基于虚拟仪器的振动测试分析系统

2016-09-20 09:13:30来源: dzsc
1 虚拟振动测试分析系统的构成


  虚拟振动测试分析系统由硬件和软件两部分组成。系统硬件主要由9101压电式加速度传感器、DHF-10电荷放大器和PCI-6024E数据采集卡及计算机组成;系统软件采用LabVIEW编写,运行于win98/win2000系统下。

  9101压电式加速度传感器为通用型宽频带传感器,其电荷灵敏度为30PC/g(P:皮(10-12),C:库仑(1A·s),g:加速度(9.8m/s2)),频率范围为0.2~10kHz,谐振频率27kHz,可用于机械设备的振动测试。DHF-10电荷放大器用于传感器输出信号调理。PCI6024E为NI公司的PCI总线低价位数据信号采集卡,PCI总线传输速度快,数据转换率高,可完成16路单端输入或8路差分输入,12位分辨率,200kS/s采样率,最大输入范围±10V,提供与LabVIEW连接的驱动程序。

  将采集卡与虚拟振动测试软件安装在一台运行win98/win2000的PC机上,再连接加速度传感器与信号调理单元,即构成一台功能强大的虚拟振动测试分析系统。

2 虚拟振动测试分析系统的软件设计

  虚拟振动测试分析系统软件编程采用美国NI公司的LabVIEW软件,它是一种32位编译型图形化编程语言,使用数据流编程方法描述程序的执行,用图标和连线编写程序,其应用程序由三部分组成:前面板、框图程序和图标/连接器,主要分三部分;参数设置区、功能区和图形显示区。通过参数设置和相应按键可实现振动加速度信号的采集与分析。 

  主要功能包括:数据采集、双路虚拟信号生成、图形显示、均值和方差计算、数字滤波、任一路信号的自相关分析、FFT分析、自谱分析、双路信号的互相关分析、互谱分析、理论帮助、数据存储、报告打印等。

  软件的各功能模块调用LabVIEW中相关的子VI,通过数据流的正确连接即可实现。如数据采集模块调用Data Acquisition功能块下的Anlog Input Utilities中的AIwaveformScan.vi子函数,即可以实时采集输入信号;数字滤波模块调用Functions\ DOWNSignal Processing\ DOWNFilters子模板中的多种数字滤波器;开关控制模块调用Functiions\ DOWNStructure子模板中的公式节点,采用C语言编程格式实现逻辑切换;信号分析模块分为时域分析和频域分析,时域分析包括自相关、互相关处理,分别调用函数子模板中的Auto Correlation和Cross Correlation两个VI,频域分析选用Functions\ DOWNSignal Processing\ DOWNFre-quency Domain子模块中的Auto Power Spectrum函数计算自功率谱、Cross Power Spectrum函数计算互功率谱、Real FFT实现FFT分析、Power&Frequency Estimate VI估算出功率谱中的频率峰值,即共振频率;数据存储模块调用Functions\ DOWNFile I/O子模板中的write to spread-sheetfile函数,可将记录数据存为电子表格或ASCII文件;打印报告可将存储结果打印输出;帮助模块可提供振动测试分析的基本理论及本系统操作指导。

  为了便于振动测试分析的实验室教学,本系统设计了虚拟振动信号发生器模块,该模块采用正弦波叠加白噪声模式,该子程序调用了Signal Generation中的sine wave.vi和UniformWhite Noise.vi,该功能通过前面板的数据采集一虚拟信号按钮进行


 参考文献:

[1]. PCI datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
[2]. Power datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/Power_1093617.html.

关键字:虚拟仪器  振动测试  分析系统

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016092017289.html
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