对过程仪器软件进行研究
由于传统仪器功能单一,通常针对其具体的测量要求在仪器内部作好了信号调理部分。而虚拟仪器、特别是基于PC-DAQ、VXI和PXI总线的虚拟仪器,一般只需通过配置信号调理箱,便可将被测信号引入到系统采集器。对基于VXI、PXI总线的虚拟仪器系统,在信噪比允许的情况下,可采用的另一种体系结构是依据具体的传感器来选择适当的VXI或PXI调理模块,直接插入VXI或PXI机箱构成VXI或PXI非电量测量系统。采用虚拟仪器技术构建的非电量测量系统与传统测量仪器或系统相比具有明显优势。硬件设计系统组成系统硬件由温度传感器、压力传感器、应变传感器和动态电阻应变仪、振动传感器、角速度传感器和采集器等部分组成。系统组成如所示。系统功能该测量系统可用于稳态参数(温度)信号、动态参数(角速度、振动、压力、应变等)信号的测量。系统通过被测对象物理参数实施非电量到电量的转换、信号调理、数据采集、存贮、显示,并对采集的数据进行各种分析计算,最终生成测试结果报告。压力信号的测量应变式压力传感器量程为10~80MPa,频率响应为0~2kHz(-3dB),非线性为≤±1.5%。压力传感器输出信号经信号调理模块SCXI-1120D调理后,通过SCXI的背板模拟总线送至,转换结果经压力测量软件转换分析后,在显示器上显示出来,并将测量结果存储在硬盘上供事后分析处理。温度信号的测量温度传感器1输出的10路信号首先经调理模块SCXI-1102B调理后,通过SCXI背板模拟总线送至转换结果由PXI-8155/233通过温度测量软件转换分析后,将测量结果存储在硬盘上,供事后分析处理,同时在显示器上进行显示。
应变计通过连接动态电阻应变仪进行自动平衡、放大、滤波,然后送至PXI-6071E进行A/D转换,转换结果经应力信号采集记录软件转换分析后,计算出最大应力、最小应力及方向。并将测量结果存储在硬盘上供事后分析处理用,同时在显示器上显示出应力随时间变化的曲线。角速度信号的测量角速度传感器输出10路信号为单端信号,因其频率不大于1kHz,幅度在±5V之间,持续时间在数十毫秒。所以,角速度传感器输出信号通过BNC-2090直接接到PXI-6071E进行A/D转换,转换数据由PXI-8155/233通过角速度测量软件转换分析后,显示数据和曲线,并将测量结果存储在硬盘上供事后分析处理。振动信号的测量振动传感器输出的10路信号为单端信号,因其频率不大于1kHz,输出信号幅度在±5V之间,持续时间在数十毫秒。所以,振动传感器输出信号通过BNC-2090直接接到PXI-6071E进行A/D转换,转换结果由PXI-8155/233通过振动信号测量软件转换分析后,显示数据和曲线,并将测量结果存储在硬盘上供事后分析处理。
软件设计操作系统与软件开发环境系统选用Microsoft公司的WindowsXP操作系统。开发工具使用NI公司的实验室虚拟仪器工作平台LabVIEW7.0,在LabVIEW7.0图形化编程环境下开发系统应用程序。由于LabVIEW7.0的设计目标是图像化的工程师设计语言,主要目的是实现丰富的仪器驱动而无数据库引擎,无法对数据库直接操作。但是结合CVI通过CVI来实现与ODBC无缝连接,即可实现测试软件对数据库的操作。软件结构与功能软件由系统软件和应用软件组成。应用软件由系统管理软件、系统自检软件,温度测量软件、压力测量软件、应力测量软件、振动信号测量软件和角速度测量软件组成。系统管理软件完成整个测试系统的调度和管理,包括系统初始化、系统设置、存储和打印以及系统自检软件。结束语系统采用主流的PXI体系结构以及SCXI信号调理组件,软件采用测控领域广为流行的LabVIEW图形化开发平台和模块化结构应用软件进行设计。在PXI系统上开发出高性能、高可靠性的非电量测试系统,使其具备以下特点:①提高了武器系统试验测试设备的通用性;②减少了针对被测对象分别开发专用测试设备的数量,节省了投资,缩短了设备研制周期。http://www.grainyq.com
