【正文】 片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化 ，因此應(yīng)變片的粘貼，直接影響后續(xù)測試的結(jié)果。 等待丙酮揮發(fā)完全后， 在待測表面滴一滴 502膠水，捏著應(yīng)變片的引出線，用基底將膠水拖勻并形成一個薄層，輕輕校正應(yīng)變片的方向，然后用手 或其他平整工具 從片頭到片尾輕輕均勻滾壓，把多余的膠水和氣泡擠出，保證膠層盡可能地薄而均勻，直到應(yīng)變片貼住為止。 圖 45：應(yīng)變片粘貼實物圖 電橋電路 （圖 46） 是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻 、 、 、 中，電阻的相對變化率分別為 、 、 、 ，當(dāng)使用四個應(yīng)變片構(gòu)成全橋電路 ,且 時， ∑ 圖 46：應(yīng)變電橋電路示意圖 動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 20 應(yīng)變測試系統(tǒng)的標(biāo)定 粘貼好后的應(yīng)變片當(dāng)梁受到一定載荷后發(fā)生變形時，其阻值也將發(fā)生變化，經(jīng)過上述分析可以得到電橋輸出電壓和所加的載荷應(yīng)為線性關(guān)系，使用動態(tài)應(yīng)變儀和相應(yīng)的LabVIEW程序便可以輕松的對應(yīng)變測試系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定找出輸出電壓和所加載荷的對應(yīng)關(guān)系， LabVIEW 對應(yīng)的程序框圖如 圖 47： 圖 47：應(yīng)變標(biāo)定的 vi 程序框圖 程序中，使用讀取電子表格函數(shù)，從硬盤讀取實驗獲得的砝碼重量與輸出電壓的電子表格文件，然后將文件中的電壓和質(zhì)量拆分為兩個獨立的一維數(shù)組， 這兩個一維數(shù)組分別流向 XY 圖中 X和 Y輸入端口，經(jīng)過相應(yīng)的算法 得到電壓與載荷的關(guān)系，也即電壓與載荷力曲線圖的斜率。載荷力與受力點到電機(jī)旋轉(zhuǎn)中心距離的乘積就是電機(jī)的扭矩。 絲杠轉(zhuǎn)速用 光電轉(zhuǎn)速 實驗?zāi)K進(jìn)行模擬。這樣我們可以將扭矩的實時數(shù)據(jù)保存為電子表格文件，這方便的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享問題，使沒有裝 LabVIEW 的工程人員也可以使用 LabVIEW 采集得到的數(shù)據(jù)。此測試系統(tǒng)，不僅調(diào)高傳統(tǒng)試驗機(jī)的分析功能，還擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，使其適應(yīng)現(xiàn)代化的測試要求。 另外， 此測試系統(tǒng)的進(jìn)一步提高還有待從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)。在課題的設(shè)計中諸位老師、同學(xué)所給予我無私的幫助， 已經(jīng)成為我最為珍貴的人生財富。無論在工作中，還是在生活上，導(dǎo)師都為我做出了無私的奉獻(xiàn)，再此， 首先要感謝 周 老師對我的指導(dǎo)和督促， 周老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的知識以及對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)嚴(yán)格的態(tài)度讓我無比敬佩，激勵我不斷追求進(jìn)步。這一問題的解決還需要對測試系統(tǒng)本身的程序進(jìn) 行更加合理 化的配置，比如，盡量使用 LabVIEW 的底層函數(shù)，以確保較快的刷新速度和數(shù)據(jù)處理能力。通過高亮運行，我們可以清晰地看到數(shù)據(jù)的流向。 圖 412 中 螺母阻力輸出之后與轉(zhuǎn)軸的半徑之積即為螺母反作用力大的扭矩大小 ，同樣可以得到電機(jī)產(chǎn)生的扭矩大小。最后通過兩個波形圖表動態(tài)顯示所得的轉(zhuǎn)速值。 雙孔梁的應(yīng)力計算與校驗 雙孔梁示意圖如 圖 410，四個應(yīng)變片對稱分布于梁的上下兩面，感應(yīng)梁受到的載荷力大小 。 圖 48 應(yīng)變電橋電壓與載荷力的標(biāo)定曲線 如圖 48，我們可以的到靈敏系數(shù)為 ，我們可以通過采集得到的任意電壓信號而得到相應(yīng)的載荷大小值，從而實現(xiàn)動態(tài)載荷力的大小。 Ehb FlE 26?? ??動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 19 用萬用表測應(yīng)變片敏感柵的電阻值，是否有短路和斷路現(xiàn)象。然后用 0 或 1 砂布與應(yīng)變片粘貼方向成 45?交叉打磨，打出一些條紋，這樣可以加強(qiáng)膠的附著。 模擬系統(tǒng)的整體設(shè)計 模擬系統(tǒng)使用四個應(yīng)變片測量等強(qiáng)度梁在不同載荷下的應(yīng)力來模擬轉(zhuǎn)動試驗臺的螺母反作用力的大小，具體的系統(tǒng)設(shè)計框圖如下： 43：螺旋傳動效率測試整體設(shè)計框圖 框圖中的應(yīng)變橋路使用四片應(yīng)變片組成全橋電路，應(yīng)變規(guī)格：型號 3 5，電阻值120 Ω ，基底紙基。 螺旋 副效率測試時，恒定的軸向力 Q 施加在螺母的端面，絲杠推動螺母作軸向運動，又應(yīng)力測試系統(tǒng)測得 處螺母的切向力 ,求得螺母在各測試點處的力矩： 螺旋副正向傳動時，螺母克服軸向力移動，螺旋副的輸入力矩為 ，螺母旋轉(zhuǎn)一周時，螺旋副對應(yīng)的輸入功： 輸出功： 式中： m 為被測螺旋副線數(shù)； p 為螺距；因此，測試系統(tǒng)螺旋傳動正向效率為： 正 螺旋副逆向移動時， 螺母在軸向力的作用下反向移動。 前面板設(shè)計如 圖 311： 動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 14 圖 311： table 容器設(shè)計的總體前面板 到此為止，整個設(shè)計過程結(jié)束。 數(shù)據(jù)的存盤函數(shù)在“ programmingfile I/O” 中。所以 這里設(shè)置 采樣點數(shù) 為 2048。 DAQ 助手的采樣頻率設(shè)置為 1000，采樣數(shù)設(shè)置 為 2020， 4 秒超時設(shè)置，最后用布爾控件控制 DAQ 助手的啟停。 3 振動試驗臺動態(tài)信號采集系統(tǒng)設(shè)計 振動試驗臺外圍電路搭建 本課題以 北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所開發(fā)的振動試驗臺為基本硬件平臺，依靠傳感器測量軸承座的振動、電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)軸的軸心軌跡四個動態(tài)信號，如圖 31 所示，其中 1為壓電加速度傳感器， 2 為光電轉(zhuǎn)速傳感器， 4為 XY 軸位移傳感器。在測試數(shù)據(jù)采集卡與電腦 正確連接的前提下， DAQmx 可以幫助我們識別我們使用的數(shù)據(jù)采集卡以及自帶的驅(qū)動程序。所有的 LabVIEW 程序都被稱為虛擬儀器（ vi），因為程序的外觀和操作方式都與諸如示波器、萬用表等實際儀器類似。表 13詳細(xì)描述了 I/O 連接器的可用信號。 在轉(zhuǎn)速測量時，選擇光電傳感器，輸出脈沖信號，通過對脈沖計數(shù)，可以得到實時的轉(zhuǎn)速值。 如圖 11所示： 圖 11：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成 但有的時候，自然界中的原始物理信號并非直接可測的電信號，所以，我們通過傳感器將這些物理信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以識別的電壓或電流信號。其中振動試驗臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對振動、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子軸心軌跡的檢測結(jié)果與實驗臺自帶軟件保持了一致性，螺旋傳動效率測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用三個傳感器分別模擬試驗臺電機(jī)扭矩，螺母反作用力和絲杠轉(zhuǎn)速三個動態(tài)信號，所設(shè)計的采集系統(tǒng)完成了對三個動態(tài)信號的顯示、分析和處理，并能動態(tài)顯示螺旋傳動效率。計算機(jī)上安裝了驅(qū)動和應(yīng)用軟件，方便我們與硬件交互，完成采集任務(wù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的分析和處理。 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 NI 公司 6009 數(shù)據(jù)采集卡采用 USB 接口技術(shù)，支持即插即用，驅(qū)動程序為自帶的。點擊自檢按鈕，可以查看數(shù)據(jù)采集卡各通道是否正常工作。 本課題使用 進(jìn)行相應(yīng)軟件系統(tǒng)地開發(fā)，以計算機(jī)為硬件平臺對采集的動態(tài)信號進(jìn)行顯示、分析、處理以及存盤操作。下面是使用 DAQ Assistance 配置此次測試任務(wù)的具體流程。 拾取振動信號的常用傳感器是壓電晶體傳感器。 我們使用 while 循環(huán)和一個 case 循環(huán)控制程序流程，最后將采集的原始信號和頻譜波形分別用一個波形顯示控件和圖表顯示控件顯示。運行此程序的結(jié)果如 圖 37所示 ： 動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 11 圖 37：轉(zhuǎn)速測量前面板顯示 軸心軌跡 轉(zhuǎn)子軸心軌跡是指轉(zhuǎn)子軸心相對于軸承座在與軸線垂直的平面內(nèi)的運動軌跡。 整體程序調(diào)試 完成各個單獨傳感器的測量后，我們要對四個傳感器進(jìn)行整體的測試，將四個部分整合為一體，在一個主面板中顯示。 4 螺旋效率測試實驗臺 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 螺旋傳動是利用絲杠和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的，它主要用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和力。電機(jī)轉(zhuǎn)速使用投射式光電傳感器。 等強(qiáng)度梁的各點由于應(yīng)變相等，故粘貼應(yīng)變片的位置要求不嚴(yán)格。 萬用表測得 應(yīng)變片的阻值應(yīng)為 120??。并 涂上保護(hù)層，保護(hù)層可用石蠟涂料、環(huán)氧樹脂等。最后使用一個條件結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)保存為電子表格格式，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。四個應(yīng)變片 組成全橋電路，通過電位器 調(diào)平電阻，電橋輸出經(jīng)過差分放大器放大放大和相敏檢波電路進(jìn)行波形調(diào)制，調(diào)制后的波形通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入 LabVIEW 中進(jìn)行后期處理分析和顯示 。 整體程序設(shè)計與調(diào)試 為了可以在一個前面板中實現(xiàn)顯示三路信號的動態(tài)變化，往往使用 DAQ 助手的信號拆分功能，在 NI6009 的配置中，選擇了三路差分信號輸入通道，可以一次采集三個傳感器的動態(tài)信號，分別是轉(zhuǎn)速，螺母阻力，電機(jī)扭 矩。否則寫入 一個一維數(shù)中。第二步，在振動實驗臺采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了螺旋傳動效率模擬動態(tài)采集系統(tǒng)，以懸 臂梁應(yīng)力測試模擬螺母反作用力，以雙孔梁應(yīng)力測試模擬電機(jī)扭矩，以試驗臺固定模塊模擬絲杠轉(zhuǎn)速。對以上三點的改進(jìn)可以提高本系統(tǒng)的測試精度，增強(qiáng)程序的健壯性，以及硬件電路的合理性。 千言萬語難以表達(dá)我此刻的心情，最后衷心的祝愿各位老師身體健康，工作順利，祝愿同學(xué)們明天會更好！