合检测以机械参量等作为物理信号，再由传感器进行检测，再转变为电子信号，经过电路信号调理之后，再见过数据采集卡的数据信号采集，存入微机内存系统，在应用程序下进行一系列的处理控制，要根据数据信息的采样精度和采样率的要求选用合适的采集卡通道，同时采集多路参量信号。

2 机械量综合测试的系统设计

2.1 机械量综合测试系统的硬件设计

机械量综合测试系统，采用LabVIEW虚拟开发仪器软件作为开发平台，减少数据信息采集传输系统，在功率与处理速度之间的矛盾。满足对数据采集日益复杂的要求，提高数据信息采集、信息处理、系统编程的效率，保证机械量综合测试系统测量的精确度。

2.2 机械量综合测试系统硬件电路设计

要实现机械量综合测试系统的功能，硬件电路的设计是其完成的基础。因为硬件设施的优良与否，能够直接对机械量综合测试系统功能的实现，产生一定的影响。硬件围绕机械量综合测试系统的功能，要求电路设计必须做好转角电路检测、電路压力检测、电路加速度位移功率检测和通信电路接口检测等方面的工作。

转角电路检测时，机械量综合测试系统，采用光栅角位移传感器对转角位移进行检测，将其产生的脉冲信号由触发器进行调整波形，再交由双向收发器与系统数据终端处理器进行信息数据传输。由于机械量综合测试系统设计时，要做好对转角的位移传感器的转向的判断，经过双向信号传输精油信息数据处发器处理后，再根据电平信号的输出高低，预判位移传感器的转角方向。

电路加速度位移功率检测，包括四路模拟信号，由传感器输出信号，经电压跟随器对电子信号进行同步波形放大，滤除干扰信号，直接输入相应的借口。

电路压力检测，因为一般传感器采集到的信号电压相对来说比较微弱，需要使用两级放大器进行电压信号驱动放大，再将放大后的电压信号传输至终端处理器转换接口。为了保证信息数据采集器采集到的信息数据的精准性和可行性，应在刀架上安装传感器，使刀杆中间部分与感应端之间相互接触。

通信电路接口，主要是保证各传感器与信息数据处理终端的数据控制传输进行各方面的调试变动，使整个机械量综合测试系统运行国家顺畅，消除不良的干扰信号。

2.3 机械量综合测试系统的软件设计

机械量综合测试系统是基于LabVIEW虚拟开发仪器软件作为开发平台建立的，通过各种组件的顺利运作，实现电子界面道路、数据信息处理、信息数据资料显示、动态曲线绘制和结果进行综合分析。对数据信息的记录一般有两种记录模式：第一种是对动态曲线绘制的信息数据进行测试；另一种就是对一定周期的数据信息进行采集储存，便于对相关的信息数据进行离线分析研究。

2.4 机械量综合测试系统的软件功能设计

机械量综合测试系统的软件功能的主要功能有：（1）通过分析思考形成系统的基本分析功能。（2）直接完成相关的电测实验，具备了基本的实验功能。（3）根据实验完成获取的数据生成实验报告，根据实际需要对实验报告进行打印和存储，利用数据库完成数据信息的管理，增强模块之间和系统的灵活性、独立性，实现实验报告生成与管理功能。（4）在设计综合测试过程中，系统提供完善的帮助功能，系统为整个综合检测提供一般操作方法帮助，设定具体的操作步骤和实验指导。数据信息采集仪程序主要就是进行数据采集、存储、显示、通讯功能等的完成，通过对通信总线启动，数据终端接口读取信息数据，不同界面选择不同的仪器，进行综合测试分析。

3 结束语

采用虚拟仪器技术从设计技术思想集成综合测试的基本概念，充分发挥资源共享特点，通过透明的软件模块组合，使计算机资源与机械量的综合测试系统有机融合，完成机械过程的不同测试与分析任务。为机械类综合测试提供一定的借鉴，希望能促进国内机械行业的发展。

参考文献

[1]袁帅，杜长江.基于LabVIEW的高速滚珠丝杠副综合测试系统研发[J].制造技术与机床，2010（6）.

[2]赵健，职强.新国标要求下室外健身器材综合测试系统的设计与开发[J].科技与企业，2013（19）.

[3]段容宜，王海斌，杨江，等.通用飞机综合航电测试系统的设计与实现[J].电讯技术，2015（4）.