摄谱分析仪器在数字化搜集体系预设中运用

  仪器网 ·  2012-07-17 08:43  ·  50670 次点击
1系统简介
基于虚拟仪器的数据采集系统是用来精确测量金属构件在振动过程中的加速度峰值,系统结构如1.系统软件结构如2.
2数据采集
2.1数据采集卡的选择
PC机/采集显示数据采集卡接线端子板自偶变压器控制电压激振器控制电路峰值检测信号保持电路加速度传感器激振器
本系统采用PCI-6014数据采集卡,它可以与带有PCMIA接口的计算机相连,提供了10路单端/5路差分模拟输入,2路模拟输出,8路数字I/O和16bit的数模转换精度及两个24bit定时/计数器,最小采样频率为200KS/s.采用DAQmx来驱动数据采集卡,其中DAQmx包括支持200多种NI数据采集设备的驱动,并提供相应的VI函数。
本系统中所有数据采集、发生程序都是利用DAQmx函数来完成的。
2.2加速度传感器的选择
加速度传感器是一种机电换能器。当它感受到振动信号时,其输出端产生一个与加速度成正比的电荷量(或电压量),采用压缩和剪切形式降低各种环境响应灵敏度,配接电荷放大器或其它二次仪表可测量振动的加速度、速度和位移,也可以测量冲击信号。由于它体积小、重量轻、频带宽和动态范围大,所以在振动测量领域中得到极为广泛的应用。
YD系列加速度传感器(包括电荷放大器),输出信号为±12V(50mV/PC)。此系统处理YD系列加速度传感器(包括电荷放大器,输出信号±12V)检测信号,从而通过开关电源控制激振器工作。
YD系列加速度传感器测得激振器振动信号后,经放大、峰值检测、A/D转换,通过PC中的LabVIEW程序处理数据,得到图像。
2.3采集方法的选择
根据测量要求的不同,采集方法可分为缓冲采集、实时采集和定时采集3种。这3种方法可以满足一般实验数据采集的要求。本系统中采用的是实时采集方式,采集、显示数据的同时进行可以直观地看出测量物理量的变化,它对数据速率要求不高,程序的主要部分是数据处理和显示,用户控制参数包括屏幕显示个数以及数据采集时间间隔等。如果采集物理量的变化频率太快,一方面接口受传输数据速率的限制,另一方面计算机受处理能力的限制,使得实时采集不能真正显示数据的变化,实时采集就不能使用,所以当实验采集的物理量变化不是很大的时候使用实时采集,得到的结果更加直观,便于实验者把握实验数据总趋势,并且显示数据的动态曲线图。
2.4数据采集系统的实现
数据采集系统主要由模拟信号输入模块、A/D模数转换模块、信号处理模块、接口模块等组成。
数据采集时,为了保证在每一个频率下采集到同样个数的加速度值,本系统采用采样频率实时跟随扫频脉冲频率变化的变采样频率的采集方式,利用数据采集卡的硬件时钟定时与软件定时相互配合进行控制脉冲的发生,扫频频率的步进为0.1Hz,这样,加速度的采样频率与扫频脉冲频率成一一对应关系,然后将每一个扫频频率所对应的加速度值进行平均值处理(由于系统设计要求,在扫频过程中发生的脉冲要在每个频率下发生10个周期的脉冲,所以每个频率下都要采集10个加速度值,需要将这10个值进行平均值处理)。
系统采用LabView8.2中文版本进行编程,数据采集程序如3所示。
2.5采集数据的显示
系统是以模块为实现虚拟仪器的数据采集系统的基本单元,PC机的显示与分析部分是整个系统的用户界面,而基于虚拟仪器的控制系统的突出特点就是把传统的仪器控制面板变成了计算机和一个图形屏幕组成的软面板。在这个软面板下实现整个系统操作界面所需的全部功能。显示和分析的全部数据来自于PCI板卡的数据采集。在采集数据显示模块中,首先对系统参数进行设定,开始数据采集,采集结束后实现采集数据的显示。
2.6采集数据保存
数据保存是将振动扫频和振动时效的数据分别以xls格式文件储存到指定文件夹中,保存的数据包括系统参数和数据分析结果。其数据的值分别以数组形式被保存,为了方便查询,保存的文件名被设置成当前系统时间,采集数据保存的程序如4.
3结语
基于虚拟仪器的数据采集与处理系统完成了试验中的各种物理量的数据采集、数据显示、数据保存和数据查询等工作。该系统功能和性能可满足试验工作的需要,缩短试验时间,节约了试验经费。

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