基于虛擬儀器技術的振動測試系統的設計
振動是自然界*普遍的現象，傳統的振動測試系統大多采用電子測量儀器，其特點是功能單一、專用、靈活性較差、大大的制約了振動測試的范圍。如今，正在流行著一種將虛擬儀器技術引到振動測試領域中的技術，將計算機技術和振動測試技術相結合，組建虛擬振動測試系統。實踐表明，虛擬振動測試儀器不僅功能強大、用途多樣，而且具有友好的用戶界面和簡化的圖形化編程方法，受到廣大用戶的普遍歡迎和高度重視，成為振動測試新的發展方向濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈。
1虛擬振動測試系統的硬件設計
　　
    虛擬振動測試系統的硬件主要包括了加速度傳感器、力傳感器、信號放大器、數據采集卡以及通用PC機。
　　
1.1 加速度傳感器
　　
    加速度傳感器主要測試振動體的振動加速度，機械振動測量中常用的壓電式加速度傳感器，它是以某些材料受力后在其表面產生電荷的壓電效應為轉換原理的傳感器，壓電式加速度傳感器輸出的電荷量與物體振動加速度成比例，用適當的測試系統檢測出電荷量，就實現了對振動加速度的測量。它有體積小，重量輕，靈敏度高和頻率范圍寬的優點，在振動測試中應用*為普遍。本系統的設計采用的是并聯壓電材料的壓電傳感器，適于選用電荷放大器，其電路特點是放大器輸出電壓只與傳感器產生的電荷輸入量及放大器反饋電容有關，與構成電路的電纜形成的分布電容和信號頻率無關，這一特性使電荷放大器的傳輸線路的分布電容不敏感，傳輸距離可達數百米。
　　
1.2 電荷放大器
　　
    壓電式傳感器輸出的電荷信號比較微弱，不能直接被數據采集卡采集，需要用信號放大器把較弱的電荷信號轉化成較強的能被數據采集卡采集的電壓信號。電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的放大器，它的核心是一個具有電容負反饋、且輸入阻抗及高增益的運算放大器。本系統采用BC97型電荷放大器為例，電荷放大器上還具有低通濾波器和能按傳感器靈敏度調節放大倍數的適調放大器。
　　
1.3 數據采集卡
　　
    本系統中采用的數據采集卡是PCI-6024，它是美國NI公司生產的多功能接口卡，此卡設計基于PCI總線，數據傳輸速率高，吞吐量大，是數據采集卡設計的主流，它是一塊性價比較好的產品，支持DMA方式和雙緩沖模式，保證了實時的信號不間斷采集與儲存。它支持單極性和雙極性模擬信號輸入，信號輸入范圍分別為-5v～+5v和0～10v。提供16路單端/8路差動模擬輸入通道，2路獨立的D/A輸出通道，24線的TTL型數字I/O，3個16位定時計數器等多種功能。實際測量是輸入信號通過BNC接頭從輸入端子進入數據采集卡進行數據采集，同時用美國NI公司提供的Measurement Automation軟件進行簡單的設置便可完成系統軟件與數據采集卡之間的通訊。
2虛擬振動測試系統的軟件設計
　　
    虛擬振動測試系統的軟件設計，是運用圖形化編程語言LabVIEW為軟件開發平臺，在程序的開發過程中運用模塊化的設計思想，根據不同功能的需要，分別組建各種功能模塊，本系統包含了數據采集模塊、數據存儲與讀取模塊、數據處理模塊、結果顯示模塊，為了將各模塊集成到一起，還設計了一個主界面來實現各模塊的調用。*后再對系統進行集成和調試。
　　
2.1 系統主界面的設計
　　
    在系統的主界面設計中，利用LabVIEW中提供的Edit Menu菜單，先將要實現的功能作為菜單選項的內容，以便在運行時調用，然后在框圖中對各項菜單的調用通過Case循環進行選擇，使各項菜單對應各項子VI，在各子VI中的VI Setup的Eexecution Options中選擇Show Front Panel When Called選項，這樣在運行中，當選擇了菜單中的某項內容時，該子VI就被選中調用。
　　
2.2 數據采集模塊
　　
    數據采集模塊使用了LabVIEW中Analog Iuput功能塊中的AI Waveform Scan模塊進行采集控制，根據不同需要可以選擇連續信號采集或單次信號采集，并可進行采集通道、采樣速率、采樣點數、加窗方式、平均次數、顯示譜的類型控制，還可通過光標移動觀察信號的時域值和頻域值，在觸發方式上，還可以選擇信號觸發或自由采集，在信號觸發時，可選擇觸發電平、觸發沿、觸發前預保留點數等參數。

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